Рыбинская государственная авиационная технологическая академия
имени П. А. Соловьева
Кафедра «Материаловедение, литье и сварка»
Методические указания к лабораторной работе
«Оценка качества термической и химико-термической обработки по стандартным шкалам микроструктур»
Для дисциплины
«Материаловедение»
специальности 151001 «Технология машиностроения»
направления 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»
Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры МЛС
Протокол № 8 от 25.05.2010 г.
Разработал:
к. т. н., ассистент Воздвиженский И. Н.
Рыбинск, 2010
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ТЕРМИЧЕСКОЙ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПО СТАНДАРТНЫМ ШКАЛАМ МИКРОСТРУКТУР
Цель работы. Цель работы заключается в получении и отработке навыков работы с эталонными балльными шкалами микроструктур на примере шкал микроструктур сталей, подвергнутых различным видам термической и химико-термической обработки (ХТО).
1. Оценка качества химико-термической обработки
1.1. Оценка содержания остаточного аустенита
Для контроля содержания остаточного аустенита и карбидов используют метод рентгеноструктурного фазового анализа, химический карбидный анализ, метод ядерного гамма-резонанса. Однако, из-за недостаточной экспрессности (оперативности выполнения) этих анализов и сложности используемой аппаратуры, в цеховых условиях основным методом контроля является металлографический метод с использованием оптического микроскопа. Сущность метода заключается в сопоставлении структуры исследуемого образца со структурой эталонной шкалы (рис. 1). Этот метод позволяет установить количество остаточного аустенита с точностью до 30 % относительных или до 10 % абсолютных значений. В подавляющем большинстве случаев детали со структурой, соответствующей баллам 1-3, оценивают как годные, а детали со структурой, соответствующей баллам 6-7, подвергают обязательной дополнительной термической обработке для уменьшения количества остаточного аустенита. Это может быть обработка холодом с последующим низким отпуском или повторной закалкой.
Разработаны шкалы для оценки мартенсита и структурно‑свободного феррита, мартенсита и остаточного аустенита (рис. 1) в структуре закаленных сталей. На рис. 2 приведены варианты качественной микроструктуры сердцевины цементуемых сталей после закалки.
Рис. 1. Шкала для оценки количества остаточного аустенита в цементованном слое, 400: а – балл 1А (AОСТ= 15 %); 2 – балл 2А (AОСТ= 20‑25 %); в – балл 3А (AОСТ= 30‑35 %); г – балл 4А (AОСТ= 40‑45 %); д – балл 5А (AОСТ= 50‑55 %); е – балл 6А (AОСТ= 60‑65 %); ж – балл 7А (AОСТ= 70‑75 %)
|
|
а) Мартенсит и структурно‑свободный феррит в цементуемой стали 16ХГТА, 100
|
|
|
б) Мартенсит и структурно-свободный феррит в цементуемой стали 12Х2Н4А, 250
|
|
|
в) Мартенсит и остаточный аустенит в стали 18ХГ2М4А, 450
|
|
Рис. 2. Микроструктура сердцевины деталей из цементуемых сталей после закалки на мартенсит: а, б – мартенсит и структурно-свободный феррит; в – мартенсит и остаточный аустенит | |
