Контрольная работа по «Материаловедение и ТКМ»

Рис 6.  Диаграмма железо карбид железа

Закалка — термическая  обработка — заключается в  нагреве стали до температуры  выше критической или температуры растворения избыточных фаз, в выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка не является окончательной операцией термической обработки, чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки обязательно подвергают отпуску.

Сталь 45 является доэвтектоидной конструкционного назначения с содержанием углерода 0,45 %.

Доэвтектоидные стали  нагревают до температуры на 30- 50 °С выше точки Ас₃.

Закалка доэвтектоидных сталей из межкритического интервала температур не применяется, так как механические свойства оказываются ниже, чем после закалки от температур выше точки А₃. Поэтому для стали 45 с целью получения заданной твердости НВ 250 применяем полную закалку с нагревом до температуры 840-860 С.

Продолжительность нагрева должна обеспечить прогрев изделия по сечению и завершение фазовых превращений, но не должна быть слишком большой, чтобы не вызвать роста зерна и обезуглероживания поверхностных слоев стали.

Наиболее желательна высокая скорость охлаждения (выше критической скорости закалки) в интервале температур А₁ — М_н для подавления распада переохлажденного аустенита а области перлитного и промежуточного превращений и замедленное охлаждение в интервале температур мартенситного превращения Мн—Мк. Высокая скорость охлаждення в мартенситом интервале температур нежелательна, так как ведет к увеличению уровня остаточных напряжений и даже к образованию трещин. В то же время слишком медленное охлаждение в интервале температур Мн—Мк может привести к частичному отпуску мартенсита и увеличению количества остаточного аустенита вследствие его стабилизации, что снижает твердость стали.

Отпуск заключается в нагреве закаленной стала до температур ниже АС₁ выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь получает требуемые механические свойства.

Основное влияние на свойства стали  оказывает температура отпуска.

Улучшению (закалка с высоким  отпуском) подвергают среднеуглеродистые (03—0,5 % С) конструкционные стали, к которым предъявляются высокие требования по пределу выносливости и ударной вязкости.

Высокотемпературный (высокий) отпуск проводят при 500 - 680 °С. Структура стали после высокого отпуска — сорбит отпуска. Высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали.

Поэтому для получения  заданной твердости НВ 250 стали рекомендуется  проводить высокий отпуск при  температуре 600 °С.

Закалка с высоким отпуском (по сравнению с нормализацией ли отжигом) повышает временное сопротивление, предел текучести, относительное сужение и особенно ударную вязкость. Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением.

Список использованной литературы:

1) Материаловедение. под ред. Бондаренко Г.Г. - М.: Высшая школа, 2007 г. – 360 с.

1) Материаловедение и технология конструкционных материалов, под ред. В.Б. Арзамасов. - М.: МГТУ им. Баумана. 2008. – 648 с

3) Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для вузов / Колесов С. Н., Колесов И. С. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2007. - 534 с.