Отпуск.

Отпуск является окончательной операцией термической обработки; цель – уменьшение закалочных напряжений и получение заданных механических свойств стали (твердости, прочности, пластичности). Сталь нагревают до температуры ниже Ас₁, выдерживают при заданной температуре, а затем охлаждают с определенной скоростью (обычно на воздухе). В зависимости от температуры нагрева закаленной стали, отпуск бывает низкий, средний и высокий.

Низкий отпуск проводят при нагреве до 200-250⁰С с целью получения мартенсита отпуска и снятия части внутренних напряжений при сохранении твердости. НВ 580-630 с некоторым повышением прочности и вязкости. Низкому отпуску подвергают большинство деталей, мерительный и режущий инструменты (рис.4.5).

Рис.4.5 Микроструктура мартенсита отпуска при 120^оС х1500

Средний отпуск проводят при нагреве до 350-500⁰С с целью получения троостита отпуска и получения высокого предела упругости и некоторого повышения вязкости. Средний отпуск применяют при получении полуфабрикатов для изготовления пружин, рессор, кузнечных штампов. Троостит отпуска имеет зернистое строение с более высокими значениями механических характеристик, чем пластинчатый (рис. 4.6).

Рис. 4.6 Микроструктура троостита отпуска при 370^оС х1500

Высокий отпуск проводят при нагреве до 500-600⁰С с целью получения сорбита отпуска и получения лучшего соотношения между прочностными и пластическими свойствами. Его используют для многих деталей (осей автомобилей, шатунов двигателей и т.д.). Сорбит отпуска имеет зернистое строение с более высокими значениями механических характеристик, чем пластинчатое (рис.4.7).

Рис.4.7 Микроструктура сорбита отпуска при 600^оС х1500

Экспериментальная часть:

1.Измеряют исходную твердость 15 образцов углеродистой стали.

2.Образцы помещают в печь, нагретую до температуры закалки, для стали данной марки и выдерживают в печи требуемое время.

3. Затем часть образцов охлаждают в воде, часть в масле при энергичном непрерывном движении их в охлаждающейся жидкости, часть оставляют охлаждаться на воздухе.

4.Три образца после закалки помещают в печи с температурой 200,400,600⁰С для проведения отпуска, затем охлаждают на воздухе.

5.После закалки и отпуска твердость измеряют на приборе Роквелла (шкала С) алмазным конусом при нагрузке 150 кг (1500Н), и эти значения переводят в НВ (до измерения оба торца зачистить на шлифовальной шкурке для снятия окалины). Полученные результаты записывают в графы 6,7 таблицы.

6.По полученным данным нужно построить графики зависимостей НВ = f(Т_нагр.); НВ=f(V_охл.); НВ=f(Т_отп.) и сделать выводы о влиянии различных режимов термической обработки на механические свойства.

7.Просмотреть, охарактеризовать и схематично зарисовать в тетради микроструктуру шлифов, предложенных образцов стали. Под каждым рисунком указать марку стали, структуру, твердость, режим термической обработки. Дать определение закалки и отпуска.

Приложение 1.

Выводы по работе.

Сделать выводы по каждому построенному графику зависимости.

Вопросы для самопроверки.

1.В каком случае образуется структура видманштет?

2.Как строится диаграмма изотермического превращения аустенита?

3.Какая структура имеет большую плотность: аустенитная или мартенситная и почему?

4.Как влияет температура нагрева, на структуру и свойства стали?

5.Что такое отпускная хрупкость?

6.В чем сущность процесса старения?

7.Параметры, характеризующие термическую обработку?

8.Назначение предварительной и окончательной термических обработок.

9.Чем отличается, чугун от стали?

10.Как изменяются, механические свойства стали после отжига, нормализации, закалки и отпуска?

11.Какие требования предъявляются к закалочным средам?

12.Какие стали, подвергаются закалке?

13.Какой вид брака, при закалке наблюдается наиболее часто и на каком этапе технологического процесса?

14.Какова основная цель проведения отпуска?

15.Для каких сталей отжиг можно заменить более дешевой обработкой - нормализацией?

16.В чем заключается, поверхностная закалка стали и как она проводится?

17.Какие напряжения при термообработке приводят к деформации образца?

Вопросы СРС.

1. Фазовые превращения в сплавах железа.

2. Диаграмма изотермического распада аустенита.

Литература.

1. Гуляев А.П. Металловедение. М.:Металлургия, 1977, - 647с.

2. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. М.: Металлургия, 1989, - 384с.

3. Солнцев Ю.П. Металловедение и технология металлов. М.:Металлур­гия, 1988, -512с.

4. Арзамасов Б.Н. Материаловедение. М.:Металлургия, 1986, - 540 с.

5. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1983, - 407с.

6. Лахтин Ю.М., Леонтьева Е.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990, - 528с.

Лабораторная работа №2

Тема: ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЮРАЛЮМИНА Д16.

Цель работы: Изучить особенности термической обработки цветных металлов и сплавов.