Раздел 3. Термическая обработка материалов

3.1. Графические задачи

Задачи на определение критических точек по диаграмме железо – цементит

1.Прочитайте условия задачи.

По диаграмме железо – цементит определите крити-ческую точку Ас₁, для стали с содержанием углерода 1,12 %.

2.Запишите условия задачи.

Дано: ω(С) = 1,12 %.

Найти: Ас₁ - ?

3.Начертите диаграмму состояния железо – углерод

и в каждой области укажите структуры.

4.Укажите на диаграмме состояния состав заданного

в задаче сплава.

Для этого проведите вертикальную линию, соответствующую составу заданного сплава.

5.Найдите точку пересечения проведенной вертикальной линии с линией PSK.

6. Найдите какой температуре соответствует эта точка.

Ас₁ = 727ºС

7. Запишите ответ.

Ас₁ = 727ºС.

Задача на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидной стали

1. Прочитайте условия задачи.

По диаграмме железо-цементит определите темпера -

туру закалки для инструмента из стали с содержанием углерода

1,12 %. Охарактеризуйте этот вид термической обработки и опишите структуру и свойства инструмента после обработки.

2. Запишите условия задачи.

Дано: ω(С) = 1,12%;

диаграмма состояния железо-цементит.

Найти: температуру закалки -?

структуру -?

свойства - ?

3. Начертите диаграмму состояния железо-цементит и в каждой области укажите структуры.

4. Проведите вертикальную линию, соответствующую составу заданного в задаче сплава.

5. Найдите точку Ас_{1 .}

6. Найдите, какой температуре соответствует точка пересечения.

Ас₁ = 727ºС.

7. Найдите температуру закалки по формуле для заэвтектоидных сталей.

t = Ас₁+ (30÷50ºС)

t = 727 + (30 ÷ 50ºС) = 757 ÷ 777ºС.

8. Дайте определение этому виду термической обработки.

Закалка – это термическая обработка, заключающаяся в нагревании стали до температуры выше критической (Ас₃ для доэвтектоидной и Ас₁ – для заэвтектоидной стали), выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка не является окончательной операцией термической обработки.

9. Опишите структуру после закалки.

При нагреве до температуры закалки структура стали состоит из аустенита и вторичного цементита. При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит. После закалки структура состоит из мартенсита и избыточного цементита.

10. Опишите свойства изделия после закалки.

Характерным свойством мартенсита является его высокая твердость. Включения цементита увеличивают твердость, а следовательно, и износостойкость стали. Таким образом, инструменты будут обладать повышенной твердостью и износостойкостью.

11. Запишите ответ.

t_зак = 760÷777ºС; структура – мартенсит и цементит избыточный; свойства – высокая твердость и износостойкость.

Задача на определение температур нагрева для процессов термической обработки для доэвтектоидной стали

1. Прочитайте условие задачи.

Используя диаграмму – состояния железо-цементит, назначьте температуру нормализации для стали с содержанием углерода 0,42%. Опишите превращения, происходящие в стали при выбранном режиме обработки, получаемую структуру и свойства.