Испытание металлов на растяжение

    Затем проводят отжиг стали при температуре 860…900^oС. Структура отожженной быстрорежущей стали – мелкозернистый (сорбитообразный) перлит и карбиды, мелкие эвтектоидные и более крупные первичные. Количество карбидов около 25 %. Сталь с такой структурой хорошо обрабатывается резанием. Подавляющее количество легирующих элементов находятся в карбидной фазе. Для получения оптимальных свойств стали в готовом инструменте необходимо при термической обработке обеспечить максимальное насыщение мартенсита легирующими элементами. При закалке быстрорежущие стали требуют нагрева до очень высоких температур, около 1280^oС. Нагрев осуществляют в хорошо раскисленных соляных ваннах BaCl_2/, что улучшает равномерность прогрева и снижает возможность обезуглероживания поверхности. Для снижения термических фазовых напряжений нагрев осуществляют ступенчато: замедляют нагрев при температурах 600…650^oС и при 850…900^oС. График режима термической обработки быстрорежущей стали представлен на рис.1. 

    

    Рис.1. График режима термической  обработки быстрорежущей  стали 

    Охлаждение  от закалочной температуры производится в масле. Структура стали после закалки состоит из легированного, очень тонкодисперсного мартенсита, значительного количества (30…40 %) остаточного аустенита и карбидов вольфрама. Твердость составляет 60…62 HRC. Наличие аустенита остаточного в структуре закаленной стали ухудшает режущие свойства.

    Для максимального удаления аустенита  остаточного проводят трехкратный  отпуск при температуре 560^oС. При нагреве под отпуск выше 400^oС наблюдается увеличение твердости. Это объясняется тем, что из легированного остаточного аустенита выделяются легированные карбиды. Аустенит при охлаждении от температуры отпуска превращается в мартенсит отпуска, что вызывает прирост твердости. Увеличению твердости содействуют и выделившиеся при температуре отпуска мелкодисперсные карбиды легирующих элементов. Максимальная твердость достигается при температуре отпуска 560^oС.

    После однократного отпуска количество аустенита  остаточного снижается до 10%. Чтобы  уменьшить его количество до минимума, необходим трехкратный отпуск.

    Твердость стали после отпуска составляет 64…65 HRC. Структура стали после термообработки состоит из мартенсита отпуска и карбидов.

    При термической обработке быстрорежущих  сталей применяют обработку холодом. После закалки сталь охлаждают  до температуры — 80 … — 100^oС, после этого проводят однократный отпуск при температуре 560^oС для снятия напряжений.

    Иногда  для повышения износостойкости  быстрорежущих сталей применяют  низкотемпературное цианирование.

    Основными видами режущих инструментов из быстрорежущей стали являются резцы, сверла, долбяки, протяжки, метчики машинные, ножи для резки бумаги. Часто из быстрорежущей стали изготавливают только рабочую часть инструмента.   
 

    Стали для измерительных  инструментов

    Основными требованиями, предъявляемыми к сталям, из которых изготавливаются измерительные инструменты, являются высокая твердость и износоустойчивость, стабильность в размерах в течение длительного времени. Последнее требование обеспечивается минимальным температурным коэффициентом линейного расширения и сведением к минимуму структурных превращений во времени.

    Для изготовления измерительных инструментов применяются:

• высокоуглеродистые инструментальные стали, легированные и углеродистые (стали У12, Х, Х9, ХГ), после закалки и стабилизирующего низкотемпературного (120…170 ^oС) отпуска в течение 10…30 ч. До отпуска желательно провести обработку холодом. Получают твердость 62…67 HRC;
• малоуглеродистые стали (сталь 15, 20) после цементации и закалки с низким отпуском;
• нитралои (сталь 38ХМЮА) после азотирования на высокую твердость.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание 18

    Ст 3 – сталь конструкционная обыкновенного качества марки № 3.

    ШХ 20ГС – шарикоподшипниковая сталь хрома 2%, марганца и кремния до 1,5%.

    Д 16 – деформируемый алюминиевый сплав марки №16

    Задание 37

    30 ХМ – легированная конструкционная сталь среднее содержание углерода 0,3%, хрома и молибдена до 1,5%.

    КЧ 60-3 – ковкий чугун временное сопротивление 60 кгс/мм², относительное удлинение 3 %.

    АЛ 32 – литейный алюминиевый сплав марки №32.

    Задание 54

    18 ХГТ – легированная конструкционная сталь среднее содержание углерода 0,18%, хрома и марганца 08,-1,2%, а титана 0,03-0,09% (хромомарганцевая сталь).

    КЧ 30-6 – ферритный ковкий чугун временное сопротивление 30 кгс/мм², относительное удлинение 6%.

    БрАМП 10-2 – бронза алюминия 10%, марганца 2%, цинка 1%.

 

     4. Задача (б).

Определить  фазовый состав превращения  в сплаве с 20% компонента

при температуре 1100˚ С.

Решение 
 

    Рассмотрим  превращение в сплаве с 20% компонента в. Кристаллизация начинается при температуре соответствующей точке Д лежащей на линии Ликвидус CED, начинаются выделятся кристаллы а твердого раствора, кристаллизация заканчивается при температуре соответствующей точке е лежащей на линии солидуса CFEKD. Далее происходит охлаждение а -твердого раствора до температуры точки / лежащей на линии придельной растворимости FM из а - твердого раствора начнет выделяться избыточный компонент В. В результате получаем а + (а + р). Дальнейшее охлаждение не сопровождается фазовыми превращениями.

 

 

 

 

5. Список используемой литературы. 

1. Богодухов С.И.   Курс материаловедения в вопросах и ответах : учеб. пособие для вузов.  / Гребенюк В.Ф., Синюхин В.С. -  М.:  Машиностpоение,  2005

2. Адаскин А.М.   Материаловедение (металлообработка): учеб. для проф. образования.  / Зуев В.М. -  М.:  Академия,  2004

3. Ульянина И.Ю.   Материаловедение в схемах и конспектах. Учебное пособие. ч.1.  МГИУ,  2003 -  113c.

4. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 528 с.: ил.