![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Термическая обработка ⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 8
Термической обработкой называют процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении [5, с. 5]. Закалка - термическая операция, состоящая в нагреве выше температуры превращения с последующим достаточно быстрым охлаждением для получения структурно неустойчивого состояния сплава [3, с. 227]. Температура нагрева и время выдержки должны быть такими, чтобы произошли необходимые структурные изменения [5, с. 171]. Скорость охлаждения должна быть достаточно велика, чтобы при понижении температуры не успели пройти обратные фазовые превращения [5, с. 171]. Отпуск - термическая операция, состоящая в нагреве закалённого сплава ниже температуры превращения для получения более устойчивого структурного состояния сплава [3, с. 227]. Материалом для нашего изделия была выбрана конструкционная углеродистая качественная сталь 50. С помощью диаграммы состояния железо-карбид железа (рис.13) и графика зависимости твердости от температуры отпуска назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) изделий из стали 50, которые должны иметь твердость 230…250 НВ. Опишите микроструктуру и свойства стали 50 после термической обработки. Критические точки для Ст50: АС1=725º С, АС3=760º С. При нагреве до 700º С в стали 50 не происходят аллотропические превращения, и мы имеем ту же структуру – перлит + феррит, быстро охлаждая (т.к. закалка), имеем также после охлаждения перлит + феррит с теми же механическими свойствами (примерно), что и в исходном состоянии до нагрева под закалку. Если доэвтектоидную сталь нагреть выше Ас1, но ниже Ас3, то в ее структуре после закалки наряду с мартенситом будут участки феррита. Присутствие феррита как мягкой составляющей снижает твердость сталипосле закалки. Такая закалка называется неполной. Она обеспечивает хорошие механические свойства иштампуемость. При температуре нагрева структура – аустенит + феррит. При охлаждении со скоростью выше критической происходит мартенситное превращение: γ Оптимальный режим нагрева под закалку для доэвтектоидных сталей (%С< 0, 8%) составляет АС3+(30÷ 50º), т.е. для Ст50 – 800-820º С. При этом после закалки имеем мелкое зерно, обеспечивающее наилучшие механические свойства, стали 50. Нагрев и выдержка стали 50 выше температуры 820º С перед закалкой приводит к росту зерна и ухудшению механических свойств стали после термической обработки. Крупнозернистая структура вызывает повышенную хрупкость стали. Для обеспечения скорости охлаждения выше критической в качестве среды охлаждения выбираем воду. Структура стали 50 при температуре нагрева под закалку – аустенит, после охлаждения со скоростью выше критической – мартенсит. Отпуском называется, нагрев стали до температуры ниже Ас1, выдержка при заданной температуре и последующее охлаждение с заданной скорость (обычно на воздухе). Отпуск является конечной операцией термической обработки, проводится после закалки для уменьшения внутренних напряжений и полученияболее равновесной структуры. Напряжения в закаленных изделиях снимаются тем полнее, чем выше температура отпуска. Для получения твердости 230…250 НВ при диаметре заготовки 20 мм отпуск стали 50 необходимо проводить при температуре 500º С. Среда охлаждения – вода. При высокотемпературном отпуске образуется структура, которая называется сорбит отпуска. Сорбит отпуска состоит из ферритной основы, пронизанной частицами цементита. Свойства стали 50 после термической обработки: σ т=680-780 МПа, σ в=870-970 МПа, δ =13-11%, ψ =61-57%, ан=120-80, НВ=230-250.
а) б) Рис.13 а – диаграмма железо-цементит,
Заключение
Целью нашей работы был подобрать материал для изготовления прокатного валка первой черновой группы клетей так, чтобы он удовлетворял ряду требований: 1. Срок службы максимальный, деталь должна выдерживать заданную условиями работы нагрузки. 2. Себестоимость минимальная 3. Качестве максимальное 4. Технология изготовления оптимальная (простота технологического процесса, качество детали и его цена). Нами была выбрана сталь 50, мы провели её термическую обработку, чтобы она полностью удовлетворяла нашим требованиям. При выполнении курсовой работы мы закрепили, обобщили и научились применять на практике полученные нами в курсе «Материаловедение» теоретические знания.
Список литературы
1. Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение (металлообработка): Учебник для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 240 с. 2. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. - М.: Металлургия, 1983, 348 с. 3. Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1977. 648 с. 4. Дальский А.М., Арутюнова И.А., Барсукова и др.; Под общ. ред. Дальского А.М. Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 448 с., ил. 5. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. Учебник. Изд. 3-е, испр. и доп. - М.: Металлургия, 1978. 392 с. 6. Гелин Ф.Д. Металлические материалы: справ. - Мн.: Высш. шк., 1987. - 368 с. 7. Журавлёв В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 480 с.: ил. 8. Щербаков Н.Н. Оборудование школьных мастерских средствами малой механизации: Пособие для учителя (Из опыта работы). - М.: Просвещение, 1983. - 127 с., ил.
|