Материаловедение .Практическое задание. Тема 17. Термическая обработка
 Скачать 188 Kb.
|
Практическое задание 2Тема 17. Термическая обработка Вариант №6 Исходные данные :
Сталь У10– сталь инструментальная углеродистая. Применяется для изготовления инструментов , работающий в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: метчики ручные, рашпили, надфили, пилы для обработки древесины, матрицы для холодной штамповки и тд. Углеродистые инструментальные стали пониженной прокаливаемости имеют небольшую прокаливаемость (около 10-15 мм) вследствие неустойчивости переохлаждённого аустенита. Углеродистые стали используют для инструментов диаметром 10-30 мм. В исходном состоянии (после отжига) заэевтектоидная сталь У10 имеет структуру зернистого перлита[Неоднородный аустенит при всех степенях переохлаждения дает зернистый перлит, следовательно, нагрев до невысокой температуры (для заэвтектоидной стали ниже Ас3) приводит при охлаждении к образованию зернистого перлита. Для закалки заэвтектоидные стали нагревают на 50…70°С выше точки Ас1. Температура закалки углеродистой инструментальной сталей У10 должна быть 780…800°С, т.е. несколько выше Ас1, но ниже Ас3 для того, чтобы в результате закалки сталь получила мартенситную структуру и сохранила мелкое зерно. Таким образом, после закалки в структуре заэвтектоидных сталей будет мартенсит с цементитом и небольшое количество остаточного аустенита. Закалку проводят в масле. Для стали У10 производят низкотемпературный отпуск при 150…200°С, что обеспечивает инструменту максимальную твердость (HRC 62…64). Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температуры ниже критической точки Ас1, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь приобретает требуемые механические свойства. После отпуска снижаются закалочные микронапряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость без заметного снижения твердости. Продолжительность отпуска 1…2,5 часа. Охлаждение после отпуска осуществляется в печи. Есть четыре основных вида превращения стали: 1.Превращение перлита в аустенит П>А Данное превращение выше точки А1, выше температуры стабильного равновесия аустенит-перлит, поскольку при этих температур структура аустенит обладает минимумом свободной энергии. 2 . Превращение аустенита в перлит А>П Данное превращение протекает ниже точки А1. 3. Превращение аустенита в мартенсит А>М Данное превращение происходит ниже температуры метастабильного равновесия аустенит-мартенсит. При данной температуре наиболее устойчивой фазой является перлит, но работа на образование мартенсита из аустенита, меньше, чем для образования перлита. 4. Превращение мартенсита в перлит (феррито - карбидную смесь) Данное превращение происходит при всех температурах, так как свободная энергия мартенсита больше свободной энергии перлита при любой температуре. Ранее уже указывалось, что для стали У10 применяется ступенчатая закалка и низкий отпуск. Химический состав, % (ГОСТ 1435-99)
Нормализация: Нормализацию применяют для измельчения зерна перегретой стали и для устранения цементитной сетки. Нагрев при нормализации можно производить в печах и соляных ваннах. Продолжительность выдержки при нагреве в печах 20-30 мин. Нормализацию используют в различных целях. Путем осуществления данных работ как повышают, так и наоборот снижают твердость стали, ударную вязкость и прочность. Это определяется термической и механической историей материала. Данную технологию применяют с целью сокращения остаточных напряжений либо улучшения степени обрабатываемости материала различными методами. Нормализация с отпуском служит в качестве замены закалки для предметов сложной формы либо с резкими перепадами по сечению. Данный способ позволяет избежать дефектов. Нормализацию используют с целью измельчения крупнозернистой структуры, улучшения структуры перед закалкой, повышения обрабатываемости резанием, устранения сетки вторичного цемента в заэвтектоидной стали, подготовки к завершающей термической обработке стали после нормализации.    Вывод: изделия из стали У10, прошедшие термообработку, полностью соответствуют предъявляемым к ним требованиям (высокая твёрдость, износостойкость и прочность). | ||||||||||||||||||||||||||