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 № 4

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТПУСКА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ

I. Цель работы:

Установить влияние температуры отпуска на структуру, твердость и ударную вязкость закаленной углеродистой стали.

II. Краткие сведения из теории

Описать цели и виды отпуска. Показать назначение каждого вида отпуска с указанием марок сталей, подвергаемых низкому, среднему и высокому отпуску.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

III. Порядок выполнения работы.

1. Произвести отпуск закаленных образцов при температурах 200, 300, 400, 500 и 600^оС с выдержкой 30 мин. Определить их твердость и ударную вязкость.

 

Таблица 1

Свойства и структура сталей после закалки и отпуска

 

№ обр.	Содержание С, %	Твердость после закалки*	Температура отпуска, ^оС	Структура после отпуска	Твердость после отпуска HRC HB	КСU   Дж/см^2
		НRC	HB
	0,4
	(сталь 40)
	1,0
	(У10)

*Температура закалки стали 40 – 840^оС, стали У10 – 760^оС.

 

1. Зарисовать структуры образцов после закалки и последующего отпуска при различных температурах.

 

	T = 200 ^oC	T = 300 ^oC	T = 600 ^oC
Структура стали 40
Название структур
Структура стали У10
Название структур

Выводы: объяснить причины изменения твердости и ударной вязкости при изменении температуры отпуска.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.

Контрольные вопросы

1. Что такое отпуск закаленной стали? Каковы цели отпуска?

2. Какие структурные изменения имеют место в закаленной на мартенсит стали при повышении температуры отпуска?

3. Как изменяются механические свойства закаленной стали с повышением температуры отпуска?

4. Что такое улучшение стали? Какую структуру имеет улучшенная сталь?

5. Виды отпуска и область их применения.

 

Дата выполнения	Подпись студента	Подпись преподавателя

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И

СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА

ЧУГУНА

I. Цель работы:

Ознакомиться с основными видами технологических проб, применяемых в литейном производстве для ускоренного контроля структуры чугуна. С помощью технологических проб, ступенчатого и скошенного клиньев, установить влияние химического состава и скорости охлаждения на структуру и механические свойства чугуна.

 

II. Краткие сведения из теории.

Описать свойства и назначение чугуна. Сравнить сталь с чугуном. Влияние графита на свойства чугуна.

 

 

III. Порядок выполнения работы.

1. Построить структурные диаграммы чугунов:

а) влияние углерода и кремния на структуру чугуна для толщины стенки отливки 50 мм.

б) влияние суммарного содержания углерода и кремния и скорости охлаждения (толщины стенки отливки) на структуру чугуна.

 

в) указать структурные составляющие и наименование чугуна по отдельным областям диаграмм

 

Область I	Область IIа	Область II	Область IIв	Область III

 

2. Определить микроструктуру и твердость в отдельных частях ступенчатого клина

3. По данным 2-го пункта сделать вывод о влиянии скорости охлаждения

на структурообразование и твердость чугуна.

 

___________________________________________________________________

 

___________________________________________________________________

 

 

4. Указать химический состав чугуна скошенных клиньев и по их излому определить размеры отбеленной зоны.

5. По данным 4-го пункта сделать вывод о влиянии химического состава на структурообразование чугуна

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Изучить под микроскопом, зарисовать и описать микроструктуру чугунов, указать условия их получения, маркировку

а) ковкий чугун

шлиф не травлен шлиф травлен

б) высокопрочный чугун

шлиф не травлен шлиф травлен

Выводы по работе:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Контрольные вопросы

1. Укажите структурные составляющие белого, половинчатого, серого чугунов.

2. Какие элементы в составе чугунов являются графитообразующими и какие карбидообразующими?

3. Укажите особенности формы графитовых включений высокопрочного, ковкого и серого чугунов.

4. Укажите особенности технологии получения высокопрочного чугуна.

5. Укажите особенности технологии получения ковкого чугуна.

6. Как маркируются серые, ковкие и высокопрочные чугуны?

 

Дата выполнения	Подпись студента	Подпись преподавателя

 

 

Лабораторная работа № 6