7.2 Материалы и принадлежности
-
Образцы углеродистой стали в отожженном состоянии - 4 шт. (марки 40, 45 или У12, У13).
-
Лабораторные печи (680, 740, 820, 920 °С).
-
Приспособления для загрузки (выгрузки) образцов в печь.
-
Закалочный бак с холодной водой.
-
Наждак.
-
Твердомер ТК с шариком и алмазным наконечником.
-
Микроскопы
200...300. -
Коллекция микрошлифов (пять образцов).
7.3 Порядок выполнения работы
7.3.1 Получить образцы для работы и ознакомиться с маркой стали, химическим составом, критическими точками (приложение А). Измерить и записать размеры образцов и их твердость на приборе Роквелла по шкале B (HRB). Посмотреть и зарисовать микроструктуру исходного образца (отожженного).
7.3.2 Подсчитать время нагрева (н) и время выдержки (в) образцов в печи. Время нагрева подсчитывается из расчёта одна минута на 1 мм минимального сечения образца, а время выдержки в = 0,5н. Общее время нахождения образца в печи = н + в.
Загрузить образцы (по одному) в печь с температурой 680, 740, 820, 920 °С, выдержать минут, а затем быстро перенести в бак с холодной водой. Охладить в воде в течение 10…12 с, всё время перемещая образец, чтобы сбить паровую рубашку.
Закалённые образцы зачистить на наждаке до металлического блеска.
7.3.3 Измерить твёрдость закалённых образцов на приборе Роквелла. Образец, закалённый с 680 °С, – по шкале B (HRB), остальные – по шкале C (HRC). На каждом образце сделать по два накола, а среднее значение перевести в твёрдость по Бринеллю (HB).
Получить коллекцию микрошлифов термически обработанных образцов, изучить их структуру, зарисовать в кругах диаметром 35 – 40 мм или квадратах со стороною 30 – 35 мм (отдельные структурные составляющие указываются стрелками, а справа от микроструктуры дается описание видимого в микроскоп изображения).
7.4 Оформление отчета
7.4.1 Исходное состояние образцов
Марка стали …
Химический состав …
Критические точки АС1 = …
АС3 = …
Структурная группа…
Форма и размеры образцов …
Исходное состояние – отожженное.
Микроструктура
(
240)
в исходном состоянии:
Образец № 1
|
|
Зарисовать, указать структурные составляющие. |
Твёрдость в отожжённом состоянии:
…HRB, что соответствует твёрдости
…HB (по Бринеллю).
7.4.2 Термическая обработка (закалка) образцов
Время нагрева: н.
Время выдержки: в = 0,5н.
Общее время: = н + в.
Температура нагрева:
образец № 2 – 680 °С;
образец № 3 – 740 °С;
образец № 4 – 820 °С;
образец № 5 – 920 °С.
Охлаждающая среда – вода.
7.4.3 Результаты эксперимента
7.4.3.1 Значения твердости образцов после закалки занести в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 – Твёрдость после закалки
|
№ обр. |
Тн, °С |
Твёрдость |
Микро-структура |
||||
|
по Роквеллу |
по Бринеллю HB |
||||||
|
|
1 |
2 |
ср. |
||||
|
2 3 4 5 |
680 740 820 920 |
HRB HRC HRC HRC |
|
|
|
|
|
7.4.3.2 Построить графики термообработки, зарисовать микроструктуру закаленных образцов (рисунок 7.2).
|
Образец № 2: ТН = 680 °С |
Образец № 3: ТН = 740 °С |
|
|
|
|
|
|
|
Образец № 4: ТН = 820 °С |
Образец № 5: ТН = 920 °С |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 7.2 – Графики термообработки
и микроструктуры закаленных образцов
7.4.3.3 Анализ полученных результатов.
Для каждого образца указать, какие превращения протекают при нагреве, что даёт охлаждение, какая структура с какой твердостью получилась и, с этой точки зрения, получилась или нет закалка.
7.4.3.4 Выводы.
Сделать выводы, как выбрать температуру нагрева для закалки стали заданной группы.
Тн = …