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
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5
Тема: Гартування сталі
Мета: Вивчення методики гартування, придбання практичних навичок проведення різноманітних операцій термічної обробки.
Обладнання: Муфельна піч; бак з водою; зразок сталі Ст.3, прилади для вимірювання твердості
Методика роботи:
Вивчити теоретичний матеріал по темі заняття.
Виміряти твердість зразка до термічної обробки
Провести термічну обробку зразка сталі – гартування при температурі 900 з подальшим охолодженням.
Виміряти твердість зразка після термічної обробки
Проаналізувати результати та написати звіт.
Теоретичні відомості
Гартування – це вид термічної обробки металів, мета якої підвищити твердість, міцність і стійкість проти зношування при терті. Процес гартування складається з двох операцій (стадій): нагрівання до певних температур і охолодження із певною швидкістю.
Висока твердість при гартуванні може бути отримана лише за умов, коли аустеніт, що утворюється в сталях при нагріванні згідно діаграми стану Fe-Fe3С вище критичних точок, при охолодженні зі швидкістю, вищою за так звану критичну, перетвориться в мартенсит, який має високу твердість (55÷65 HRC).
Мартенсит - це перенасичений твердий розчин вуглецю в альфа-залізі і чим більше буде вуглецю в сталях, тим більше їх твердість. При охолодженні аустеніту з швидкостями, меншими за критичну, можуть утворитись феритно-цементитні суміші: перліт, сорбіт, тростит, твердість яких значно менша, відповідно 15;30;40 HRС. Оптимальна температура нагрівання для доевтектоїдних сталей на 30÷50оС вище т. Ас3, де буде аустеніт, а заевтектоїдних – на 30-50оС вище т. Ас1, де буде аустеніт і цементит вторинний. Після охолодження зі швидкістю, більшою за критичну, утворяться структури: мартенсит в доевтектоїдних і евтектоїдних та мартенсит, цементит вторинний і певна кількість залишкового аустеніту в заевтектоїдних.
При нагріванні доевтектоїдних сталей тільки вище т. Ас1 утвориться структура аустеніт і ферит. При охолодженні аустеніт перетвориться в мартенсит а ферит залишиться і твердість буде недостатньою.
При перегріві сталей над оптимальними температурами відбувається рост аустенітного зерна, розчинення в аустеніті вторинного цементиту в заевтектоїдних сталях і, як наслідок, утворення в загартованних сталях крупногольчастого мартенситу, збільшення кількості залишкового аустеніту, що приводить до зменшення твердості і підвищення крихкості.
Легуючі елементи впливають на положеня критичних точок Ас1; Ас3; Асm: марганець і нікель знижують, а решта підвищують, що необхідно враховувати при визначені режимів гартування. А взагалі температура нагрівання вища ніж у вуглецевих з однаковою кількістю вуглецю. Крім того, вуглець і легуючі елементи знижують температури мартенситного перетворення (т. Мп і Мк) до більш низьких значень, що приводить до збільшення кількості залишкового аустеніту. Гартування з температур, вищих за т. Ас1 називається неповним, а з температур, в вищих за т. Ас3 або Асm – повним.
Вуглець підвищує загартовуваність сталей, а легуючі елементи на твердість суттєво не впливають. Але практично всі легуючі елементи збільшують прогартовуваність сталей на більшу відстань від поверхні, що сприяє підвищенню об’ємної міцності виробів.
Швидкість охолодження при гартуванні залежить від охолоджуючої здатності середовища та розмірів виробів. Вода охолоджує з швидкістю до 600оС/с., мінеральні масла 150-180оС/с., повітря – 10оС/с.
Вуглецеві сталі мають відносно велику критичну швидкість гартування, а легуючі елементи її знижують тому на практиці для охолодження вуглецевих сталей застосовують воду та водні розчини солей та лугів, а для легованих – мінеральне масло, синтетичні розчини, розплави солей і навіть повітря. Охолодження легованих сталей у воді (велика швидкість) приводить до збільшення термічних напружень і, як наслідок, до деформації виробів і навіть утворенню тріщин.
Розрахункова частина
Таблиця 5.1
|
Марка сталі |
Характеристика |
Первинна |
Після гартування з температури, оС |
|
900 |
|||
|
Ст3 |
Твердість HB |
||
|
HRC |
|||
|
HV |
Контрольні питання:
Література: