Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У. нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твёрдости 50 HRC. Укажите, как это режим называется, опишите сущность превращения, и какая структура получается в данном случае. В случаи, когда при охлаждении углеродистой стали (У8) обеспечивается твёрдость 50 ед. HRC.Это возможно при условии охлаждения в масле.
В этом случае, когда охлаждают в масле, то такую термическую операцию называют закалкой. После охлаждения структура стали будет бейнит. При охлаждении в масле скорость охлаждения будет меньше скорости критической, но тем ни менее достаточной, чтобы иметь бейнитную структуру при t˚-250-300˚, аустенит переохлажденный превращается в игольчатый бейнит. Этот процесс происходит по частично диффузионному, а в основном по без диффузионному механизму в нутрии металла происходит меж зерненный наклёв вследствие чего решетка аустенита становиться вытянутой (тетрагональной) и металл упрочняется. 5. С помощью диаграммы состояния железо – цементит опишите структурные превращения, происходящие, при нагреве стали У12. Укажите критические точки и выберите оптимальный режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.
Сталь У12 содержит углерода 1,2 %, следовательно, она относиться к заэвтектойдным сталям.
При нагреве этой стали от комнатной температуры, где она имеет структуру перлит + цементит и которая не меняется, до температуры 727˚С. При этой температуре происходит превращение перлита в аустенит. Превращение происходит при постоянной температуре. После того как превращение полностью завершиться будет дальше повышаться температура, следовательно, происходит нагрев.
Критическая точка Ас1 будет равна 727˚, т.е. той температурой при которой происходит превращение. При выборе температуры для закалки необходимо руководствоваться следующей формулой: Ас1+(30+50)˚С Эта рекомендация позволит учитывать следующие обстоятельства: 1. Чем выше температура над критической точкой Ас1 ,тем более быстро происходит превращение Перл→Асу 2. Чем выше температура, тем более быстро и более полно происходит выравнивание по химическому составу в стали. 3. Чем меньше находится металл в печи, тем меньше он окисляется и меньше обезуглероживается его поверхностный слой. 4. Превышение температуры над критической точкой Ас1 позволяет компенсировать погрешности измерения температуры прибором.
Нагрев выше указанных температур не рекомендуется, т.к. это может привести к росту зерна аустенита, что отрицательно сказывается на ударной вязкости металла, т.к. зерно мартенсита будет крупным. Наличие аустенита необходимо, т.к. после закалки место аустенита будет мартенсит, который образуется вследствии быстрого охлаждения и по без диффузионному механизму.
Кубическая решетка, несколько увеличивается в длину и структура металла становиться игольчатой. Мартенсит имеет высокую твёрдость, а цементит имеет твердость еще выше. Поэтому наличие цементита положительно сказывается на твердости, прочности и износостойкости металла. Если нагревать выше критической точки Ас3, то после закалки структура будет чисто мартенситной, что приведет к понижению твердости и износостойкости, кроме того, крупно мартенсита уменьшает ударную вязкость.
Рекомендуемая среда охлаждения для рекомендуемой стали – вода. Несмотря на то, что при охлаждении в воде металл испытывает больше напряжение, но зато в этом случае достигается высокая твердость.