Основные виды термической обработки стали и их назначение

Содержание работы

Задание для самостоятельной работы студентов

1. Вычертить диаграмму «Fe−Fe₃C» с указанием температур превращений и концентраций углерода для характерных точек, фаз и структурных составляющих в различных областях диаграммы.

2. По фотографии, согласно полученному варианту, определите тип сплава, структурный и фазовый состав, пределы содержания углерода.

3. Нанесите на диаграмму состояния «Fe−Fe₃C» ординату, соответствующую составу сплава (примерно).

Вариант 1		Вариант 2
Вариант 3		Вариант 4
Вариант 5   5 Вариант 1		Вариант 6   6 Вариант 1
Вариант 7		Вариант 8

4.5. Лабораторная работа № 5
Термическая обработка стали

Цель работы: ознакомиться с практикой выполнения отжига, нормализации, закалки и отпуска на примере конструкционной стати 40Х (0,4 % углерода, 1 % хрома). Изучить влияние режимов термической обработки на твёрдость стали.

Свойства стали зависят от химического состава и структуры. Термической обработкой, изменяя структуру, можно получить требуемые свойства конкретной детали. Различают основные виды термической обработки стали: отжиг, нормализацию и закалку.

Любая обработка стали состоит из нагрева, выдержки при температуре нагрева и охлаждения. Нагрев и выдержка необходимы для превращения исходной структуры в однородный аустенит. Охлаждение с различной скоростью от аустенитного состояния приводит к образованию различных структур и определяет получение требуемых свойств стали.

Отжиг – нагрев стали выше линии А₃ (рис. 4.5.1) доэвтектоидной или А₁ заэвтектоидной на 30–50 °С, выдержка при этой температуре и последующее охлаждение вместе с печью. Весьма медленное охлаждение приводит сталь в равновесное со­стояние, снижает её твёрдость. Выполняется для исправления структуры или улучшения обрабатываемости резанием конструкционных и инструментальных сталей.

Нормализация – нагрев стали выше линии А₃ (доэвтектоидной) или А_ст (заэвтектоидной) на 30–50 °С, выдержка при этой температуре и последующее охлаждение – на спокойном воздухе. Более ускоренное охлаждение при нормализации несколько повышает прочность и твёрдость стали. Выполняется для исправления структуры или придания большей прочности и повышенной вязкости конструкционным и инструментальным сталям.

Закалка – нагрев стали выше линии А₃ (доэвтектоидной) или А₁ (заэвтектоидной) на 30–50 °С, выдержка при этой температуре и последующее ускоренное охлаждение – в воде, масле или другом охладителе. Максимально повышается твёрдость и прочность конструкционных и инструментальных сталей.

Отпуск стали – это нагрев стали до температуры ниже линии А₁ (рис. 4.5.1б), вы­держка при этой температуре и последующее охлаждение на спокойном воздухе до комнатной температуры.