|
|
Шаблон_Отпуск. Шаблон_Отпуск.-Лю Я doc. Отчет по лабораторной работе по дисциплине Материаловедение и технология конструкционных материалов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт физики высоких технологий
Направление – 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника»
Кафедра – Материаловедения и технологии металлов
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
Отчет по лабораторной работе по дисциплине
«Материаловедение и технология конструкционных материалов»
Выполнил студент группы
|
154Б92
|
|
Лю Я
|
|
группа
|
|
(ФИО)
|
Проверил
|
Преподаватель
|
|
Стрелкова Ирина Леонидовна
|
|
должность
|
|
(ФИО)
|
Томск – 20_22_
ЧАСТЬ № 2. ОТПУСК ЗАКАЛЕННОЙ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
Цель работы:
|
1) Ознакомиться с процессами, происходящими при отпуске закаленной стали.
2) Изучить влияние температуры нагрева закаленной стали на твердость.
|
Теоретические сведения по теме работы
Сталь в закаленном состоянии очень хрупка и ненадежна в эксплуатации.
|
|
Термическая операция по отпуску стали проводится с целью улучшения механических свойств — прочности, пластичности, ударной вязкости, упругости Для снятия закалочных напряжений, получения окончательной структуры и свойств стали.
|
|
|
Пересыщенный твердый раствор углерода в -Fe (мартенсит) обладает большим запасом свободной энергии, и поэтому не является стабильным.
|
|
Следовательно, при нагреве закаленной стали должен происходить распад пересыщенного твердого раствора.
|
|
В зависимости от процессов, происходящих при отпуске, и от изменений структуры и свойств (рис. 1) различают три вида отпуска:
|
|
Низкий (низкотемпературный) отпуск применяется для снятия закалочных напряжений, при этом сохраняется высокая твердость и износостойкость. 150-300°С.
|
|
При таком отпуске получается структура, состоящая из частично обезуглероженного мартенсита и ε-карбидов,
|
|
она называется мартенсит отпуска.
|
|
Средний (среднетемпературный) отпуск применяется для придания стали высоких упругих свойств. 350-450°С
|
|
При таком отпуске получается структура, состоящая из феррита и цементита (карбидов),
|
|
она называется трооститом отпуска.
|
|
Высокий (высокотемпературный) отпуск применяют для улучшения стали: наряду с высокой прочностью сталь обладает высоким уровнем ударной вязкости (надежностью). 500-600°С
|
|
При таком отпуске получается структура, состоящая из феррита и цементита (карбидов),
|
она называется сорбит отпуска.
|
|
Результаты эксперимента:
Таблица 1
Результаты отпуска стали
Марка стали
|
№ образца
|
Твердость после закалки, HRC
|
Температура отпуска, °С
|
Время отпуска, мин
|
Твердость образца после отпуска, HRC
|
Структура стали
|
20
|
1
|
38
|
200
|
30
|
37
|
Мартенсит отпуска
|
2
|
37
|
400
|
30
|
26
|
Троостит отпуска
|
3
|
37,5
|
600
|
30
|
12
|
Сорбит отпуска
|
45
|
1
|
55
|
200
|
40
|
52
|
Мартенсит закалки
|
2
|
56
|
400
|
40
|
39
|
Троостит отпуска
|
3
|
55,5
|
600
|
40
|
22
|
Сорбит отпуска
|
У12
|
1
|
65
|
200
|
40
|
62
|
Мартенсит отпуска+Ц
|
2
|
64
|
400
|
40
|
48
|
Троостит отпуска+Ц
|
3
|
66
|
600
|
40
|
30
|
Сорбит отпуска+Ц
|
 Рис.2. Графики изменения твердости закаленной стали в зависимости от температуры отпуска
Таблица 2
Механические и эксплуатационные свойства сталей после отпуска
Виды отпуска
|
Механические свойства
(макс. значения)
|
Эксплуатационные свойства
(макс. значения)
|
Для каких
деталей
применяется
|
Низкий
(200 °С)
|
HB, в
|
Изностотойкость
|
Режущий и измерительный инструмент, детали после закалки и цементации
|
Средний
(400 °С)
|
т
|
Упругость
|
Рессоры, пружины, упругие элементы
|
Высокий
(600 °С)
|
КС,
|
Надежность
|
Детали машин, работающие при динамических нагрузках
|
Выводы:
|
|
В этом эксперименте затухающая заготовка нагревается до правильной температуры ниже, чем более низкая критическая температура Ac1 (начальная температура жемчуга до преобразования аустенита во время нагрева), удерживается в течение некоторого времени, а затем медленно охлаждается. внутреннее напряжение в погашенных стальных деталях уменьшается или устраняется, таким образом, твердость и прочность погашенных стальных деталей уменьшаются, чтобы улучшить их пластичность или прочность.
За отпуском обычно следует закалка, целью которой является:
(а) устранить остаточное напряжение, возникающее при закалке заготовки, чтобы предотвратить деформацию и растрескивание;
(b) Отрегулировать твердость, прочность, пластичность и ударную вязкость заготовки в соответствии с требованиями к производительности;
c) стабильная организация и размер для обеспечения точности;
(d) Улучшение и повышение технологичности. Поэтому закалка является последним важным процессом для получения заготовкой желаемых свойств. Благодаря сочетанию закалки и отпуска можно получить требуемые механические свойства.
В зависимости от диапазона температур отпуска отпуск можно разделить на низкотемпературный отпуск, среднетемпературный отпуск и высокотемпературный отпуск.
Структуру и свойства стали после отпуска определяет температура нагрева закаленной стали. Твердость стали уменьшается с увеличением температуры отпуска. Это связано со структурными изменениями в стали, происходящими в процессе нагрева и выдержки. При нагреве закаленной стали происходит распад пересыщенного твердого раствора - мартенсита. При низком отпуске происходит снятие закалочных напряжений, твердость практически не изменяется. При среднем отпуске происходит распад мартенсита, образуется феррито-цементитная смесь - тростит отпуска. Твердость уменьшается. При высоком отпуске феррит все больше обедняется по углероду, при этом происходит коагуляция карбидов - образуется структура сорбит отпуска, твердость которого меньше тростита отпуска. На твердость феррито-цементитной смеси, полученной в процессе отпуска, влияет дисперстность карбидов. С увеличением температуры отпуска происходит увеличение карбидов - твердость уменьшается.
|
| |
|
|
Скачать 72 Kb.