ЗАКАЛКА - раздел Образование, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Это Один Из Видов Термической Обработки. Как И Любой Процесс ...
Это один из видов термической обработки. Как и любой процесс термообработки, она состоит из последовательности операций: нагрев до температуры закалки (tзак) – выдержка при tзак – быстрое охлаждение со скоростью большей или равной критической, т.е. uохл ³ uкр.
Цель закалки стали – получить очень твердую, износостойкую структуру, которая называется «мартенсит» (пересыщенный твердый раствор углерода и других элементов в Feα). Для этого необходимо точно и строго выполнять перечисленные выше операции.
Рассмотрим последовательно каждую из них.
Нагрев стали для закалки (рис.1).
Рисунок 1 – Структура закаленной стали в зависимости от температуры закалки
По температуре нагрева различают два вида закалки: полную (tзак = Ас3 + 50ºС) и неполную (tзак = Ас1 + 50ºС).
Запомните:
· наилучшие результаты закалки получаются, если стали с содержанием углерода С < 0,8% закаливать полной, а стали с содержанием углерода С > 0,8% - неполной закалкой.
· стали с содержанием углерода С < 0,3% нет смысла закаливать, так как мала твёрдость после закалки.
Необходимая температура нагрева назначается согласно линиям диаграммы (по критическим температурам (точкам) Ас1 и Ас3.
Таблица 1 - Температура (ºС) критических точек некоторых марок конструкционной и инструментальной стали
Марка стали
Ас1
нагрев
Аr1
охлаждение
Ас3
нагрев
Аr3
охлаждение
Марка
стали
Ас1
нагрев
Аr1
охлаждение
Ас3
нагрев
Аr3
охлаждение
65Г
40Х
40ХН
У8
У10
У12
Время нагрева для закалки зависит от метода нагрева, размеров и формы детали, марки стали, многих других факторов и может составлять от одной секунде до нескольких часов. Для электрических печей с нагревательными элементами в виде спирали или стержней ориентировочное время для закалки углеродистых сталей 1 мин на 1 мм толщины наибольшего сечения, для легированных - 2 мин плюс 25% этого времени для углеродистых сталей и 33% для легированных.
Таблица 2 - Нормы нагрева стали при термической обработке в лабораторных электрических печах для углеродистых сталей (форма изделия круг)
Температура нагрева, ºС
Продолжительность нагрева
600-650
700-750
750-840
850-900
1,5
1,0
0,8
0,4
Скорость охлаждения при закалке должна быть больше или равна критической, т.е. uохл ³ uкр. Критическая скорость охлаждения для каждой стали имеет своё конкретное значение, но необходимое условие закалки uохл > uкр легко выполняется для целых групп сталей при охлаждении их в одном охладителе.
Таблица 3 - Скорость охлаждения стали в различных средах
Характеристика закаливающей среды
Скорость охлаждения, град/с, в интервале температур наименьшей устойчивости аустенита
Вода при 18ºС
10% NaOH в воде при 18ºC
Минеральное машинное масло
Воздух спокойный
ЗАПОМНИТЕ! Как правило, углеродистые стали при закалке охлаждают в воде, легированные – в жидком индустриальном (машинном) масле или в специальных закалочных минеральных маслах.
Определение критической скорости закалки
Закалка происходит только при охлаждении со скоростью uохл ³ uкр.
uкр – минимальная скорость охлаждения, при которой ужé образуется структура «мартенсит», т.е. происходит закалка. Величина uкр (см. рис. 5) зависит от химического состава стали; её можно определить расчётом по формуле
, (1)
где tзак – температура закалки;
tmin – температура минимальной устойчивости аустенита;
tmin – время минимальной устойчивости аустенита.
Все данные для расчета берём с рис. 1, 2, 3, 4, 5 (tзак можно выбрать по рис. 1 или табл. 1. После определения uкр для закаливания сталей выбираем охлаждающую среду для них по табл. 3.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ по разделам
«Материаловедение» и «Технология конструкционных
материалов»
Для студентов 1, 2 и 3 курсов фак
Основные положения
Углеродистая сталь - это многокомпонентный сплав железа с углеродом, содержащий 0,02...2,14% углерода и некоторое количество постоянных и случайных примесей.
Углеродистые стали широко прим
Стали и сплавы с особыми свойствами
Коррозионностойкие (нержавеющие) стали, ГОСТ 5632-72
обладают высокой стойкостью против коррозии в агрессивных средах (влажная атмосфера, кислоты, морская вода и т.п.), обязательно
Основные положения
В данной лабораторной работе изучаются следующие методы металлографического анализа:
1. Фрактография
2. Макроанализ
3. Микроанализ
Фрактография -
Основные положения
Твердость - это способность материала сопротивляться проникновению в него под статической нагрузкой другого, более твердого тела (наконечника) определенной формы и размеров.
Это опр
Основные положения
Сплав - это система, состоящая из нескольких компонентов.
Компоненты в сплаве могут группироваться, передвигаться, обмениваться энергией, но всегда стремятся занять равновесное (устойчивое
Общие положения
Линии диаграммы (критические температуры сплавов) означают изменение строения и свойств сплавов.
Две верхние линии (ликвидус и солидус) обозначают первичные превращения сплавов, т.е. измен
СТРУКТУРА ЧУГУНОВ
Цель работы:ознакомиться с обозначением, строением и свойствами фаз и структурных составляющих диаграммы состояния сплавов системы железоцементит; выполнить анализ
Основные положения
Метастабильная (неустойчивая) структура (сплошные линии диаграммы) получаются при быстром охлаждении чугунов, стабильная (пунктирные линии) - при медленном охлаждении (рис. 1).
Составляющи
Общие положения
Цветные металлы являются более дорогими и дефицитными по сравнению с черными металлами, однако область их применения в технике непрерывно расширяется.
К группе широко применяемых цветных м
Алюминий и его сплавы
Алюминий - один из наиболее легких конструкционных материалов; его плотность 2,7 г/см3. Технически чистый алюминий имеет относительно невысокую температуру плавления (657°), незначительн
Литейные алюминиевые сплавы
Предназначены для изготовления деталей методами фасонного литья (в земляные или металлические формы, под давлением и т.д.), имеют хорошие литейные свойства высокую жидкотекучесть, малую склонность
Медные сплавы
Различают две группы медных сплавов:
латуни - сплавы меди с цинком с добавками небольшого количества других элементов; бронзы - сплавы меди с другими элементами, среди котор
Магний и его сплавы
Магний относится к числу самых легких металлов, используемых в промышленности. Его плотность 1,47 г/см3, он в 1,6 раза легче алюминия и в 4,5 раза легче железа.
Магниевые сплавы
Объём требований
1. Каковы свойства чистого алюминия и область его применения?
Как классифицируются алюминиевые сплавы? Укажите марки, состав, свойства и область применения литейных и деформ
Основные положения
Антифрикционные материалы (АФМ) – материалы, обладающие низким коэффициентом. АФМ используют для изготовления втулок и вкладышей подшипников скольжения, широко применяемых в машинах и приборах из-з
Баббиты
Это мягкие (до 30 НВ) легкоплавкие (tпл = 240 - 320ºС) сплавы на основе олова или свинца. Обозначают их буквой Б, справа от которой ставятся цифры, показывающие процент олова или бу
Композиционные АФМ
Композиционный материал – композит-материал, получаемый объединением разнородных веществ в монолитную структуру.
Композиты получают методом прогрессивной малоотходной технологии – порошков
Неметаллические АФМ
К этой группе относятся пластмассы, углеграфиты, композиционные материалы на неметаллической основе, резины, древесина.
Пластмассы – материалы, изготовленные на основе полимеров, пр
Углеграфитовые материалы
Для узлов трения, работающих в газовых и жидких агрессивных средах в диапазоне температур от –200 до +2000ºС со смазкой и без смазки, широко используются углеграфитовые АФМ.
Графит –
Древесина
Древесина – природный полимерный материал растительного происхождения. Достоинства её как конструкционного материала: малый объемный вес, достаточно высокая удельная прочность и упругость, хорошая
Минералы
Естественные (агат), искусственные (рубин, корунд) минералы или их заменители ситаллы (стеклокристаллические материалы) применяются для миниатюрных подшипников скольжения – камневых опор прецизионн
Основные положения
Отпуск стали – это заключительная операция термической обработки от правильности проведения которой зависит качество детали. При отпуске закаленная сталь нагревается ниже нижней критической точки А
Дефекты отпуска стали
Повышенная твёрдость стали наблюдается в результате отпуска при заниженной температуре или недостаточной выдержке. Повторный отпуск при соблюдении режима обеспечит снижение твердости до требуемого
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с сущностью отпуска, его видами и применением (по пособию).
2. Измерить твёрдость закаленных образцов, занести данные в таблицу 2.
3. Выбрать параметры различных в
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Цель работы: изучение способов химико-термической обработки стали (ХТО) и их назначение, изучение структур и свойств стали после ХТО и последующей термической обработки.
Основные положения
ХТО – это технологические процессы насыщения поверхностного слоя деталей каким-либо химическим элементом, находящимся в атомарном состоянии при высокой температуре. В зависимости от насыщающего эле
СТРУКТУРА НАПЛАВЛЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Цель работы: изучение структур наплавленных поверхностей и сварного соединения.
Оснащение рабочего места
1. Плак
Основные положения
Техническая характеристика сварного трансформатора ТД-300 (Т - трансформатор; Д – дуговой) «300» - максимальный из номинальных сварочный ток Iсв.mах = 300 А (из ном
ВОЛОЧЕНИЕ
Цель работы: изучение различных видов ОМД, практическое исследование производства проволоки методом волочения и явления наклепа (нагартовки).
Физические основы ОМД
При ОМД происходит деформация металла, т.е. смещение частей заготовки и маленьких объемов металла внутри заготовки – зерен (кристаллитов) благодаря перемещению атомов в результате действия внешних
Понятие о горячей и холодной ОМД
По температуре, при которой происходит обработка металлов, она делится на горячую и холодную. Границей между ними является температура рекристаллизации Тр:
Т
Горячая ОМД
Одним из многих параметров процесса ОМД, определяющих величину деформирующего усилия, является прочность металла. С увеличением температуры нагрева металла его прочность уменьшается (до нуля при ра
Холодная ОМД
При холодной ОМД свойства металла изменяются. Так, с увеличением степени деформации повышается прочность (sв) и твёрдость (НB) металла и уменьшается его пластичность (d и y). Это явление
Рекристаллизация
Нагрев наклёпанного (т.е. после холодной ОМД) металла до температуры t ³ tр, выдержка его в печи в течение времени, необходимого для восстановления пластичности металла до исходной,
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
, (1)
Новости и инфо для студентов