Объекты исследования, оборудование, материалы. Nbsp; Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Nbsp; Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»

СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

по дисциплине

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Направление подготовки: 150100 "Металлургия"

Специальность: 150105

«Металловедение и термическая обработка металлов»

Форма обучения очная

Тула –2014

Введение

Создание машин с высокой энергонасыщенностью требует применения в их конструкциях материалов с особыми свойствами.

Комплекс свойств, которым обладают низко- и среднелегированные стали, где упрочнение в основном обеспечивается введением углерода, не всегда удовлетворяет требованиям высокой конструкционной прочности. Углеродистый мартенсит - высокопрочная фаза склонен к хрупкому разрушению в условиях сложного напряженного состояния. Поэтому эти стали находят ограниченное применение при изготовлении деталей машин и механизмов, работающих в условиях сложного нагружения: при наличии ударных нагрузок, концентраторов напряжений, агрессивной среды и т.п. Создание материалов, обладающих высокой конструкционной прочностью, надежностью и вязким характером разрушения одновременно, требует новых подходов к формированию их структурного состояния с учетом известных механизмов взаимодействия дислокаций и кинетики зарождения и распространения очага разрушения.

Одним из конструкционных материалов, обладающих высокой конструкционной прочностью, являются дисперсионно-твердеющие стали, упрочняемые закалкой с последующем старением.

Несмотря на высокое легирование этих сталей дефицитными элементами, они находят достаточно широкое применение в специальной технике и инструментальной промышленности, так как обладают уникальным комплексом физико-механических свойств и не имеют более дешевых аналогов.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К
ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1

ВИДЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

по

дисциплине

Машиностроительные материалы

Направление подготовки: 150100 "Металлургия"

Специальность: 150105

«Металловедение и термическая обработка металлов»

Форма обучения очная

Тула 2014

Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом Мельниченко Н.В. и обсуждены на заседании кафедры ФММ ЕН факультета

протокол № 1 от « 1 » сентября 201_ г.

Зав. кафедрой _______________Г.В. Маркова

Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры ФММ ЕН факультета

протокол №__ от «__»______________20__ г.

Зав. кафедрой ___________________________

I. Цель и задачи работы

Изучить влияние режимов термической обработки на структуру и свойства стали.

Общее положение (теоретические сведения)

Термической обработкой называют процесс обработки изделий из металлов и сплавов путем теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении.

Это воздействие может сочетаться также с химическим, деформационным, радиационным, магнитным и другими воздействиями.

Термообработка может использоваться как промежуточная операция для улучшения технологических свойств (обрабатываемость режущим инструментом, повышение пластичности перед обработкой давлением и др.) и как окончательная операция для придания обрабатываемому материалу комплекса физико-механических и других свойств, обеспечивающих необходимые эксплуатационные характеристики изделия.

Особенно велика роль термической обработки при производстве стальных изделий. Экономия в использовании стали происходит главным образом за счет улучшения свойств стальных изделий, из них 15-20 % за счет широкого внедрения различных видов термических обработок.

В углеродистой стали в зависимости от температуры нагрева и скорости охлаждения возможны следующие основные 4 вида превращений.

1. При нагреве выше температуры Ас₁ феррито-цементная смесь - перлит превращается в аустенит (П ® А).

2. При медленном охлаждении ниже температуры Ас₁ однородный твердый раствор углерода диффузонным путем распадается на смесь двух фаз: А® П + Ф.

3. При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит (упорядоченный перенасыщенный твердый раствор углерода в Fe-α) . Из-за большой скорости охлаждения при превращении не происходит диффузия углерода. Мартенсит структура неустойчивая неравновесная с большим запасом свободной энергии.

4. При нагреве ниже температуры Ас₁ пересыщенный твердый раствор углерода в Fe_α - мартенсит распадается с образованием феррито-цементной смеси – перлита: М ® П (Ф+Ц).

Превращения во всех случаях связаны со стремлением системы (в данном случае стали) к минимуму свободной энергии при изменившихся внешних условиях.

Отжиг образцов из конструкционных сталей производят при температуре: 900±10 °С (отжиг 2 рода) и 650±10 °С (отжиг 1 рода). После прогрева - охлаждают на спокойном воздухе до 300...400 °С, а затем в воде комнатной температуры.

Закалку конструкционных сталей проводят с температуры 870±10 °С в воде.

Отпуск закаленных сталей осуществляют в лабораторной печи при температуре 200, 400 или 600±10 °С. После прогрева образцы охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Объекты исследования, оборудование, материалы

И наглядные пособия

1. Образцы стали 40 размером ~ 15x10х10 мм.

2. Лабораторные печи.

3. Твердомер TK-2M.

4. Шлифовальная бумага.

5. Клещи.

6. Емкость с охлаждающей жидкостью.

Задание на работу

Произвести отжиг, закалку и отпуск образцов из конструкционной стали.

Ход работы

1. Получить у преподавателя комплект образцов.

2. Проверить температуру в лабораторной печи.

3. Посадить образцы в печь.

4. Разогреть образцы.

5. При отжиге и отпуске вынуть образцы из печи, уложить в один слой на термоизоляционную прокладку (листовой асбест, шамотный кирпич). Охладить образцы на спокойном воздухе в течение 20 – 25 минут.

6. При закалке вынуть образцы из печи, охладить в воде до комнатной температуры.

7. Измерить твердость стали. Данные занести в таблицу.

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 311; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!