Сталь. Вариант 9 Сталь Саша Власкин. Список использованной литературы
 Скачать 482.67 Kb.
|
 Рисунок 5. Диаграмма изотермического превращения аустенита стали, содержащей 0,8 % углерода На диаграмме видны две С-образные кривые. Кривая I указывает время начала превращения, кривая II - время конца превращения переохлажденного аустенита. Период времени до начала распада аустенита называют инкубационным. При 700 °С превращение аустенита начинается в точке а и заканчивается в точке b, в результате этого процесса образуется перлит. При 650 °С распад аустенита происходит между точками а1 и b1. В этом случае образуется сорбит - тонкая (дисперсная) механическая смесь феррита и цементита. Сталь, в которой доминирует структура сорбита, имеет твердость 30-40 HRCэ. Такая сталь обладает высокой прочностью и пластичностью. Устойчивость аустенита в значительной мере зависит от степени переохлаждения. Наименьшую устойчивость аустенит имеет при температурах, близких к 550 °С. Для эвтектоидной стали время устойчивости аустенита при 550-560 °С - около 1 с. По мере удаления от температуры 550 °С устойчивость аустенита возрастает. Время устойчивости при 700 °С составляет 10 с, а при 300 °С - около 1 мин. При охлаждении стали до 550 °С (точки начала и конца распада - а2 и b2 соответственно, аустенит превращается в троостит - смесь феррита и цементита, которая отличается от перлита и сорбита высокой степенью дисперсности составляющих и обладает повышенной твердостью (40-45 HRCэ), прочностью, умеренной вязкостью и пластичностью.  а — перлит; б — сорбит; в — троостит Рисунок 6 – Микроструктура, полученная с помощью электронного микроскопа (X 7500) Таким образом с повышением содержания углерода в конструкционных сталях увеличивается объем, занимаемый перлитом, что повышает прочность и твердость. В инструментальных же сталях основной объем всегда занят перлитом, а с повышением содержания углерода увеличивается количество твердого, но хрупкого цементита, и это приводит к повышению твердости и хрупкости стали. Однако в таком состоянии до проведения термической обработки сталь не обладает достаточно высокой твердостью и прочностью и потому не пригодна для изготовления ответственных деталей и инструмента. Для получения стали с наибольшей прочностью и твердостью необходима термическая обработка - закалка. При закалке стали нагревают до температуры получения структуры аустенита (выше критических точек Ас3 или Ас1 ), выдерживают некоторое время при этой температуре, а затем быстро охлаждают в воде, масле, растворах солей, кислот, щелочей, на воздухе и в других средах. Охлаждение применяют для повышения твердости и прочности. Максимальная твердость при этом достигается за счет получения структуры мартенсита. Закалка с последующим отпуском позволяет изменять свойства стали в широком диапазоне. Для того чтобы закалить сталь, ее необходимо нагреть до определенной температуры. Если углеродистую сталь нагреть до температуры ниже критической (Ас1), то твердость ее по сравнению с исходным состоянием мало изменится, в структуре такой стали не будет мартенсита. Структуру мартенсита можно получить только в результате распада аустенита. Углеродистая инструментальная сталь У8 ГОСТ 1435 – популярный материал для изготовления рабочих деталей штампов для холодной листовой штамповки высокопластичных металлов, упоров, фиксаторов, отрезных ножей холодновысадочных автоматов. Кроме того, из данной стали производят некоторые виды металлорежущей оснастки, в частности, метчики и плашки. Ручной инструмент – напильники, зубила, крейцмейсели и т.п. – также могут изготавливаться из стали У8. Температура критических точек стали У8 составляет: Начало аустенитного превращения, от исходного перлита при нагреве – 720 °С. Окончание аустенитного превращения — 740 °С. Температуры начала и окончания превращения аустенита в перлит при охлаждении совпадают, и находятся в пределах 700 °С. Мартенситное превращение, начинаясь при 810 °С, заканчивается при 245 °С. Температура нагрева стали при закалке зависит, прежде всего, от содержания в ней углерода. Доэвтектоидные стали при закалке нагревают до температур, на 40 - 50 °С превышающих критическую Ас3. При таком нагреве структура стали становится аустенитной. Последующее быстрое охлаждение приводит к превращению аустенита в мартенсит. Такая закалка называется полной. Заэвтектоидные стали при закалке нагревают до температур, на 40-50 °С превышающих критическую Ас1т. е. до 760-780 °С. При данной температуре структура стали будет состоять из аустенита и цементита. В результате быстрого охлаждения аустенит перейдет в мартенсит, а цементит сохранится в структуре закаленной стали, так как он не претерпевает превращений при охлаждении. |