Афанасьєв М

Ознайомитися з явищами загартовуваності та прожарювання сталі. З'ясувати вплив прожарювання на фізико-механічні властивості сталі. Визначити прожарювання стали методом торцевого гарту.

Прилади та інструмент

Фактори, що впливають на прожарювання сталі. 1. Основним чинником є ​​хімічний склад стали. Майже всі елементи, що легують, збільшують стійкість до розпаду переохолодженого аустеніту (рис. 6. 1). Легуючі елементи знижують критичну швидкість гарту Vкр.1 > Vкр.2. Значення Vкр.2 виявляється меншою за швидкість охолодження центру заготівлі (рис. 6. 1). Заготівля прожарюється наскрізь.

  1. Вплив гартового середовища. Вода інтенсивніше відбирає тепло з поверхні деталі проти маслом. У зв'язку з чим збільшується товщина загартованого шару.
  2. Розмір зерна аустеніту. На межах зерен аустеніту зароджуються перлітні колонії. У крупнозернистому металі площа кордонів істотно менша порівняно з дрібнозернистою сталлю. Чим більше площа кордонів, тим легше протікає перетворення аустеніту на перліт. Збільшується величина критичної швидкості загартування (рис. 6.2). Відповідно крупнозернистий метал має більшу прожарювання. Менш прожарюваність має дрібнозернистий метал.
  3. Частини другої фази. На межах частинок другої фази зароджуються перлітні колонії. Чим більше частинок другої фази, тим легше відбувається перетворення аустеніту. Збільшується значення критичної швидкості загартування, зменшується прожарювання сталі.

Характеристикою прожарювання є критичний діаметр Dкр, тобто. діаметр максимального перерізу, при якому сталь у даному охолоджувачі (вода,олія, водні розчини лугу або солі, повітря) прожарюється повністю.

Сталь з наскрізною прожарюваністю має однакову структуру і механічні властивості по всьому перерізу деталі. Ненаскрізне загартування (рисунок 6.1) призводить до неоднорідного розподілу властивостей сталі по перерізу як після загартування, так і після відпустки.

У деяких випадках залежно від призначення деталі (при роботі на зношування, при дії знакозмінних навантажень) прагнуть отримати поверхневий загартований шар певної товщини і зберегти в'язку незагартовану серцевину, що має феритно-цементитну структуру відповідної дисперсності. Такого принципу дотримуються при виготовленні, наприклад, колінчастих валів, осей, шестерень та інших деталей. В цьому випадку деталь обробляють на певну глибину загартованого шару. Методи визначення прожарюваності.

Температура води має бути в межах 18°С. На поверхні зразка не допускаються обезуглерожений шар та окалина. Зразки під загартування для запобігання окисленню та знеуглерожування нагрівають у печі з контрольованою атмосферою. Якщо нагрівають у печі без контрольованої атмосфери, зразок поміщають у сталеву склянку з кришкою. Торець зразка призначений для охолодження ставлять на графітову або вугільну пластину.

Приклад 2.Визначення прожарювання по заданій критичній швидкості загартування сталі. Методика використання номограми у разі показано на рис. 6. 8. Знаходимо на шкалі швидкостей значення, що дорівнює критичній швидкості загартування для цієї сталі (Vкр). Рух здійснюємо горизонтальною кривою до перетину з похилими прямими, що відповідають різним охолоджувальним середовищам. З точок перетину 8 (повітря), 9 (масло), (5% NaOH у воді) та 12 (ідеальне охолодженняd=)опускаємо перпендикуляри до горизонтальної шкали, що відповідає заданій формі тіла. Наприклад, якщо куля виготовлена ​​із сталі, для якої VKp = 40°C/c, то вона загартується наскрізь на повітрі при діаметрі менше 3, в маслі - при 14, у воді - при 34 і у разі ідеального охолодження (коефіцієнт тепловіддачіd=)-при 60 мм.

Приклад 3. Використання ключа (рис. 6, 8) дозволяє вирішити обернену задачу: якою має бути критична швидкість для наскрізної прожарюваності при заданій формі та розмірі тіла. Наприклад, якою має бути критична швидкість загартування кулі діаметром 10 мм при загартуванні у воді? Для вирішення цього завдання знаходимо точку. 10мм на шкалі кулі,піднімаємося по вертикалі до точки 13 (перетин з лінією для води) і рухаємося вліво до точки 14 Vкр. = 280 ° С/с. За отриманим значенням критичної швидкості можна вибрати сталь для виготовлення заданої деталі.

Порядок виконання роботи

Криві прожарювання різних плавок однієї і тієї ж марки, нанесені на діаграму при великій кількості плавок, об'єднуються в так звану смугу прожарювання (Рис. 6. 9).

У сталей, що добре прожарюються, має місце плавне зниження твердості в міру віддалення від торця, а у слабо прожарюються — різке падіння її.

Випробування на прожарювання, що проводяться за стандартною методикою, відрізняються великою надійністю та повторюваністю результатів. Наприклад, у різних лабораторіях випробування зразків, взятих з одного дроту, виявляють дуже подібні результати. Зразки, взяті з різних прутків однієї і тієї ж плавки, також дають подібні результати. Не виявляється помітної різниці в прожарюваності зразків, прокатаних з головної частини, середини та хвоста зливка.

Однак у прокаті дуже великого перерізу (у великих заготовках)прожарювання внаслідок зональної ліквації в різних місцях поперечного перерізу різна; у поверхні в зоні більш однорідних за хімічним складом стовпчастих кристалів прожарювання краща, а в неоднорідній, хоча і збагаченій домішками центральній зоні, - слабша.Зміст звіту

  1. Мета роботи.
  2. Визначення прожарювання, критичного діаметра. Значення прожарювання в практиці термічної обробки.
3. Методика проведення випробувань для визначення прожарювання методом торцевого гарту.

4. Таблиця вимірів твердості за довжиною зразка