1453 (521951)
Текст из файла
6. ЗАКАЛКА И ОТПУСК УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ Закалкой называют процесс нагрева стали выше температуры фазовых превращений с въкдерягкой при температуре нагрева я быстрого охлаждения. Закалнзаемую деталь помещают в печь, нагретуко до заданной температуры. Продолжительносп нагрева и время выдержки зависит от массы детали и типа печи. Прн нагреве в электрических печах время нагрева определяют из расчета 1 мнв на 1 мм сечения детали. При нагреве в соляной ванне длительность нагрева составляет 30 с, а в расплавленном металле - 15 с на ! мм сечения. Б процессе нагрева скали при овределенвых температурах происходят фазовые превращения. Эти температуры в ! 868 г.
обнаружил Д.Х.Чернов я назвал их критическими точкамя. Линию РЗК диаграммы железо-углерод абозяачают А к, лянию ОЗ-А, а линяю ЗЕ - А (рнс.1). Температуры превращений при нагреве н охлаждении не совпадают. Для их различия введены индексьа с - для нагрева, кдля охлаждения. Критические точки при нагреве обозначают Аск и Асз , а яря охлюкдеинн Аг, н Акз . Положение точки А не изменяется. Выдержка при температуре нагрева необходима для полного завершения фазовъкх превращений а сталя. Бремя выдерзкки принимают 20У от времени нагрева.
Цель закалки - повъппение прочности в твердости стали. Она достигается. если в процессе закалки аусгенат превращается з м арте нсвт. Мартеиснт закалки представляет собой пересыщенвый твердый раствор углерода в а -железе. Содержание углерода в мартенсате такое же, как и в исходном аустените. Мартенсит закалки имеет тет.
рагоиалъиую кристаллическую решетку (рис.2). Оиа отличается от кубической тем, что отяошение параметров решетки с/а>1. Это отношение назъкваякт степенъю тетраговальноств. С увелнчеивем содержания углерода в аустевяте степень тетрагоналыкоскя растет и соотеетсгвевно повышается твердость мартенснта (рис.3), Превращение аустенита в мартенснт происходит бездиффузиониьеч путем в иктервале температур, границы которого обозначают: М - начало маргенситвого превращения, М „- конец мартенсятного превращения. Для каждой марки стали температуры М„и М„амеют строго опреде- ленную величину.
Их значения зависят от содержания углерода в скали (рис.4). Чтобы в процессе закалки получать мартеисит необходимо правнлъно выбрать температуру нагрева н скорость охлаждения стали. Температура нагрева Температура нагрева стали зависит от содержашш в ней углерода, При нагреве доэвтектовдимх сталей (сплав 1, рис-!) ниже А„ (точка П исходная структура ФьП ве взменяется, твердость вх также сохраняется.При нагреве А, <1<д„з (точка 2) в результате ктревращения перлнта в аусгеввт структура стали состоит нз ФЬА. В процессе быстрого охлаждения аустенит превршцается в маргенсат закалки.
Образование мартевсита, имеющего высокую твердость (НУ 2500 МПа) вызывает увеличение твердости стали. По мере повышения температуры нагрева в звзтервале А„-А з (точка 3) растет количество аустевнта и, увеличивается относвтелъвое колнчеспко ебразовавшепк:я из него мартенснта закалки и твердость закаленной стали. После закалки стали, яагретой до температуры выше А,з . ее структура состоит нз мартенсита закалки н она праобретжт максималыгую твердость.
Нагрев доэатектоидных сталей до белее высоких температур (точка 5) вызывает рост зерен аустеввта, что приведат к образованию крупноигольчетого мартеисата, который менее пласпкчен, чем мелкоигольчатый. При закалке зазвтектондимь сталей (сплав П), нагретых до температуры наше А,1 (точка 6) также не происходят повышекшя твердости, т.к. не изменяется всходкшя структура П+Цп. После нагрева выше А,к (точка 7 ) н быстрого охлаждеюш в заэвтектоид'нъгх сталях образуется структу!ж Мз+Цп+А к (рис-4), аъкеющвя высокую твердость. Нагрев выше А (точка 8) вызывает растворение твердого цемеитита вторачвого в аустеввте, атакже рост аустенитвых зерен, из которых при быстром охлаждении образуется крупноиголъчатый мартенсат и большое количество аусгената остаточного (см.рнс.4). В результате сяюкается твердость закалешкькх сталей.
Закалку сталей, яагрекых до 1>А з или 1>А, иазывакот полней, а прн температуре ншрева А,к<1<А,з ила Д,к <1<А - неполной. Дозвтектоидные стали подвергают полной закалке, а заэвтектоидные- неполной закалке. Скорость охлаждения При Дзз происходят эвтектоидное превращение аустеиита.Температура распада аустеннта понижаепж с увелнчением скорости охлаждения (рис.5). С повышением скорости охлаждеиня аустенвта от Уз до 'Кз возрастает число зародьпвей цемевтнта.
Это приводит к измельчевшо ферритно-цементвтной смеси с соотаетствуюзцим повышением ее твердости. При значениях твердости НВ 2000 МПа, 3000 МПа, 4000 МПа феррвтно-цементзпиую смесь называют соответственно перлит, сорбвт закалки и тростыт закалки. Их общее название - знкалочные структуры перлзпиого типа. В этих структурах цемевтат имеет пластяичат)чо форззу. Аналогичные структуры получаются при нзотермнческом превращении аустеннта. Диаграмму изотермического превращения аусгенвта строят в коордкнатах температура-время [1д 1) (рис.б).Первая лныкя С-образной кривой указывает начало распада аустенвта иа феррнтно-цементвтную смесь, а вторая - завершение процесса.
На диаграмме изотермического превращения структуры П, Сз Тз соответствуют скоростям охлаждения аустеинта Уз, Уз, Уз. При более высокой скороств охлаждения (Уз<Уз<Уз), только часп. аустеынта распадаегся на феррнтно-цемевтвтвую смесь, а часть не распадаегся. По достижении температуры Мн нераспавшийся аустенит начинает превращаться в мартенсит. В результате образуется структура Мз+Тз с таердосзью НЪ' 5500 МПа.
Увеличение скорости охлаждения выше Уз подавляет развитие дяффузяоинмх процессов в аустеннте, вследствие чего ои переохлаждаегся до температуры Мн, а затем превращается в мартеисит Мвввмальную скорость охлазкдешш. прн которой аусгеынт превращаетса в мартенсвт закалки без закалочных структур перлятного типа, называют критической скоростью отлазкдеяия (эакалкв). На диаграмме изотермвческого превращения вектор, соответствующий критической скорости охлаяздевия (Уз='Ч„р), проводится касательно к первей лепны С-образной кривой.
Отпуск Мартенсвт закалки хрупок. Поэтому после закалки взделня подвергают отпуску с целью получения требуемого комплекса фнзи- ко-механических свойств. Отпуском называют процесс нагрева закаленной стали ниже А, с выдержкой при температуре нагрева и охлаждения на воздухе. Существует три вида отпуска. Ннзкотемпературиый (низкий) отпуск осуществляют в интервале температур 100-200 "' С. В процессе отпуска умеиывается степень тетрагоналызостикристллической решетки мартеысита вследствие выделения из иее углерода в виде е-карбида, снижаются внутреини» напряжения. В результате низкотемпературного отпуска мартеисит закалки превращается в мартеисит отпуска. Мартенсит отпуска в отличие от мартеисита закалки, сохраняя высокую таердосп, обладает более высокими пласгичноспдо н вязкостью.
Низкому отпуску подвергают инструментальные стали. Среднетемпературный (средний) отпуск проводят при температурах 350-500" С. Усиление диффузионных процессов приводит к превращению е -карбида в цемевтит, что вызывает снижение твердоспз н повышение вязкости, пластичности стали (рис.У). Обраэузощуюся феррнтноцемеититнузо смесь называют троститом отыуека; сталь со структурой тростит отпуска обладает высокимн упрутвми свойствами. Среднему отпуску подвергают пружныы и рессоры, Высокотемпературный (высокий) отпуск осузцесталяют при температурах 500-650" С. Крупыозериистую ферритно-цемеитызиую смесь называют сорбитом отпуска, Укрупнение часпщ цемеытита приводит кдальнейшему сниженизо твердости и значзпельиому возрастании пластичности и вязкости стали.
Сорбит отпуска обладает высокой ударной вязкостьзо. Высокому отпуску подвергают изделизг, работающие при больших динамических (ударных) нагрузках. Закалку стали с последующим высоким отпуском называют улучшением. Улучшеине рекомендуют для среднеуглеродистых (0,30-0,60УС) конструзщионных сталей. В тростите отпуска и сорбите отпуска цемеититимеетзервнстую форму, что обеспечивает им более высокие вязкость и пластичность по сравненшо с закалочными структурами перлитного типа. Основные свойства и фазовый состав структур после отпуска приведены в табл. ! Диаметр часпщ ! ! цементита, мм ! ! 02 0ОВо 40 -5 г-е~~ г' Ф- — — — Ф ьг - т ! О/тт4)Г'го/ ,игегуь зср (Я~ ~Р/тугу~ ус ~ уо лб'гзсз~ -в- Таблица Основные свойства в фазовый состав структур после отпуска !Структура ! Фазовыйз состав! Т ! ! 7500 ! То ! а+Наври ! 2500-400 О Со ! ФьЦзепи ! 2МО-5000 Концхмлное задание (выполняется дома в письменном виде) 0 с Как выбрать продолжнтелькость нагрева н время выдезвккн металла в вагревательном устройстве? 2.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
