Зябрев_Мухин_Фахуртдинов_Метод_указания к ДЗ по материаловедению (821866), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Влияние концентрации углерода на температуру начала Мн и конца Мкмартенситного превращенияПолученный мартенсит представляет собой пересыщенный твердыйраствор углерода в α-железе и имеет тетрагональную кристаллическуюрешетку. Атомы углерода занимают в основном октаэдрические поры.Образование в результате закалки мартенсита приводит к большимостаточным напряжениям, повышению твердости, прочности, однако приэтом возрастает склонность к хрупкому разрушению, что требует проведенияпоследующего отпуска.Превращения в закаленной стали при среднем отпуске (470 °С).Нагрев закаленной стали до температуры не превышающей Ас1принято называть отпуском.
Отпуск должен обеспечить получениенеобходимых эксплуатационных свойств стали. Структура стали 60С2Апосле закалки состоит из мартенсита и остаточного аустенита.Рассмотрим последовательность процессов при отпуске с повышениемтемпературы. До 80 °С диффузионная подвижность мала и распадмартенсита идет медленно. Первое превращение при отпуске развивается вдиапазоне 80…200 °С и приводит к формированию структуры отпущенногомартенсита – смеси пересыщенного углеродом α-раствора и когерентных сним частиц ε-карбида. В результате этого существенно уменьшаются степеньтетрагональности мартенсита (часть углерода выделяется в видеметастабильного ε-карбида), уменьшается его удельный объем, снижаютсяостаточные напряжения.12Второе превращение при отпуске развивается в интервале температур200…300 °С и состоит из следующих этапов:1) превращение остаточного аустенита в отпущенный мартенсит;2) распад отпущенного мартенсита: степень его пересыщенияуменьшается до 0,15…0,2 %, начинается превращение ε-карбида в Fe3C –цементит и его обособление, разрыв когерентности;3) снижение остаточных напряжений;4) некоторое увеличение объема, связанное с переходом Аост→ Мотп.Третье превращение при отпуске развивается в интервале 300…400 °С.При этом заканчивается распад отпущенного мартенсита и процесскарбидообразования.
Формируется феррито-цементитная смесь, существенноснижаются остаточные напряжения; повышение температуры отпуска выше400 °С активизирует процесс укрупнения карбидов, что приводит куменьшению дисперсности феррито-цементной смеси.Структуру стали после низкого отпуска (до 250 °С) называютотпущенным мартенситом, структуру стали после среднего отпуска 350…500°С трооститом отпуска; после высокого отпуска 500…600 °С – сорбитомотпуска.В стали 60С2А после полной закалки в масле и среднего отпуска при470 °С образуется структура троостита отпуска.Основные данные о стали 60С2А.1.
ГОСТ 14959-79. Рессорно-пружинные стали.2. Химический состав, % по массе.CSiMnCrCu0,58- 0,631,6 – 2,00,6 – 0,90,30,2NiPне более0,250,025S0,0253. Применение: рессоры, пружины, торсионные валы, пневматическиезубила.4. Прокаливаемость достигает 18 мм.5. Влияние легирующих элементов.Кремний положительно влияет на структуру, механические итехнологические свойства стали: снижает критическую скорость охлажденияи увеличивает прокаливаемость, уменьшает скорость распада мартенсита,сильно упрочняет феррит, повышает прочность, твердость и прежде всегоупругие свойства стали (σ0,2 , σв , σ-1), увеличивает сопротивление коррозии,снижает вязкость.6.
Усталостные свойства упругих элементов могут быть повышены в1,5…2 раза путем поверхностного пластического деформирования (обдувкадробью).7. Недостатки стали 60С2А: 1) склонность к обезуглероживанию; 2)склонность к графитообразованию; 3) склонность к образованию13поверхностных дефектов при горячей обработке стали, вызывающихснижение предела выносливости.8. Свойства пружинной стали могут быть улучшены путемдополнительного легирования. Кроме стали 60С2А применяют стали60С2ХА, 60С2ХФА, 60С2Н2А.Легирующие элементы – кремний и марганец – сильно упрочняютферрит и способствуют повышению характеристик прочности стали послетермической обработки.
Влияние дополнительного легирования хромом,ванадием, никелем проявляется прежде всего в уменьшении критическойскорости охлаждения и повышении прокаливаемости. Карбидообразующиеэлементы – хром и ванадий – предупреждают обезуглероживание пружинпри нагреве под закалку. Кроме того, введение ванадия способствуетдальнейшему повышению прочности, так как приводит к образованиюдисперсных частиц карбида МeС (на основе VC) при распаде мартенсита впроцессе отпуска.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ*Основная1. Материаловедение: Учебник для вузов / Б.Н.Арзамасов, В.И.
Макарова,Г.Г.Мухин, Н.М. Рыжов, В.И. Силаева; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова,Г.Г. Мухина. - 8-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2008. – 648 с.2. Справочник по конструкционным материалам: Справочник / Б.Н.Арзамасов, Т.В. Соловьева, С.А. Герасимов и др.; Под ред. Б.Н.Арзамасова, Т.В. Соловьевой. - М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 2005.– 640 с.Дополнительная1. Стали и сплавы. Марочник: Справ. изд. / В.Г. Сорокин, и др.; Науч. ред.В.Г. Сорокина, М.А. Гервасьева. – М.: Интермет Инжиниринг, 2003. – 608с.2. Марочник сталей и сплавов / М.М. Колосков, Е.Т. Долбенко, Ю.В.Каширский и др.; Под общ. ред. А.С. Зубченко. – М.: Машиностроение,2001. – 672 с.3. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали.
Справочник.4-е изд. Перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 480 с.4. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. 5-е изд. перераб. и доп. - М.:Металлургия, 1983. - 527 с.5. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы. 3-е изд. перараб. и доп. - М.:Металлургия, 1982. - 400 с.146. Попов Л.Е., Попова А.А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и βраствора в сплавах титана. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия,1991. - 502 с.7.
Химико-термическая обработка металлов и сплавов: Справочник / Г.В.Борисенок, Л.А. Васильев, Л.Г. Ворошнин и др.; Под ред. Л.С. Ляховича. М.: Металлургия, 1981. - 424 с.8. Материалы в приборостроении и автоматике. Справочник. 2-е изд.,перераб. и доп. / Ю.М.Пятин, А.М.Чернявская, Р.А.Владимирский и др.;Под ред. Ю.М.Пятина. – М.: Машиностроение, 1982.
- 527 с.9. Электрорадиоматериалы: Учебное пособие для втузов / Б.М. Тареев, Н.В.Короткова, В.М. Петров и др.; Под ред. Б.М. Тареева. - М.: Высш. шк.,1978. - 336 с.10.Материалы для авиационного приборостроения и конструкций: Учебноепособие / А.Я.Потемкин, Ю.И.
Шейдеман, Ю.П.Фролов и др.; Под ред.А.Ф.Белова. - М.: Металлургия, 1982. - 400 с.11.Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники. - М.:Высш. шк., 1986. - 367 с.12.Гуляев А. П. Металловедение: Учебник для вузов / А. П. Гуляев. - М.:Металлургия, 1986. - 544 с.______________________________________* Кроме описанной здесь литературы студентам рекомендуется пользоватьсяконспектом лекций по курсу «Материаловедение».
На кафедрепредоставляются дополнительные материалы: выдержки из ГОСТ,справочные данные по различным материалам. Студент может такжевоспользоваться банком данных, имеющимся в компьютерном классекафедры.15ОГЛАВЛЕНИЕВведение …………………………………………………………………… 3Содержание и характер заданий ………………………………………….. 3Порядок выполнения заданий ……………………………………………. 5Форма и содержание отчета ……………………………………………….
5Защита задания……………………………………………………………... 7Пример выполнения домашнего задания………………………………… 7Список рекомендуемой литературы……………………………………… 1416.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
