Практическое занятие  № 2

Тема: Термическая обработка углеродистых сталей: отжиг, нормализация, закалка

Цель  работы

1. Изучить  влияние  температуры нагрева и скорости охлаждения на превращение аустенита углеродистой стали.

2. Ознакомиться с основными видами и технологией термической обработки стали.

Задание

1. Провести отжиг, нормализацию  и закалку образцов из углеродистых сталей.

2. Измерить стандартными  методами твердость термообработанных стальных образцов.

3. Изучить влияние скорости охлаждения на структуру и твердость углеродистых сталей.

4. Изучить влияние содержания углерода на структуру и твердость углеродистых сталей при указанных видах термообработки.

Основные  сведения

Термическая  обработка стали представляет собой совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения, проводимых с целью  изменения структуры стали для улучшения технологических свойств заготовок ( прокат, поковки, отливки ) и  обеспечения необходимых  эксплуатационных свойств материала в готовых изделиях.

Формирование структуры стали в основном связано с распадом аустенита при его охлаждении с различными скоростями.

Устойчивое состояние аустенита  в сталях имеет место при температурах  выше А3 (линия GSЕ , рис. 1 из лабораторной работы № 6 )

ниже 7270 С . С возрастанием скорости охлаждения ( V3  >  V2 >   V1 )   снижается температура распада аустенита, что приводит к измельчению пластинок феррито-цементитной смеси.

В результате образуются структуры перлита, сорбита  и троостита, отличающиеся размерами ферритных  и цементитных  образований  (степенью дисперсности ) и, следовательно, разными механическими свойствами.

Крупнопластинчатая ферритно-цементитная смесь у перлита обеспечивает наиболее высокие значения ударной вязкости, относительного удлинения и относительного сужения по сравнению с сорбитом и трооститом, а твердость, предел прочности и предел текучести - самые низкие.

Дисперсная мелкозернистая структура троостита  обеспечивает более высокие показатели твердости и прочностных свойств; сорбит по показателям тех же  механических свойств занимает промежуточное положение между перлитом и трооститом.

При дальнейшем росте скорости охлаждения ( V4 ) только часть  аустенита  может перейти в феррито-цементитную смесь ( троостит ); а оставшийся аустенит претерпевает бездиффузионное превращение  в  пересыщенный твердый раствор углерода в  Fea , который называется  мартенситом.  (см.  рис в литературе 5а)