Свойства металлов. Основные параметры при закалке стали
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Содержание
1. Назначьте температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска деталей машин из стали 40Х, которые должны иметь твердость 28.35 HRC. Опишите сущность происходящих превращений при термической обработке, микроструктуру и свойства
2. Для изготовления разверток выбрана сталь ХВСГ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите микроструктуру и свойства разверток после термической обработки
3. В котлостроении используется сталь 12X1МФ. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование и опишите структуру стали после термической обработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?
4. Для изготовления деталей путем глубокой вытяжки применяют латунь Л68. Укажите состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим термической обработки, применяемый между отдельными операциями вытяжки, и обоснуйте его выбор. Приведите общие характеристики механических свойств сплава
5. Органическое стекло. Опишите его свойства и область применения в машиностроении
Литература
1. Назначьте температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска деталей машин из стали 40Х, которые должны иметь твердость 28.35 HRC. Опишите сущность происходящих превращений при термической обработке, микроструктуру и свойства
Среднеуглеродистая сталь, легированная хромом состоит из 0,4% углерода, 0,17-0,37% кремния, 0,50-0,80% марганца, 0,8-1,1% хрома. Максимальное содержание серы - 0,035%, фосфора - 0,035%.
Основные параметры при закалке - температура нагрева и скорость охлаждения. Температуру нагрева для сталей определяют по диаграммам состояния, скорость охлаждения - по диаграммам изотермического распада аустенита.
Для средненагруженных деталей небольших размеров применяют хромистые стали 40Х. С увеличением содержания углерода возрастает прочность, но снижаются пластичность и вязкость. Влияние температуры отпуска на механические свойства сталей показано на рис.1.
Рис.1. Отжиг поковок различного сечения из углеродистых и низколегированных сталей 40Х
Прокаливаемость хромистых сталей 40Х невелика. Хромистые стали склонны к отпускной хрупкости, поэтому после высокого отпуска охлаждение должно быть быстрым; для мелких деталей - в масле и для крупных - в воде.
Температура закалки. Доэвтектоидные стали нагревают до температуры выше критической точки Ас3 на 30-50С. Если такие стали нагреть до температуры между критическими точками Асг и Ас3 и охладить, то в структуре закаленной стали, кроме мартенсита, будет присутствовать феррит, что существенно ухудшает свойства. Такая закалка называется неполной. Время нагрева зависит от размеров детали и теплопроводности стали, и его обычно определяют экспериментально. Для определения времени нагрева в справочниках приведены полуэмпирические формулы.
Превращение перлита в аустенит сопровождается полиморфным превращением Fe Fe, а также растворением цементита Fe3C в аустените. Превращение начинается с зарождения центров аустенитных зерен на поверхности раздела феррит-цементит. Экспериментально аустенит обнаруживается уже при небольших перегревах и очень малых выдержках. Это объясняется тем, что в стали поверхность раздела феррит-цементит сильно развита.
Образующиеся зерна аустенита вначале имеют такую же концентрацию углерода, как и исходная фаза - феррит, так как полиморфное превращение протекает с большей скоростью, чем диффузия углерода. Затем в аустените начинает растворяться вторая фаза перлита - цементит, содержание углерода в аустените увеличивается. К концу превращения в тех местах, где находились пластинки цементита, концентрация углерода в аустените становится более высокой по сравнению с участками, в которых до превращения был феррит. Поэтому для выравнивания состава аустенита требуется некоторое время, зависящее от температуры - чем выше температура, при которой совершалось превращение П А, тем быстрее завершится диффузионный процесс перераспределения углерода в аустените. На скорость превращения перлита в аустенит влияет степень дисперсности перлита - чем мельче пластинки цементита, тем быстрее образуется аустенит, так как в этом случае больше межфазная поверхность феррита с цементитом. Перлито-аустенитное превращение сопровождается уменьшением удельного объема примерно на 1%, поэтому происходит фазовый наклеп аустенита, т.е. деформация его кристаллической решетки. Таким образом, превращение совершается только в стали эвтектоидного состава. Доэвтектоидные стали после нагрева выше Ас1, состоят из аустенита и феррита и только после нагрева выше А~3 сталь приобретает строение однородного аустенита.
В углеродистых сталях образование аустенита и его гомогенизация протекают достаточно быстро - в течение нескольких минут. В легированных сталях для этих процессов требуется больше времени, так как концентрация легирующих элементов в феррите и карбидах различна, поэтому образующийся аустенит неоднороден не только по углероду, но и по концентрации легирующих элементов, скорость диффузии которых на несколько порядков меньше скорости диффузии углерода.
Начальные зерна аустенита всегда мелкие, так как в каждой перлитной колонии одновременно зарождается несколько центров кристаллизации аустенита. При дальнейшем нагреве зерна аустенита ра?/p>