Изучение микроструктур углеродистых термообработанных сталей

1. Цель работы:

2. Краткие сведения из теории:

Постройте в масштабе (по шаблону, приведенному ниже) диаграмму изотермического распада аустенита в углеродистой эвтектоидной стали У8. Заполните все области диаграммы. Обозначьте продукты распада аустенита. Постройте шкалу твердости продуктов распада. Нанесите на диаграмму кривые охлаждения с разными скоростями (критической, меньше и больше критической).

Рис.1. Диаграмма изотермического распада аустенита в стали У8

Что собой представляет критическая скорость охлаждения?

Дайте краткую характеристику каждой структурной составляющей, показанной на диаграмме распада аустенита, и приведите схемы их зарисовки:

Перлит (обычный пластинчатый перлит) –

Сорбит (пластинчатый сорбит) –

Троостит (пластинчатый троостит) –

Верхний (или перистый) бейнит –

Нижний (или игольчатый) бейнит –

Мартенсит –

Дайте краткую характеристику каждой структурной составляющей, образующейся при различных видах отпуска закаленной стали, и приведите схемы их зарисовки в увеличенном масштабе:

Мартенсит отпуска –

Троостит отпуска –

Сорбит отпуска (зернистый сорбит) –

3. НЕОБХОДИМЫЕ ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ И ЕЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Посмотрите под микроскопом микроструктуры термообработанных сталей (всего 5 образцов: 2 образца – после закалки с различными скоростями охлаждения, 3 образца – после закалки и отпуска при различных температурах). Сопоставьте микроструктуры, видимые под микроскопом, со схемами зарисовки, приведенными в методических указаниях.

Приведите схемы зарисовки микроструктур термообработанных сталей. На каждом рисунке стрелками укажите фазы и структурные составляющие

а б

в г д

Рис.2. Схемы зарисовки микроструктур термообработанных сталей, х 1500:

а –

б –

в –

г –

д –

ЛИТЕРАТУРА, ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ОТЧЕТА:

Лабораторная (учебно-исследовательская) работа № 10

Определение прокаливаемости стали методом торцевой закалки

1. Цель работы:

2. Краткие сведения из теории:

Что такое закаливаемость стали? В каких единицах она измеряется и какие факторы на нее влияют?

Что такое прокаливаемость стали? В каких единицах она измеряется?

Какие факторы влияют на прокаливаемость стали?

Чем отличаются сквозная и несквозная прокаливаемость? Каковы структура и свойства стальных деталей при сквозной и несквозной прокаливаемости?

Какие Вы знаете охлаждающие (закалочные) среды? Перечислите их в порядке убывания охлаждающей способности.

Что собой представляет идеальная охлаждающая среда?

Что такое критический диаметр прокаливаемости?

Что собой представляют мартенситная и полумартенситная прокаливаемость?

Заполните таблицу, характеризующую влияние углерода на твердость полумартенситной структуры.

Влияние содержания углерода и легирования сталей на

твердость полумартенситной зоны

Содержание углерода, %	Твердость HRC полумартенситной зоны сталей
	углеродистых	легированных

3. НЕОБХОДИМЫЕ ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Рис.1. Схема торцевой закалки:

1 –

2 –

2

1

Опишите методику проведения торцевой закалки и построения графика прокаливаемости. Покажите схему использования графика прокаливаемости с определением параметра прокаливаемости (т.е. расстояния от закаливаемого торца до полумартенситной зоны). В чем особенность построения полосы прокаливаемости?

Рис.2. Графики прокаливаемости сталей, содержащих около 0,45% углерода:

1 –

2 –

Параметры прокаливаемости:

h₁=

h₂=

Рис.3. Полосы прокаливаемости сталей 45 (а) и 45Х (б) и определение параметров прокаливаемости.

Средние значения параметров прокаливаемости сталей:

h₄₅=

h_45X=

5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

Результаты замеров твердости по длине образцов, подвергнутых торцевой закалке, внести в таблицу:

Таблица 2

Результаты замеров твердости

№ п/п	Углеродистая сталь		Легированная сталь
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

По данным таблицы построить графики изменения твердости в зависимости от расстояния от закаливаемого торца образцов и определить параметры прокаливаемости исследованных сталей:

Рис.4. Графики прокаливаемости сталей 45 (1) и 45Х (2), построенные по экспериментальным данным, и определение по ним параметров прокаливаемости:

h₄₅=

h_45X=

По номограмме прокаливаемости (рис.5) определите реальные и идеальные критические диаметры прокаливаемости исследованных сталей при l/d = 10 и охлаждении в воде (для углеродистой стали) и в масле (для легированной стали, а также скорости охлаждения в центре деталей критических размеров. Приведите эти данные на номограмме прокаливаемости и в таблице основных результатов работы (табл.3).

Таблица 3

Основные результаты работы

Определенные параметры	Для стали
	углеродистой	легированной
Параметр прокаливаемости, мм
Идеальный критический диаметр прокаливаемости, мм
Реальный критический диаметр прокаливаемости, мм
Скорость охлаждения в центре детали критических размеров, град./с

С использованием экспериментально определенных значений параметров и справочных данных по полосам и графикам прокаливаемости сталей решите задачу, заданную преподавателем.

Эскиз детали с размерами:

Выбрана сталь

h_стали= мм; d_крит.= мм; V_охл.= град./с.

Термическая обработка стали: закалка – ⁰С, охл. среда –

отпуск – ⁰С, охл. среда –

ЛИТЕРАТУРА, ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ОТЧЕТА:

Лабораторная (учебно-исследовательская) работа № 11