Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 67 стр.

UptoLike

Лабораторная работа 8
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКАЛИВАЕМОСТИ
И ПРОКАЛИВАЕМОСТИ СТАЛИ.
I. Цель работы
Целью настоящей работы является приобретение
студентами навыков в проведении самостоятельных
исследований в области термической обработки стали,
закрепление теоретических знаний по данному вопросу.
Исследование закаливаемости и прокаливаемости стали
выполняется в течение 4 часов и включает в себя три раздела:
1. Экспериментальное определение основных причин,
определяющих закаливаемость стали.
2. Ознакомление с современными методами
определения глубины прокаливаемости и экспериментальное
исследование основных факторов, влиявших на глубину
прокаливаемости.
3. Обработка результатов исследования, оформление
отчета.
II. Сведения из теории.
1. Закаливаемость и прокаливаемость стали
(краткие сведения).
Под закаливаемостью следует понимать способность
стали повышать твердость в результате закалки за счет
мартенситного превращения.
Высокая твердость мартенсита объясняется тем, что
элементарные кристаллические ячейки его искажены за счет
атомов углерода, вследствие чего пластическая деформация
затруднена и образование сдвигов в мартенсите почти
невозможно.
Чем больше углерода в стали, тем больше искаженность
тетрагональной решетки мартенсита и больше его твердость.
Чем больше углерода в стали, тем больше искаженность
тетрагональной решетки мартенсита и больше его твердость.
Следовательно, твердость мартенсита зависит в первую
очередь от содержания в мартенсите углерода. Мартенсит в
стали, содержащей 0,1% С, имеет твердость HRC 30. При
0,7% С твердость мартенсита достигает максимального
значения - HRC 64 и при дальнейшем увеличении
содержания углерода существенно не увеличивается.
Легирующие элементы оказывают относительно
небольшое влияние на увеличение твердости мартенсита.
Следовательно, закаливаемость стали определяется в
первую очередь содержанием в стали углерода. Чем больше в
стали углерода, тем выше закаливаемость стали, т.е. тем
выше ее твердость.
Под прокаливаемостью понимают способность стали
получать закаленный слой с мартенситной или тросто-
мартенситной структурой и высокой твердостью на ту или
иную глубину.
При закалке на мартенсит сталь должна охлаждаться с
закалочной температуры так, чтобы аустенит, не успев
претерпеть распад на ферритокарбидную смесь,
переохладился ниже точки М
к
. Для этого скорость
охлаждения изделия должна быть критической или выше
критической, т.е. выше той минимальной скорости, при
которой аустенит еще не распадается на ферритокарбидную
смесь (рис.1).
При закалке поверхность изделия охлаждается быстрее,
т.к. она непосредственно соприкасается с охлаждающей
средой, отнимающей тепло. Сердцевина изделия охлаждается
медленнее вследствие того, что тепло отводится путем
передачи его через массу металла к поверхности и только на
поверхности поглощается охлаждавшейся жидкостью
129
130
                  Лабораторная работа 8                             Чем больше углерода в стали, тем больше искаженность
                                                               тетрагональной решетки мартенсита и больше его твердость.
        ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКАЛИВАЕМОСТИ                            Чем больше углерода в стали, тем больше искаженность
          И ПРОКАЛИВАЕМОСТИ СТАЛИ.                             тетрагональной решетки мартенсита и больше его твердость.
                                                               Следовательно, твердость мартенсита зависит в первую
     I.    Цель работы                                         очередь от содержания в мартенсите углерода. Мартенсит в
     Целью настоящей работы является приобретение              стали, содержащей 0,1% С, имеет твердость HRC 30. При
студентами навыков в проведении самостоятельных                0,7% С твердость мартенсита достигает максимального
исследований в области термической обработки стали,            значения - HRC 64 и при дальнейшем увеличении
закрепление теоретических знаний по данному вопросу.           содержания углерода существенно не увеличивается.
Исследование закаливаемости и прокаливаемости стали                 Легирующие элементы оказывают относительно
выполняется в течение 4 часов и включает в себя три раздела:   небольшое влияние на увеличение твердости мартенсита.
     1. Экспериментальное определение основных причин,              Следовательно, закаливаемость стали определяется в
определяющих закаливаемость стали.                             первую очередь содержанием в стали углерода. Чем больше в
     2.   Ознакомление      с    современными     методами     стали углерода, тем выше закаливаемость стали, т.е. тем
определения глубины прокаливаемости и экспериментальное        выше ее твердость.
исследование основных факторов, влиявших на глубину                 Под прокаливаемостью понимают способность стали
прокаливаемости.                                               получать закаленный слой с мартенситной или тросто-
     3. Обработка результатов исследования, оформление         мартенситной структурой и высокой твердостью на ту или
отчета.                                                        иную глубину.
                                                                    При закалке на мартенсит сталь должна охлаждаться с
     II. Сведения из теории.                                   закалочной температуры так, чтобы аустенит, не успев
                                                               претерпеть     распад   на    ферритокарбидную      смесь,
     1. Закаливаемость       и   прокаливаемость     стали     переохладился ниже точки Мк. Для этого скорость
(краткие сведения).                                            охлаждения изделия должна быть критической или выше
                                                               критической, т.е. выше той минимальной скорости, при
     Под закаливаемостью следует понимать способность          которой аустенит еще не распадается на ферритокарбидную
стали повышать твердость в результате закалки за счет          смесь (рис.1).
мартенситного превращения.                                          При закалке поверхность изделия охлаждается быстрее,
     Высокая твердость мартенсита объясняется тем, что         т.к. она непосредственно соприкасается с охлаждающей
элементарные кристаллические ячейки его искажены за счет       средой, отнимающей тепло. Сердцевина изделия охлаждается
атомов углерода, вследствие чего пластическая деформация       медленнее вследствие того, что тепло отводится путем
затруднена и образование сдвигов в мартенсите почти            передачи его через массу металла к поверхности и только на
невозможно.                                                    поверхности поглощается охлаждавшейся жидкостью

                       129
                                                                                          130