I. Цель и задачи работы

Изучить влияние режимов термической обработки на структуру и свойства углеродистых сталей.

2. Общее положение (теоретические сведения)

Термической обработкой называют процесс теплового воздействия на изделия из металлов и сплавов с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Это воздействие может сочетаться также с химическим, деформационным, радиационным, магнитным и другими воздействиями.

Термообработка может использоваться как промежуточная операция для улучшения технологических свойств (обрабатываемость режущим инструментом, повышение пластичности перед обработкой давлением и др.) и как окончательная операция для придания обрабатываемому материалу комплекса свойств, обеспечивающих необходимые эксплуатационные характеристики изделия.

В углеродистой стали в зависимости от температуры нагрева и скорости охлаждения возможны 4 вида превращений.

1. При нагреве выше температуры Ас₁ феррито-цементная смесь - перлит превращается в аустенит (П  А).

2. При медленном охлаждении ниже температуры Ас₁ однородный твердый раствор углерода диффузонным путем распадается на смесь двух фаз: А П + Ф.

3. При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит (упорядоченный перенасыщенный твердый раствор углерода в Fe-α). Мартенсит структура неустойчивая, неравновесная с большим запасом свободной энергии.

4. При нагреве ниже температуры Ас₁ пересыщенный твердый раствор углерода в Fe_α - мартенсит распадается с образованием феррито-цементной смеси – перлита: М  П (Ф+Ц).

Отжиг образцов из углеродистых сталей производят при температуре: 900 С (отжиг 2 рода) и 650 С (отжиг 1 рода). После прогрева - охлаждают на спокойном воздухе до 300...400 С, а затем в воде комнатной температуры.

Закалку углеродистых сталей проводят с температуры 870 С в воде или масле.

Отпуск закаленных сталей осуществляют в лабораторной печи при температуре 200, 400 или 600 С. После прогрева образцы охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

3. Объекты исследования, оборудование, материалы

и наглядные пособия

1. Образцы стали 40 размером ~ 15x10х10 мм.

2. Лабораторные печи : СШОЛ, МП.

3. Твердомер TK-2M.

4. Шлифовальная бумага.

5. Клещи.

6. Емкость с охлаждающей жидкостью.

4. Задание на работу

Произвести отжиг, закалку и отпуск образцов из углеродистой стали.

5. Ход работы

1. Получить у преподавателя комплект образцов.

2. Проверить температуру в лабораторной печи.

3. Посадить образцы в печь.

4. Разогреть образцы.

5. При отжиге и отпуске вынуть образцы из печи, уложить в один слой на термоизоляционную прокладку (листовой асбест, шамотный кирпич). Охладить образцы на спокойном воздухе в течение 20 – 25 минут.

6. При закалке вынуть образцы из печи, охладить в воде до комнатной температуры.

7. Снять окисную пленку наждачной шкуркой.

8. Измерить твердость стали. Данные занести в таблицу.

6. Содержание отчета. Форма отчета.

Отчет должен содержать:

1. Краткие сведения из теории иллюстрированные графиками зависимостей и таблицами, заимствованными из литературы.

2. Режимы термической обработки.

3. Зависимости изменения механических свойств (твердости) от технологических параметров.

4. Обсуждение результатов исследования.

Таблица

№ п/п	Марка стали	Вид терм. обработки	Режим термической обработки			Твердость			Струк-тура
			Т, Со	Τвыд, мин	Охл. среда	НRВ	НRС	НВ

5. Выводы по работе.