Лабораторна робота 4
Тема: " Загартування і відпуск вуглецевих сталей "
Мета: Навчитися правильно проводити різні види термообробок, встановлювати залежність зміни механічних властивостей від виду термообробки.
Завдання:
1. Описати порядок застосування гарту вуглецевих сталей і визначити температуру загартування згідно із завданням.
2. Визначити час гарту згідно із завданням.
3. Описати призначення відпалу і визначити його час згідно із завданням.
4. Результати роботи оформити у вигляді протоколу.
Хід роботи:
1. Методика проведення загартування.
1.1. Визначити температуру гартування сталі, користуючись для цього нижньою частиною діаграми залізо-цементит малюнок 4.1. Для середньовуглецевих доевтектоїдних сталей (40-65) нормальною температурою загартування є температура на 30-50 В° С вище лінії GS тобто Ас 3 + (30-50 В° С). Для високовуглецевих заевтектоідних сталей (У9 - У12) нормальною температурою загартування є температура на 30-50 В° С вище лінії PSK тобто Ас 1 + (30-50 В° С).
1.2. Визначити час нагріву зразків з розрахунку 1,5 хв на 1 мм діаметра або товщини зразка.
1.3. Зразки помістити в піч, нагріту до температури гарту для сталі даної марки, і витримати в печі необхідний час. При нагріванні до температури загартування зразків зі сталі 40 - 65 вихідна ферито-перлітною структура перетвориться на структуру аустеніту, а в зразках зі сталі У9 - У12 при температурі гарту буде структура аустеніт і цементит, тобто частина цементиту залишається нерозчиненої.
1.4. Зразки послідовно один за іншим вийняти з печі і охолодити у воді (частина зразків) і в маслі при непреривка енергійному русі зразка в охолоджуючої рідини. При охолодженні у воді відбувається розпад аустеніту з освіту мартенситу. При охолодженні в маслі утворюється змішана мартенсито-троостітная структура.
1.5. Обидва торця зразків зачистити на шліфувальної шкірці.
1147 0
Аустеніт
А ст
Інтервал гартівних температур
А + Ц
А + Ф
Р
727 0
Ф + П
П + Ц
Малюнок 4.1 Оптимальний інтервал температури загартування вуглецевої сталі
2. Визначення час гарту
1,5 хв. 14 = 21 хвилин - температура гарту.
3. Методика проведення відпустки
Щоб забезпечити рівномірність нагріву зразків, низькотемпературний відпустку (200 В° С) треба проводити в масляній ванні, середньотемпературна і високотемпературний відпустку (300-600 В° С) - В соляній ванні. При відсутності масляної і соляної ванн може бути використана електрична муфельна піч.
3.1. Визначити час витримки при температурі відпуску з розрахунку 2-3 хв на 1 мм діаметра чи товщини зразка.
3.2. Зразки помістити в масляну ванну, нагріту до 200 0 С, витримати в ній необхідний час і охолодити на повітрі.
В результаті відпустки при 200 0 С відбувається перетворення мартенситу гарту в мартенсит відпустки, зниження внутрішніх напружень і крихкості; твердість залишається майже без змін.
3.3. Обидва торця зачистити на шліфувальному папері.
3.4. Визначити твердість по HRC.
3.5. Зразки помістити в соляну ванну, нагріту до 400 В° С, витримати в ній необхідний час і охолодити на повітрі. В результаті відпустки при 400 В° С відбувається перетворення мартенситу в тростит відпустки (Дрібнодисперсний ферито-цементітную суміш), твердість знижується.
3.6. Обидва торця зачистити на шліфувальної шкірці.
3.7. Визначити твердість по HRC.
3.8. Зразки помістити в соляну ванну, нагріту до 600 0 О, витримати в ній необхідний час і охолодити на повітрі. В результаті відпустки при 600 В° С утворюється сорбіт відпустки, ферито-цементитная суміш більш крупна, ніж тростит, твердість ще більше знижується.
3.9. Обидва торця зачистити на шліфувальної шкірці.
3.10. Визначити твердість по HRC.
Визначення часу відпустки
2,5 хв. 14 = 35 хвилин - температура відпустки.
1,2% С
0,6% С
0,8% С
0,35% С
Малюнок 4.2 Криві вплив температури відпустки на зміну твердості загартованих вуглецевих сталей з різним вмістом вуглецю.
4. Протокол
Матеріал
Розмір
зразка мм
Інтервал
t гарту
З 0
Г† відбитка
відпаленого
зразка мм
HB
кг/мм 2
Час гарту
хв
1
2
3
4
5
6
Сталь 35
200х14х14
910-950
5,14
134
21
Г† відбитка після гарту
Час відпустки
хв
HR
Г† відбитка після відпустки мм
HV
кг/мм 2
7
8
9
10
11
35
3,14
HRC 40
HRA 70
4,14
213
Висновок: За допомогою проведення різних вид термообробці, можна встановити залежність зміна механічних властивостей вуглецевих сталей.
