9.2 Материалы и принадлежности
-
Стандартные образцы двух марок стали 40 и 40Х.
-
Печь лабораторная.
-
Установка для торцевой закалки.
-
Твердомер ТК с алмазным наконечником.
-
Напильник.
9.3 Порядок выполнения работы
9.3.1 Получить образцы и ознакомиться с исходными данными: химическим составом, структурной группой, критическими точками, размерами и формой образцов.
9.3.2 Загрузить образцы в печь, нагретую на 50 оС выше точки АС3. Выдержать в печи около 30 минут (из расчета 1 мин на 1 мм минимального сечения образца).
9.3.3 Включить воду в установке для торцевой закалки.
9.3.4 Перенести нагретый образец из печи в установку для торцевой закалки. Образец охлаждать 10 – 15 мин. Затем так же обработать второй образец. Охлажденный образец зачистить напильником (сделать плоскую площадку для замера твердости).
9.3.5 Измерить твердость НRС по образующей образца через каждые 2 мм.
9.3.6 Построить график зависимости твердости от расстояния от торца для данных марок стали (две кривые на одном графике). По графику (рисунок 9.2) определить твердость полумартенситной струк-туры HRС.
9.3.7 Зная значение полумартенситной твердости, на экспериментальных кривых определить характеристическое расстояние lx для обеих марок стали.
9.3.8 Исходя из химического состава стали, объяснить разницу в прокаливаемости.
9.4 Оформление отчета
9.4.1 Исходные данные:
Материал:
-
сталь 40;
-
сталь 40Х.
Химический состав: …
Критические точки АС1 = …
АС3 = …
9.4.2 Параметры процесса закалки
Параметры процесса закалки занести в таблицу 9.1.
Таблица 9.1 – Параметры процесса закалки
|
№ обр. |
Исходное состояние |
НВ |
Температура нагрева под закалку |
Охлаждающая среда |
|
1 |
После отжига
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
9.4.3 Результаты исследований
9.4.3.1 Изобразить микроструктуру исходного образца и после закалки.
Микроструктура
исходного образца
Микроструктура
после закалки
9.4.3.2 Значения твердости образцов после торцевой закалки занести в таблицу 9.2.
Таблица 9.2 – Твердость образцов после торцевой закалки
|
Марка стали |
Твердость |
Расстояние от торца, мм |
|||||||||
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
||
|
Углеродистая сталь |
HRС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легированная сталь |
HRСЭ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.4.3.3 Построить график изменения твердости по длине образца (рисунок 9.4).
Рисунок 9.4 – График изменения твердости по длине образца
9.4.3.4 Расстояние от торца до слоя с полумартенситной структурой lx:
для углеродистой стали – … мм;
для легированной стали – … мм;
Характеристическое расстояние – … мм.
По характеристическому расстоянию с помощью номограмм (приложение В) можно определить критические диаметры для деталей различной формы и размеров, охлаждаемых при закалке погружением в разные среды.
Номограммой пользуются следующим образом. Пусть, по данным торцевой пробы, характеристическое расстояние – 6 мм. Требуется определить Dкр при охлаждении в воде и масле шара и цилиндра. На шкале "Расстояние от закаливаемого торца до зоны М+Т" находят деление 6 и опускают перпендикуляр до пересечения с линией "идеальное охлаждение" (точка а). Из этой точки проводится горизонтальная линия влево до пересечения с линиями "вода" (точка b), "масло" (точка с). От этих точек опускают перпендикуляр на шкалы "шар" и "цилиндр", и читается ответ: для шара Dк = 40 мм, для цилиндра – 27 (в воде), а в масле: для шара – 25 мм, цилиндра – 17 мм.