Изучение микроструктур железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии

I. Цель работы:

1. Изучить диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов.

2. Изучить типичные равновесные структуры углеродистых сплавов, определить марки изучаемых сталей.

II. Краткие сведения из теории.

Дать определение структурных составляющих и описать процессы,

происходящие при охлаждении сплавов.

 

Диаграмма состояния сплавов «железо-цементит»

 

III. Порядок выполнения работы.

1. Изучить и зарисовать микроструктуры семи образцов стали (образцы 1,2,3,4,7 при увеличении в 150 раз, а образцы 5 и 6 при увеличении 500 раз).

2. Определить соотношение структурных составляющих в структуре и подсчитать содержание углерода в стали, пользуясь формулами:

 

а - для доэвтектоидной стали ;

 

б - для заэвтектоидной стали

 

где П - площадь, занимаемая перлитом, %.

 

3. Указать марки стали по ГОСТ 1050-88, механические свойства и область их применения.

Данные пунктов 1, 2 и 3 занести в таблицу.

 

№	Структ сост.	Схема структуры	Содерж. в %	Сод. углер,%	Марка стали	Мех. св-ва	Применение
обр.	Ф, Ц	П

 

Контрольные вопросы

 

1. Дать определение фазовых и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов.

2. Что такое первичная и вторичная кристаллизация?

3. Что представляют собой кристаллы твердой фазы, образующиеся при охлаждении сплавов в интервале температур между линиями АС и АЕС, между СД и СF?

4. Какое превращение происходит на линии ЕСF? Какие фазы образуют эвтектику?

5. Какие превращения начинаются на линиях GS и SE и где они заканчиваются?

6. Какое превращение происходит на линии РSК?

7. Как по микроструктуре определить марку стали?

8. Как маркируются углеродистые конструкционные и инструментальные стали?

9. Что означает буква А в конце марки стали?

10. Как влияет концентрация углерода на механические свойства стали?

 

Дата выполнения	Подпись студента	Подпись преподавателя

 

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ПРИ ЗАКАЛКЕ ДО- И ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТВЕРДОСТИ

I. Цель работы:

1. Установить влияние содержания углерода на структуру и твердость стали в отожженном состоянии.

2. Определить оптимальную температуру нагрева при закалке до- и заэвтектоидных сталей.

 

II. Краткие сведения из теории.

1. Вычертить в масштабе область диаграммы состояния для сталей. Указать предпочтительный температурный интервал для закалки до- и заэвтектоидных сталей.

2. Описать процессы, происходящие при нагреве и быстром охлаждении доэвтектоидной (0,4% С), эвтектоидной (0,8% С), заэвтектоидной (1% С) сталей. Указать структуры, которые при этом образуются. Дать определение полной и неполной закалки.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

III. Порядок выполнения работы.

1. По диаграмме состояния Fe-Fe₃C определить положение критических точек

Ас₁ и Ас₃ для исследуемых марок сталей.

 

0,2% С	0,4% С	0,8% С	1,0% С
Ас1	Ас3	Ас1	Ас3	Ас1	Ас3	Ас1	Ас3

 

2. Закалить в воде образцы при установленных температурах и определить их твердость. Результаты занести в табл.1.

Таблица 1

№	Содерж. углерода,	Твердость отож-женных образцов	Температура нагрева при	Структура стали после	Твердость закален-ных образцов
обр.	%	HRB	HB	закалке, ^оС	закалки	HRB	HRC	HB
	0,2						-
						-
	0,4					-
						-
						-
	0,8					-
	1,0					-
						-

 

3. Построить графики зависимости

1) твердости от температуры закалки для стали 0,4% С.

 

2) твердости от содержания углерода: а) для отожженного состояния; б) после неполной закалки; в) после полной закалки.

 

4. Зарисовать структуры закаленных образцов сталей.

 

0,4 %С	0,8 %С	1,0 %С
Температура нагрева при закалке, ^0С
Название структур

5. Выводы по оптимальному режиму закалки доэвтектоидной и заэвтектоидной сталей для получения максимальной твердости

 

Контрольные вопросы

 

1. Что такое закалка стали, каковы её цели?

2. Почему значительно повышается твердость стали при закалке? Что такое мартенсит?

3. Чем опасен значительный перегрев стали при закалке?

4. Что называется полной и неполной закалкой стали?

5. Какая закалка рекомендуется для доэвтектоидной и заэвтектоидной сталей?

6. Как изменяются характеристики механических свойств у закаленной стали по сравнению с отожженной?

 

Дата выполнения	Подпись студента	Подпись преподавателя

 

 

Лабораторная работа № 6