Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
Исследование влияния термической обработки на свойства стали
1. Цель работы: Ознакомиться с технологическим процессом термической обработки (ТО) и получить практические навыки проведения закалки углеродистой стали.
2. Оборудование:
2.1. Муфельная печь
2.2. Закалочный бак с водой
2.3. Закалочный бак с маслом
2.4. Прибор типа Роквелла
2.5. Образцы углеродистой стали
2.6. Клещи
2.7. Шлифовальная шкурка.
3. Литература
3.1. Барташевич А.А. «Материаловедение», СПО, Ростов н/Д, Феникс, 2008.
3.2. Солнцев Ю.П., Вологжанина С.А. «Материаловедение», СПО, М., «Академия», 2009
4. Краткие теоретические сведения
Термическая обработка – процесс тепловой обработки изделий из металлов и сплавов с целью изменения их структуры и свойств, заключающийся в нагреве до определенной температуры, выдержке и последующем охлаждении с заданной скоростью
Термическая обработка, заключающаяся только в термическом воздействии на металл или сплав, включает следующие основные виды: отжиг, закалку, отпуск, нормализацию.
При выполнении данной лабораторной работы будут рассматриваться вопросы закалки.
Закалка – вид термической обработки, при которой доэвтектоидные стали нагревают до температуры выше верхней критической линии Ас3 на 30-50°, эвтектоидные и заэвтектоидные стали нагревают выше нижней критической линии Ас1 на 30-50°, выдерживают при этой температуре, а затем быстро охлаждают.
Для конструкционных и инструментальных сталей и сплавов закалку проводят с целью повышения прочности, износостойкости и твердости.
Длительность нагрева и время выдержки зависит от нагревающей среды, от формы изделия, теплопроводности стали и времени, необходимого для завершения структурных превращений. Рекомендуемое время нагрева изделий из углеродистой стали приведено в таблице.
При закалке важно действие охлаждающей жидкости. В качестве охлаждающей среды применяют воду при температуре 18°, 50° или 74°, растворы солей, эмульсию масла в воде, мыльную воду, минеральное машинное масло и др.
В результате закалки увеличивается удельный объем стали, вследствие чего возникают значительные остаточные напряжения. Для уменьшения или снятия внутренних напряжений, приведения неустойчивой структуры мартенсита в более устойчивую и получения требуемой твердости закаленную сталь подвергают отпуску
Структурные изменения в закаленной стали и происходящие при этом изменения свойств зависят от температуры отпуска. Отпуск может быть: низкий, средний и высокий.
Низкий отпуск получается при нагреве деталей от 150°до300°. При таких температурах в структуре стали остается мартенсит, но с измененной решеткой, вследствие чего уменьшается твердость и внутренние направления и уменьшается пластичность. Низкому отпуску подвергают стальной инструмент.
Средний отпуск получают при нагреве изделий от 300°до500°. Структура стали, отпущенной до этих температур, состоит в основном из троостита отпуска. Изделия приобретают высокую прочность и некоторую пластичность. Среднему отпуску подвергают различные детали машин, пружины, рессоры, пилы по дереву, косы и др.
Высокий отпуск получается при нагреве изделий от 500°до700°. Структура стали, в этом случае состоит из сорбита отпуска. Сорбит мягче троостита, но тверже перлита. Чем выше температура отпуска, тем меньше твердость стали и тем выше ее пластичность и вязкость (особенно повышается ударная вязкость), поэтому закалку с высоким отпуском называют улучшением стали. Высокому отпуску подвергают конструкционные стали, от которых требуется прочность с пластичностью.
5. Задание:
5.1. Для заданных углеродистых сталей определить режим термической обработки.
5.2. Произвести термическую обработку образцов доэвтектоидной и заэвтектоидной стали.
6. Порядок проведения работы
6.1. Определить твердость образцов углеродистой стали в исходном состоянии.
6.2. Начертить нижнюю левую часть диаграммы состояния железо - цементит, с указанием интервала закалочных температур, провести линии, соответствующие рассматриваемым сплавам ( сталь 40 с содержанием углерода 0,4% и сталь У10 с содержанием углерода 1% ), определить температурный режим нагрева под закалку по формулам:
Для доэвтектоидной стали: Тзак=[Ас3+(30...50)]0С
где: Ас3 - верхняя критическая линия
Для эвтектоидной и заэвтектоидной стали: Тзак=[Ас1+(30...50)]0С
где: Ас1 - нижняя критическая линия
6.3. Провести термообработку.
6.4. Определить твердость образцов углеродистой стали после ТО.
6.5. Результаты работы оформить в виде протокола ( приложение )
7. Содержание отчета:
7.1 Наименование работы
7.2 Цель работы
7.3 Перечень используемого оборудования
7.4 Задание
7.5 Порядок проведения работы
8. Контрольные вопросы
8.1. Назовите виды термической обработки
8.2. Отжиг, виды отжига.
8.3. Нормализация, ее назначение и температурный режим.
8.4. Закалка, ее назначение. Порядок расчета температуры закалки.
8.5. Отпуск, его назначение. Виды отпуска.
|
№№ пп |
Марка стали |
Содержание углерода в стали |
Диаметр или толщина образца |
Твердость в исходном состоянии |
Температура закалки, С° |
Время нагрева при закалке, мин |
Твердость после закалки в воде или масле |
||
|
HRB |
HB |
HRC |
HB |
||||||
|
1. |
Сталь 40 |
||||||||
|
2. |
Сталь У10 |