ВИВЧЕННЯ СТРУКТУРИ СТАЛИ ПІСЛЯ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ
Мета роботи: ознайомитися з термічною та хіміко-термічною обробкою сталі.
Зміст роботи
1. Ознайомитись з пристроями та роботою електрохімічного обладнання для нагрівання сталі при термообробці,
2. Правильно призначити температуру нагрівання при термообробці для до і заевтектоїдної вуглецевої сталі, використовуючи діаграму стану Fе - Fе С
3. Замалювати мікроструктуру зразків стали загартованою і після відпустки,
4. Замалювати діаграму зміни твердості стали залежно від температури відпустки.
5. Коротко описати структуру вуглецевої сталі, що вийшла при загартуванні та структурного перетворення при відпустці.
6. Замалювати мікроструктуру цементованого шару та описати з чого вона складається.
Обладнання та матеріали
Для роботи необхідні: електропечі для нагрівання зразків; термопари із гальванометрами; бачки з рідиною, що охолоджується; зразки (не менше 5 шт.) Вуглецевої сталі у вигляді шайб діаметром 10 - 15мм; прилад для виміру твердості (прилад типу Роквелла); полірувально-шліфувальна установка; реактиви для травлення та паста ГОІ; кліщі.
Зразки, що нагріваються, поміщають в закритий муфель1електропечі, де вони рівномірно нагріваються за рахунок тепла, одержуваного від нагрівальної обмотки2. Регулювання температури печі проводиться реостатом3. Для вимірювання температури до 1300°С застосовують термоелектричні пірометри.
Термопара1являє собою два дроти1та2, виготовлені з різних металів або сплавів і спаяні з одного кінця (гарячий спай термопари).
Дріт з'єднаний мідними проводами4і5з гальванометромII. Якщо гарячий спай3піддавати нагріванню, то наНа протилежних кінцях термопари (холодний спай) з'явиться різниця потенціалів, що вимірюється в мілівольтах. Ця різниця потенціалів буде тим більшою, чим більше різниця температур між гарячим та холодним спаями температури. У гальванометрі знаходиться постійний магніт6, між полюсами якого знаходиться рухома котушка7. До котушки прикріплено стрілку8, яка може переміщатися за шкалою з поділом у мілівольтах або градусах.
Залежно від змінюваної температури печі застосовують різні термопари (табл. 1).
При нагріванні металу в атмосфері повітря, особливо при відпустці, для визначення температури можна скористатися кольорами втечі. Поява їх пов'язана з інтерференцією білого світла плівках оксидів заліза.
Гарт і відпустка сталі
Загартування та відпустка служать для поліпшення механічних властивостей сталі. Операція загартування полягає в нагріванні сталі на 30 - 50 0 С вище точкиАс1абоАс3, витримки при цій температурі та подальшому охолодженні в різних середовищах (воді, олії, розплазлених солях).
При термічній обробці стали можливим отримання наступних структурних складових.
Сорбіт – механічна суміш цементиту та фериту, але більш грубої будови, ніж троостить. Частинки цементиту в сорбіті більші, ніж у трооститі, і помітні під мікроскопом зі збільшенням понад 500 разів. Розрізняють сорбіт гарту та сорбіт відпустки – зерниста.
Залежно від температури нагрівання загартування буває повне і неповне. Доевтектоїдні сталі при загартуванні нагріваються до температури вище лініїGS, а заевтектоїдні - вище лініїSK.
Швидкості охолодження, одержувані при застосуванні деяких найбільш поширених охолоджуючих середовищ, наведені втабл. 2.
Вимірювання швидкості охолодження призводить до усунення температури перетворення аустеніту.
Чим більша швидкість охолодження, тим нижча температура розпаду аустеніту.