Методические указания и порядок выполнения работы

Работа проводится всей группой. Отчет по работе составляется каждым студентом по результатам полученных экспериментов.

Закалка

1. Перед выполнением экспериментов необходимо ознакомиться с методическим пособием. Выписать в отчет определение закалки. Вычертить фрагмент диаграммы «железо-углерод» – область сталей. Подписать поля диаграммы, обозначить критические точки Ас₁, Ас₃, Асm и температурные интервалы закалки для всех сталей.

Записать в отчет марку стали, указать содержание углерода.

3. Зачистить образцы с двух сторон на наждачной бумаге, замерить их твердость по Роквеллу, шкала В, на твердомере ТК-2М с шариковым наконечником (HRB). Результаты измерения перевести по таблице в твердость по Бринеллю (НВ) и записать в отчет.

4. Перед закалкой необходимо нагреть образцы в муфельных печах:

· выше Ас₁ но ниже Ас₃ – 1 образец;

· выше Ас₃ на 100°С – 1 образец;

· выше Ас₃ на 30÷50°С –5 образцов;

5. После выдержки образцов в печи в течение 15 минут один из пяти образцов, нагретых выше Ас₃ на 30÷50°С, охладить в масле, а один – на воздухе. Все остальные охладить в воде. При помещении образцов в печь и выемки их из печи использовать специальные щипцы, печь предварительно отключать от электросети.

6. Замерить твердость образцов на твёрдомере с алмазным наконечником (HRC). После охлаждения на воздухе измерять HRВ. Полученные результаты записать в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Результаты испытаний, микроструктура закаленной стали

Вид

термообработки

Температура нагрева образцов, °С

Охлаждающая среда

Твердость,

HRC

НВ, МПа

Микроструктура

Название

Рисунок

7. По полученным результатам постройте графическую зависимость в координатах: «твёрдость – скорость охлаждения (охлаждающие среды)». Сделайте вывод о влиянии скорости охлаждения на твердость закаленной стали.

8. Постройте график в координатах «твердость – температура закалки». Сравните твердость образцов после закалки с разных температур в воде и объясните влияние перегрева и недогрева на твердость закаленной стали.

9. Изучите коллекцию микрошлифов, зарисуйте структуры.

Отпуск

1. Проведите отпуск образцов после полной закалки. Проведите высокий (600 °С), средний (400 °С), низкий (200 °С) отпуск нагретых выше Ас₃ на 30÷50°С и закаленных в воде образцов.

2. После отпуска замерьте твердость всех образцов на твердомере с алмазным наконечником (HRC). Полученные результаты запишите в отдельную таблицу (см. табл. 3.2).

3. Изучите коллекцию микрошлифов, зарисуйте структуры.

Постройте график в координатах «твердость – температура отпуска». Сравните твердость образцов после отпуска. Сделайте вывод о влиянии отпуска на твердость закаленных сталей. Объясните характер и причины изменения твердости закаленных сталей при отпуске.

Контрольные вопросы

1. Что называется термической обработкой? Перечислите основные виды термической обработки.

2. Для чего проводят полный отжиг конструкционных сталей?

3. Что называется нормализацией сталей?

4. В чем назначение закалки? Как изменяется температура нагрева под закалку сталей с увеличением содержания углерода?

5. Что такое мартенсит?

6. Что такое критическая скорость охлаждения?

7. Что такое отпуск? В чем его назначение? Назовите виды отпуска.

8. При каком отпуске образуется микроструктура «отпущенный мартенсит», какие механические свойства для нее характерны?

9. Какой отпуск нужно применять для пружин и рессор, почему?

10. В каком случае применяется высокотемпературный отпуск, какую структуру приобретает сталь?

11. Что такое термическое улучшение, к каким сталям оно применимо?

Лабораторная работа 4

Строение сварного соединения

Цель работы: изучить строение сварного соединения малоуглеродистой стали, выполненного сваркой плавлением.

Соединение, выполненное сваркой плавлением малоуглеродистой стали, состоит из четырех зон: первая – металл шва; вторая – зона сплавления; третья – зона термического влияния и четвертая – основной металл (рис. 4.1).

Металл шва – это сплав, образованный переплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом.

Зона сплавления – металл, находящийся на границе основного металла и шва.

Зона термического влияния – участок основного металла, не подвергавшийся расплавлению, структура и свойства которого изменяются в результате нагрева и пластической деформации при сварке.

Основной металл – малоуглеродистая сталь после прокатки. Микроструктура ферритная с небольшим количеством перлита, волокнистая, которая формируется при дроблении и вытягивании кристаллов в направлении наибольшей деформации. Образование волокнистой макроструктуры приводит к анизотропии механических свойств металла, которая проявляется тем резче, чем больше степень деформации.

Структура сварного шва определяется условиями охлаждения, влияющими на процессы кристаллизации и на диффузионные процессы.

В структуре преобладает феррит, перлита мало, потому что углерод, как и другие примеси, выгорает. Расположение структурных составляющих столбчатое, т.к. процесс кристаллизации в металле шва имеет направленность: кристаллы растут в направлении, обратном отводу тепла, вглубь жидкой ванны, и металл приобретает столбчатую структуру. Каждый столбчатый кристалл состоит из группы одинаково ориентированных дендритов (древовидных кристаллов). Число дендритов пропорционально скорости охлаждения.

Структура литого металла с грубым столбчатым строением характерна для однослойных швов.

Выполнение швов в несколько проходов влияет на структуру и свойства металла. Наложение каждого последующего валика оказывает повторное тепловое воздействие на нижележащий валик и структура нижележащего улучшается, становится мелкозернистой, столбчатое строение исчезает. Верхний валик сохраняет литую структуру металла.

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 169; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!