Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина»

Нижнетагильский технологический институт (филиал)

Отчет по Лабораторной работе №4

Термическая обработка сталей.

Выполнил: Группа:

Соколова Виктория ОС 20109-ТМ

Преподаватель:

Фирстов А.П

22.05.2012

Цель работы: изучение методики назначения режимов отжига, нормализации и закалки, приобретение практических навыков проведения различных операций термической обработки, исследование влияния содержания углерода и температуры отпуска на твердость закаленной стали.

В соответствии с общепринятой классификацией термическая обработка делится на собственно термическую, химико-термическую и деформационно-термическую. Первая в свою очередь включает четыре основные группы: отжиг первого рода, отжиг второго рода, закалка, отпуск.

Отжиг первого рода.

Способствует устранению отклонений в структуре сплавов от равновесного состояния, возникших при литье, деформирований, механической обработке, сварке и других технологических процессах. Виды отжига первого рода:

1. Диффузионный: t = 1050…1200^oC (выдержка 10…100ч и медленное охлаждение с выключенной печью)

2. Рекристаллизационный: 0,3…0,4 = 700^о C (выдержка 1…2 часа при медленном охлаждении в печи, дверь в печи остается открытой)

3. Низкий: t = 150…700^оC (выдержка зависит от массы детали, с последующим медленным охлаждением)

Отжиг второго рода (фазовая рекристаллизация).

Это термическая обработка, включающая нагрев стали до температур, превышающих А_с1 и А_с3, выдержку и медленное охлаждение и имеющая целью обеспечение фазовых превращений и достижение практически равновесных фазового и структурного состояний. Подразделяется на полный, не полный, нормализационный и изотермический.

1. Полный отжиг.

Сталь нагревают до 30^о…50^о выше А_с3 выдержкой и медленным охлаждением 300^о…600^о в печи и далее на воздухе. Цель: полная фазовая рекристаллизация.

2. Неполный отжиг.

t = 30^o…50^o выше А_с1 , но не превышает А_с3 или А_с(cm). После выдержки сталь медленно охлаждают с печью. Сталь имеет пониженную твердость, но большую пластичность и обрабатывается резанием лучше чем пластинчатый перлит.

3. Нормализованный отжиг.

t = 30^o… 50^oC выше А_с3. Изотермическая выдержка и охлаждение на воздухе. Проводят для избежания роста зерна металла, что в свою очередь обеспечивает равномерность сплава. Приводит к повышению твердости и прочности, пластичность та же самая.

4. Изотермический отжиг.

t = 30^o… 50^oC выше А_с3 . Выдержка, а затем перенос в другую печь с заданной температурой. Повышается обрабатываемость изделия. Применяется для заготовок небольших размеров.

Закалка.

Это термическая обработка, включающая нагрев стали выше критических температур, изотермическую выдержку и последующее охлаждение со скоростью выше критической. Под критической скоростью понимают минимальную скорость охлаждения, обеспечивающую бездифузионное превращение аустенита в мартенсит. Мартенсит – перенасыщенный твердый раствор внедрения углерода в α-железо.

Отпуск.

Это операция термической обработки, включающая нагрев закаленной стали до температур ниже А_с1 , выдержку при этой температуре, охлаждение. Цель отпуска – уменьшение внутренних напряжений в металле и получение требуемых структуры и свойств.

Различают нижний отпуск, средний и высокий отпуск.

1. Нижний отпуск 150^о…250^о

2. Средний отпуск 350^о…450^о

3. Высокий отпуск 600^о…650^о

Ход работы

1. Твердость. ❶❷❸❹ образца. ❶-без термообработки.

❷❸❹ à 850^о à выдержка 1 час. Обжиг второго рода, не полный.

2. ❷ образец на закалку.

❸ образец на нормализацию à 2 часа выдержки.

3. При t = 850^o твердость без термообработки равна 42 кг*с

При t = 850^o твердость при закалке равна 97 кг*с

При t = 850^o твердость при нормализации равна 30 кг*с

4.

1 час выдержки

650^о – высокий отпуск

250^о – низкий отпуск

При t = 650^o твердость при высоком отпуске равна 51 кг*с

При t = 650^o твердость при низком отпуске равна 74 кг*с

Вывод: мы изучили методики назначения режимов отжига, нормализации и закалки, приобрели практические навыки проведения различных операций термической обработки, исследовали влияние содержания углерода и температуры отпуска на твердость закаленной стали. С низким отпуском уменьшается внутренне напряжение, повышается вязкость стали при сохранении ее высокой твердости, тем не менее в случае высокого отпуска при котором получают структуры сорбита отпуска, обладающего хорошим комплексом свойств (прочность, ударная вязкость, твердость). Поэтому закалку с высоким отпуском называют улучшением свойств стали.

Дата добавления: 2015-11-04