10.5 Контрольные вопросы

1. Структура и свойства закалённой стали.

2. Какие превращения протекают при нагреве закалённой стали?

3. Какой вид термической обработки называют отпуском?

4. Какие виды отпуска вы знаете?

5. Какие свойства и структуру имеет сталь низкоотпущенная, среднеотпущенная, высокоотпущенная?

6. Что такое мартенсит, мартенсит отпущенный, троостит отпуска, сорбит отпуска?

7. Назначение низкого отпуска, среднего, высокого.

Лабораторная работа № 11 Термическая обработка чугуна

Цель работы: изучить влияние отжига (обычного, изотермического) и закалки с последующим отпуском на структуру и свойства литейного чугуна.

11.1 Теоретические сведения

В машиностроении в большом количестве применяется литейный чугун различных марок, в том числе легированный хромом, никелем, марганцем и другими элементами.

Легирование позволяет значительно улучшить механические свойства и получить чугун с особыми свойствами (кислотоупорный, немагнитный). Высокую прочность достигают также модифицированием расплава магния с добавками, что дает возможность получить шаровидный графит.

Закалка и отпуск отливок из модифицированного чугуна позволяют получить механические свойства на чугуне, немного уступающие свойствам углеродистой стали. Закалке можно подвергать также серые перлитные чугуны с благоприятной формой графита.

Закалка – это нагрев до температуры аустенизации, выдержка и охлаждение в воде или масле. После закалки назначается отпуск для снятия напряжений и формирования заданной твердости.

Чаще других видов термической обработки для чугунных отливок применяют отжиг. Отжиг – это нагрев отливки до определенной температуры (часто выше критической), выдержка и охлаждение вместе с печью.

Применяя отжиг, можно:

- устранить внутренние напряжения в отливках с целью предохранения от коробления и растрескивания;

- устранить отбел (зона с цементитом под литейной коркой) с целью снижения твердости и улучшения обрабатываемости на режущих станках;

- изменить структуру металлической основы чугуна для понижения твердости и улучшения обрабатываемости;

- получить ковкий чугун путем полной или частичной графитизации и окисления углерода в белом чугуне.

С помощью термической обработки для получения ковкого чугуна можно изменять структуру металлической основы, количество и характер графитовых включений. При отжиге связанный углерод в цементите белого чугуна полностью графитизируется (ферритный ковкий чугун) или частично окисляется, частично графитизируется и остается в перлите (перлитный ковкий чугун) (рисунок 11.1).

а – отжиг на перлитную основу;

б – отжиг на ферритно-перлитную основу;

в – отжиг на ферритную основу.

Рисунок 11.1 – График термической обработки

для получения ковкого чугуна

В связи с тем, что отжиг обычный представляет собой очень длительный процесс, с целью экономии времени назначают иногда изотермический отжиг.

Изотермический отжиг заключается в нагреве до температуры аустенизации, выдержке при этой температуре до полного завершения фазовых превращений и перенесении изделий в соляную ванну или печь с температурой на 120...180 °С ниже А_t, где осуществляется выдержка до полного распада аустенита. Этот вид отжига не только экономичен, но и дает более стабильные результаты, так как температуру контролировать легче, чем скорость охлаждения.