Лабораторная работа № 7 термообработка различных марок стали

Задание:

1. Определить твердость образцов углеродистой стали различных марок в исходном состоянии.

2. Произвести закалку стали в воде и в масле.

3. Определить твердость после закалки.

4. Произвести отпуск закаленных образцов при температуре 200, 400 и 600⁰С.

5. Определить твердость после каждого отпуска.

6. Cоставить отчет о работе.

Цель работы:

Изучить устройство муфельной печи; методику проведения и режимы закалки и отпуска.

Приборы, материалы и инструмент

Для проведения работы необходимо иметь: муфельную печь с термопарой, закалочный бак с водой и маслом, прибор типа Роквелла, образцы сталей, клещи, штангенциркуль, шлифовальную бумагу. Образцы сталей должны быть диаметром или толщиной 10 – 15мм, иметь клеймо марки стали.

Определение твердости стали в исходном состоянии

Измерить твердость каждого образца на приборе Роквелла по шкале В (НRВ).

Оборудование для закалки

Стальные образцы нагревают в муфельных электропечах различных конструкций. Максимальная температура нагрева должна быть не менее 1000^оС.

Методика проведения закалки:

1. Определить температуру закалки для каждого образца стали, пользуясь для этого нижней частью диаграммы железо – цементит.

Для среднеуглеродистых доэвтектоидных сталей нормальной температурой закалки является температура на 30 – 50^оС выше линии GS, т.е. Ас₃ + (30 - 50^оС).

Д

Рис.1

ля высокоуглеродистых заэвтектоидных сталей нормальной температурой закалки является температура на 30 – 50^о С выше линии PSK, т.е. Ас₁+ (30 – 50^оС).

2. Определить время нагрева образцов из расчета 1,5мин на 1мм диаметра или толщины образца.

3. Образцы поместить в печь, нагретую до температуры закалки для стали данной марки, и выдержать в печи требуемое время. При нагревании до температуры закалки образцов из доэвтектоидной стали исходная феррито-перлитная структура превратится в структуру аустенита, а в заэвтектоидных сталях перлито-цементитная структура превратится в структуру, состоящую из аустенита и цементита.

4. Образцы вынуть из печи и охладить в воде или в масле. При охлаждении в воде углеродистых сталей происходит распад аустенита с образованием мартенсита. При охлаждении в масле углеродистых сталей образуется бейнитная структура.

5. Оба торца образцов зачистить шлифовальной шкуркой.

6. Определить твердость закаленных образцов по НRС.

Рис.1

Отпуск образцов и определение твердости стали после отпуска.

Отпуск проводят в электропечах при температурах 200, 400 и 600^оС.

Методика проведения отпуска

1. Определить время выдержки при температуре отпуска из расчета 3 – 5мин на 1мм диаметра или толщины образца.

2. Образцы поместить в печь, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе.

В результате отпуска при 200^оС происходит превращение мартенсита закалки в мартенсит отпуска, снижение внутренних напряжений и хрупкости; твердость остается почти без изменений.

В результате отпуска при 400^оС происходит превращение мартенсита в троостит отпуска (мелкодисперсную феррито-цементитную смесь). Твердость снижается.

В результате отпуска при 600^оС образуется сорбит отпуска, феррито-цементная смесь более крупная, чем троостит. Твердость еще более снижается.

3. Определить твердость образцов после отпуска по НRС.

4. Результаты всех измерений записывать в протокол.

Протокол термической обработки сталей

№ п/п

Марка стали

Твердость в исходном состоянии

Температура закалки

Время нагрева при закалке

Твердость после закалки НRС

Время выдержки при отпуске

Твердость после отпуска 200о

Твердость после отпуска 400о

Твердость после отпуска 600о

в воде

в масле

1.

2.

Составление отчета

Отчет о проведенной работе должен содержать:

1. Задание.

2. Цель работы.

3. Заполненный протокол термической обработки стали.

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

Рекомендуемая литература.

Основная литература:

1. Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология металлов. М.: Высшая школа, 2011. – 638 с.

Дополнительная литература:

1. Черепахин А.А. Материаловедение, М.: ACADEMIA, 2004. - 256 с.

2. Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов. М.: Высшая школа, 2004. – 519 с.

Методическая литература:

1. Методические указания для выполнения практических работ по дисциплине «Материаловедение» для студентов направления подготовки 151000.62 «Технологические машины и оборудование».

2. Методические указания по самостоятельному изучению дисциплины «Материаловедение» для студентов направления подготовки 151000.62 «Технологические машины и оборудование».

3. Вопросы для самоконтроля.

Интернет-ресурсы:

1. stud files.ru, chem-astu.ru, twirpx.com – Электронный образовательный ресурс дл студентов.

2. http://tmm-umk.bmstu.ru/ – Сайт кафедры РК-2 МГТУ им.Н.Э.Баумана.

1. http://tmm.spbstu.ru – Сайт СПбГПУ

Программное обеспечение:

1. Программа «Dvutavr»

2. Программа «GeomHarSt»

3. Программа «Balka»

4. Программа «КОМПАС-3D».

Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

1. Металлографический микроскоп МИМ-7;

2. Микроскоп МЕТАРМ;

3. Твердомер ТК-2;

4. Переносной твердомер;

5. Комплект плакатов;

6. Комплект фолий;

7. Учебный фильм;

8. Макеты пресс-форм;

9. Образцы инструментов;

10. Мультимедийный комплекс.

15