- •Утверждаю Проректор по учебной работе,
- •Микроструктура термически обработанных углеродистых сталей (в неравновесном состоянии)
- •Специальностей: фмсх, фэасх, фмпсхп. Торм
- •Структурные состовляющие термически обработаной стали.
- •2. Нормальный отжиг стали (шлиф №1).
- •4.Нормальная закалка (шлиф № 3)
- •5. Перегрев стали при закалке (шлиф № 4)
- •6.Закалка в масле (шлиф № 5)
- •7.Неполная закалка (шлиф № 6)
- •8. Мартенсит отпуска (шлиф № 7)
- •9.Тростит отпуска (шлиф № 8)
- •10. Сорбит отпуска (Шлиф №9)
- •11. Контрольные вопросы
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
АКАДЕМИЯ»
Кафедра «Материаловедение и технология конструкционных материалов»
Утверждаю Проректор по учебной работе,
профессор П.Б. Акмаров
«___»_______________2009 г.
Лабораторная работа
Микроструктура термически обработанных углеродистых сталей (в неравновесном состоянии)
Методическое пособие для студентов подготовки агроинженеров и бакалавров
Специальностей: фмсх, фэасх, фмпсхп. Торм
311300, 311400, 311500, 311900
Ижевск 2004 г
УДК 620.22
ББК 30.3
Методическое пособие составлено на основе Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного 05.04.2000 г.
Рассмотрено и рекомендовано к изданию кафедрой МТКМ, протокол № от 2004 г. рекомендовано к изданию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА», протокол № от 2009 г.
Рецензент:
Кандидат технических наук, доцент кафедры РМТКМ
Широбоков В.И.
Составитель
кандидат технических наук, старший научный сотрудник,
доцент кафедры РМТКМ
Дронзиков В.А.
Микроструктура термически обработанных углеродистых сталей (в неравновесном состоянии). Лабораторная работа./Сост.: Г35 В.А.Дронзиков. Ижевск: РИО ИжГСХА, 2009 г. – стр.
В пособии приведена краткая теория формирования микроструктуры углеродистых сталей после различных видов термообработки, методика выполнения и представления результатов работы студентами, контрольные вопросы и фотографии, схемы изображения типичных качественных и дефектных структур сталей, способы устранения дефектов.
УДК 620.22
ББК 30.3
©Р ИО ИжГСХА, 2009 г.
©Дронзиков В.А. сост., 2009 г.
ВВЕДЕНИЕ. В работе рассматриваются микроструктуры углеродистых сталей в неравновесном состоянии (после закалки и закалки с отпуском). Структуры равновесного состояния приводятся в начале лишь для сравнительной качественной оценки исходного металла перед термообработкой.
Структурные состовляющие термически обработаной стали.
АУСТЕНИТ – твердый раствор углерода в гамма-железе (Feγ). В закаленной стали всегда остается какое-либо количество не распавшегося аустенита, причем, чем больше углерода в стали, тем больше количество не распавшегося аустенита. Такой аустенит носит название остаточного аустенита. По своей природе он ни чем не отличается от обычного аустенита, т.е. представляет собой твердый раствор углерода в железе и под микроскопом виден в виде светлых зерен.
МАРТЕНСИТ – пересыщенный твердый раствор углерода в Feα (альфа-железе). Различают мартенсит тетрагональный и отпущенный.
Тетрагональный мартенсит («мартенсит закалки») получается непосредственно после закалки углеродистой стали с содержанием углерода 0,35% и более и имеет тетрагональную решетку. Тетрагональность решетки обусловлена наличием в решетке мартенсита межузельных включений неустойчивых карбидов железа, имеющих бόльший объем, чем устойчивый цементит. Под микроскопом тетрагональный мартенсит виден в виде светлых игл на темном фоне (Рис.3). В таком мартенсите образуются, из-за искажений решетки, высокие внутренние напряжения, которые, если их не снять в течение определенного времени, могут привести к образованию микротрещин, саморазрушению или разрушению нагрузкой при эксплуатации металла, вплоть до опасного разлета осколков.
«Отпущенный мартенсит» образуется в процессе низкого отпуска закаленной стали, при температуре 150 – 2500. В отпущенном мартенсите из углеродных включений образуются высокодисперсные частицы цементита, их объем снижается, резко уменьшаются внутренние напряжения и решетка становится почти кубической – темные иглы на светлом фоне (Рис.6).
ТРООСТИТ – механическая смесь тонкодисперсных частиц цементита и феррита практически не различимых при обычном увеличении. При закалке со скоростью ниже критической троостит является продуктом прямого распада аустенита на механическую смесь, а при среднем отпуске – продуктом распада мартенсита закалки. В первом случае он имеет название троостит закалки, во втором – троостит отпуска. Структура троостита закалки – пластинчатая, а троостита отпуска – зернистая (Рис.7). Твердость троостита 300-400 НВ.
СОРБИТ – механическая смесь феррита и цементита, но более грубого строения, чем в троостите. Цементит в сорбите хорошо виден в микроскоп. Различают сорбит закалки и сорбит отпуска. Структура сорбита закалки пластинчатая, а сорбита отпуска – зернистая (Рис.8), твердость сорбита по Бринеллю 150-300 НВ.
Троостит и сорбит в отличие от равновесного перлита не имеют постоянного химического состава.
Рассмотрим изменение структуры доэвтектоидной стали с 0,45% С в зависимости от температуры нагрева и скорости охлаждения.