Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Топ:
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2022-02-10 | 24 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Цель работы
1.1. Изучить механизм и характер формирования микроструктуры при различных методах термообработки.
1.2. Изучить микроструктуры термически обработанных сталей с различным содержанием углерода.
Задание
2.1. Просмотреть и зарисовать структуру микрошлифов термообработанных сталей, видимую в микроскопе.
2.2. Охарактеризовать структуру сталей после термообработки и ее фазовый состав.
Оснащение рабочего места
3.1 Металлографический микроскоп МИМ-7.
3.2 Набор микрошлифов.
Техника безопасности
4.1. Микроскопы находятся под напряжение, поэтому включать и выключать только в присутствии преподавателя или учебного мастера.
4.2. Поверхность микрошлифов руками не трогать и не протирать тканью. 4.3. Процесс наблюдения вести по одному без лишней суеты.
4.4. В случае возникновения неисправности сообщить преподавателю или учебному мастеру.
4.5. Запрещается самостоятельно устранять неисправности оборудования.
Последовательность выполнения работы
Лабораторная работа проводится в металлографической лаборатории.
5.1. Изучить, зарисовать микроструктуру шлифов-образцов и указать ее структурные составляющие.
5.2. Указать марку стали исследуемых шлифов-образцов.
5.3. Результаты исследований занести в протокол.
Отчет о работе
Отчет о выполнении лабораторной работы должно отражать следующее:
6.1. Название работы.
6.2. Цель работы.
6.3. Список литературы.
6.4.Сведения из теории: механизм формирования структуры при термообработке.
6.5. Представить результаты микроструктурного анализа микрошлифов с описанием.
6.6. Вывод.
Работу выполнил:
|
ст.-т___________гр._____________
Работу принял:
____________________________
Теоретические сведения
Превращения, происходящие в эвтектоидной стали при охлаждении
Опытным путем установлено, что скорость и характер превращений аустенита зависят от степени его переохлаждения. На рис. 7.1 приведена диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали. Диаграмма построена в координатах температура — логарифм времени, что позволяет проследить за временем превращения от долей секунд до суток и более. Как видно из рисунка, кривые по форме напоминают букву С и потому их называют С-кривыми.
Рисунок 7.1 - Диаграмма изотермического распада аустенита эвтектической
стали
Левая кривая характеризует начало распада, а правая – окончание распада аустенита на феррито – цементитную смесь. Область между вертикальной осью и кривой начала распада аустенита характеризует тот период времени, в течение которого аустенит не обнаруживает признаков распада, находится в переохлажденном состоянии (инкубационный период). Как показано на диаграмме, при температурах немного ниже критической точки А\ и при температурах немного выше критической точки начала мартенситного превращения Мн аустенит обладает наибольшей устойчивостью, так как при этих температурах левая кривая наиболее удалена от вертикальной оси. При температуре точки Л3 аустенит наименее устойчив, на что указывает левая кривая, наиболее близко расположенная к вертикальной оси. Таким образом, устойчивость аустенита зависит от расположения кривых изотермического распада аустенита: чем правее расположены эти кривые, тем больше устойчивость аустенита.
В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области превращения: перлитную, промежуточного превращения и мартенситную.
Перлитная область в углеродистых сталях распространяется на интервал температур от т. А1 до изгиба изотермической диаграммы т. А3 (около 550 0С). При этих температурах происходит диффузионный распад аустенита с образованием феррито-цементитной структуры. При температуре 650–700° С образуется собственно перлит. При перлитном превращении ведущей фазой является цементит. В результате образования пластинок цементита соседние участки аустенита обедняются углеродом, что в свою очередь приводит к образованию пластинок феррита. При увеличения переохлаждения увеличивается количество зародышей новой фазы. Естественно, что с ростом числа чередующихся пластин феррита и цементита уменьшаются их размеры и расстояния между ними. Другими словами, с понижением температуры растет дисперсность продуктов превращения аустенита. Под степенью дисперсности понимают расстояние между соседними пластинками феррита и цементита.
|
а) перлит; б) сорбит; в) троостит
Рисунок 7.2 – Схема феррито-цементитных структур
При температуре 600–650° С образуется сорбит, а при 550–600° С — троостит. Перлит, сорбит, троостит являются структурами одной природы — механической смесью феррита и цементита и отличаются друг от друга лишь степенью дисперсности. С увеличением степени дисперсности пластин цементита растут твердость и прочность стали. Наибольшую пластичность имеют, стали с сорбитной структурой. Троостит, образующийся при более низкой температуре превращения, характеризуется меньшей пластичностью. Перлит, сорбит и троостит называют перлитными структурами.
Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита протекает в температурной области между перлитным и мартенситным превращениями. Кинетика этого превращения и получающиеся структуры имеют черты кинетики и структур, получаемых при диффузионном перлитном и бездиффузионном мартенситном превращениях: диффузионное перераспределение углерода в аустените между продуктами его распада и мартенситное бездиффузионное превращение ά →γ. В результате бейнитного превращения образуется смесь ά-фазы (феррита) и карбида, которая называется бейнитом. Карбид в бейните не имеет пластинчатого строения, свойственного перлиту. Карбидные частицы в бейните очень дисперсны, их можно видеть только под электронным микроскопом. Различают верхний и нижний бейниты, образующиеся соответственно в верхней и нижней частях промежуточного интервала температур (условная граница между ними 350 0С). Верхний бейнит имеет перистое строение, а нижний — игольчатое, мартенситоподобное строение.
|
Пластичность при переходе из перлитной области в бейнитную (верхний бейнит) падает, а затем с понижением температуры вновь возрастает (нижний бейнит). Снижение пластичности в области верхнего бейнита связано с выделением сравнительно грубых карбидов преимущественно по границам ферритных кристаллов. В нижнем же бейните частицы карбидов расположены внутри кристаллов ά -фазы, и поэтому при высокой прочности в стали с верхним бейнитом сохраняется высокая вязкость.
При больших степенях переохлаждения возрастает термодинамическая неустойчивость аустенита, а скорость диффузии углерода резко падает. При переохлаждении аустенита в эвтектоидной стали до 240 0С подвижность атомов углерода близка к нулю и происходит бездиффузионное превращение аустенита. При этом меняется лишь тип решетки, а весь углерод, ранее растворенный в решетке аустенита, остается в решетке феррита, несмотря на то, что равновесная концентрация углерода в феррите не превышает 0,006 % при комнатной температуре. В результате образуется пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в ά -железе, который называется мартенситом. Из-за пресыщенности углеродом решетка мартенсита сильно искажена и вместо кубической приобретает тетрагональную форму, в которой отношение периодов решетки существенно отличается от единицы (рис. 7.3).
Рисунок 7.3 – Тетрагональная кристаллическая ячейка |
Мартенсит имеет высокую хрупкость и твердость (до 65 НRC). Высокая твердость мартенсита обусловлена искажениями кристаллической решетки и соответственно большими внутренними напряжениями, определяемыми растворенным углеродом, а также возникновением фазового наклепа вследствие увеличения объема при превращении аустенита в мартенсит, в результате чего плотность |
дислокации в мартенсите достигает уровня плотности дислокации холоднодеформируемой стали, и равняется 1010–1012 см–2. Скорость образования кристаллов мартенсита очень велика и достигает 1000 м/с. Пластины мартенсита растут до границы аустенитного зерна либо до имеющегося в стали дефекта. Последующие пластины мартенсита, расположенные под углом к первым (60°, 120°), ограничены их размерами. Мартенситное превращение в отличие от перлитного никогда не идет до конца, поэтому в стали всегда есть определенное количество остаточного аустенита. На мартенситную точку скорость охлаждения не влияет. Минимальная скорость охлаждения, необходимая для переохлаждения аустенита до мартенсита, называется критической скоростью закалки.
|
Структура закаленной стали зависит от ее химического состава и условий закалки (температуры нагрева и режима охлаждения).
Закалка стали с очень низким содержанием углерода (до 0,025 – 0,03%) с нагревом лишь немного выше линии PQ задерживает выделение третичного цементита по границам зерен. Основная структура – феррит – не изменяет строения. Такая закалка повышает пластичность и почти не изменяет прочностных характеристик. Однако последующее строение, возникающее при нагреве 300 – 400° или при холодной деформации, способствует выделению частиц третичного цементита и вновь снижает пластичность.
Закалка низкоуглеродистой стали с 0,08 – 0,15% С (с нагревом выше Aс3 и охлаждением в воде) несколько повышает твердость и прочность; структура такой стали – мартенсит и сохранившийся феррит (рис. 7.4).
Рисунок 7. 4 – Структура закаленной низкоуглеродистой стали (0,2% С).
|
|
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!