101

Лабораторная (учебно-исследовательская) работа № 12

Изучение влияния скорости охлаждения при термообработке на структуру и свойства конструкционных сталей

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

2. краткие сведения из теории:

Как влияет скорость охлаждения при термической обработке на структурообразование в сталях?

Что собой представляют термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита?

а

б

Рис.1. Сопоставление изотермической (а) и термокинетической (б) диаграмм распада переохлажденного аустенита в стали 45

а

б

Рис.2. Сопоставление изотермической (а) и термокинетической (б) диаграмм распада переохлажденного аустенита в стали 45Х

Что собой представляют и как определяются первая и вторая критические скорости охлаждения?

Как ведут себя при закалке стали кипящие жидкости?

Сопоставление скоростей охлаждения стали в различных средах приведено в табл.1.

Таблица 1

Охлаждающая способность различных сред

Охлаждающая среда		Скорость охлаждения, оС/с, при температуре, оС		Охлаждающая среда	Скорость охлаждения, оС/с, при температуре, оС
		б50... 550	350... 200		б50... 550	350... 200
Дистиллированная водя		250	200	5%-й раствор марганцовокислого калия	450	100
Вода при температуре, °C	18	600	270	Глицерин	135	175
	28	500	270	Эмульсия масла в воде	70	200
	50	100	270	Мыльная вода	30	200
	74	30	200	Минеральное масло	150	30
10-й водный раствор NaOH при 18°С		1200	300	Трансформаторное масло	120	25
Раствор NaCl при 18°С		1100	300	Сплав 75% Sn и 25% Cd, 175°С	450	50
Раствор соды при 18°С		800	270	Воздух спокой­ный	3	1
Раствор H2SO4 при 18°С		750	300	Воздух под давлением	30	10

С какой целью используют водные растворы солей и щелочей?

В чем преимущество минерального масла и когда целесообразно его использовать?

Рис.4. Полосы прокаливаемости сталей 45(а) и 45Х (б)

3. НЕОБХОДИМЫЕ ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Работа состоит из двух частей: теоретического анализа и экспериментального исследования. Теоретический анализ проводится с использованием полос прокаливаемости (по средней линии) сталей 45 и 45Х (см. рис.4), номограммы прокаливаемости (см. рис.3) и термокинетических диаграмм распада аустенита (см. рис.1 и 2). Цель анализа – оценить изменение структуры и твердости изучаемых сталей по сечению образцов диаметром 30 мм и длиной 100 мм, охлаждаемых в разных средах (идеальной среде, в воде при 20⁰С, минеральном масле, на воздухе). При этом анализе принять распределение расстояний по сечению исследуемых образцов пропорциональным распределению расстояний от торцевой поверхности на стандартных образцах, используемых при торцевой закалке (т.е. величине l_привед).

Экспериментальное исследование провести на таких же образцах (диаметром 30 мм и длиной 100 мм) после их полной закалки в различных средах (от водного раствора соли до спокойного воздуха). Термообработанные образцы разрезаются по середине их длины на две части, одна из которых подготавливается для проведения металлографического анализа, а другая – для определения изменения твердости по сечению образца. С использованием полученных экспериментальных данных, номограммы прокаливаемости сталей и термокинетических диаграмм распада аустенита провести оценку изменения скорости охлаждения по сечению образца. Результаты экспериментального исследования сопоставить с результатами теоретического анализа.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ

Результаты теоретических исследований представлены в табл.2.

Таблица 2