Закалка углеродистых сталей

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Калужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального  образования

«Московский государственный  технический университет

имени Н.Э. Баумана»

(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)

 

 

 

Лабораторная работа №7

 по материаловедению

«Закалка углеродистых сталей»

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Борисова Я.

Группа: ТСД.Б-31

Проверила: Головачева Ю.Г.

 

 

 

 

Калуга, 2013

Задание    порядок  выполнения  работы.

 

1.  Кратко  описать   назначение  закалки  стали,  выбор  температуры  нагрева  (полной  и  неполной  закалки)  и  скорости  охлаждения.

2.  Произвести  закалку   образцов  стали 45  и  У10  по  режиму,  указанному  преподавателем.

3.  Зачистить  торцевые  поверхности  образцов  и   замерить  их  твёрдость  по  Роквеллу  (шкала  С).  Полученные  результаты  перевести  в   числа  твёрдости  по  Бриннелю  и  записать  в  сводную   таблицу.

4.  Определить  структуру   образцов.

5.  Определить  оптимальные   температуры  закалки  для   сталей  45  и  У10  и  отметить  их  на  графике.

6.  По  результатам,  полученным  всей  подгруппой,  построить  на  миллиметровой   бумаге  диаграммы  зависимости   твёрдости  обеих сталей  от  типа  охлаждающей  среды   при  оптимальных  температурах  закалки.

8.  Провести  анализ  полученных  результатов,  ответить  на  следующие  вопросы:

- каковы  результаты,  полученные  при  охлаждении  сталей  45  и  У10  с  температуры  600ºС,  по  сравнению  с   отожжённым  состоянием;  в   чём  причины  таких  результатов?

- какие  температуры   наиболее  выгодны  для  закалки   сталей  45  и  У10? 

- к  каким  результатам   приводит  закалка  сталей  45  и  У10  с  температуры  950ºС   и  почему  её  не  следует  рекомендовать?

- как  влияют  закалочные  среды на  твёрдость  сталей?

        - в   чём  причина  получения   различной  твёрдости  при   закалке  в  воде,  масле   и  воздухе?

 

 

Закалкой стали называется операция термической обработки, заключающаяся  в нагреве её по крайней мере выше критической точки АС1 т.е. до аустенито-ферритного, аустенитного или аустенито-цементитного состояния, выдержке и последующем  охлаждении в различных средах с  целью получения при комнатной  температуре неустойчивых продуктов  распада аустенита, а следовательно, повышения твердости и прочности.

 

 

 

 

 

 

Сталь 45
toC закал.	Охл. среда	НВ кгс/мм2	Структура
600	H2O	196	Ф+П
750	H2O	505	М+Ф
850	H2O	578	М
850	масло	269	С
850	Воздух	212	Ф+П
950	H2O	578	М
Отжиг		192	Ф+П
Сталь У10
toC закал.	Охл. среда	НВ кгс/мм2	Структура
600	H2O	207	П+ЦII
750	H2O	653	М+ ЦII
750	Масло	331	С+ ЦII
750	воздух	223	П+ ЦII
850	H2O	627	М
950	H2O	601	М+А0
Отжиг		207	П+ ЦII

 

 

Вывод: из - за изменения  структуры сталей  под воздействием  процесса 

закаливания, твердость сталей увеличилась.

Наиболее  выгодные  температуры  закаливания:

Сталь 45 – 850ºС

У10 – 750ºС

Причина – структурные  изменения.  Для  стали 45 – мартенсит,  для  У10 – мартенсит  +  Ц_II

Результаты  закалки  сталей  при  температуре  950º:

Сталь 45 – 578ºС структура   мартенсит.

У10 – 627ºС структура мартенсит + А₀.

Эту  температуру  не  стоит  рекомендовать,  потому что для стали 45 образуется  крупнозернистый мартенсит,  который имеет повышенную  хрупкость, пониженную вязкость и высокий уровень к короблению и деформации  а для стали У10  образуется  остаточный  аустенит(5-7%),  его твёрдость меньше,  чем  у  мартенсита,  что снижает  твёрдость  стали.

Различная  твёрдость,  в  зависимости  от  вида  охлаждающих  сред, является следствием различных  скоростей  охлаждения.