Основные способы закалки сталей.

Выбор режимов закалки

 

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить способы закалки стали, научиться выбирать температуру и режим закалки

2. Цель самоподготовки:

Необходимо проработать следующие вопросы:

- основные виды закалок: без полиморфного превращения, с полиморфным превращением, поверхностная закалка

- технология закалки: выбор температуры закалки, определение продолжительность нагрева при закалке, выбор охлаждающей среды для закалки, выбор способа закалки

Основные теоретические положения - см. Приложение 1

 

3. Исходный уровень знаний:

Студент должен знать:

- классификация сталей по составу и свойствам

- маркировка сталей

- классификация основных видов термической обработки.

- влияние термической обработки на структуру и свойства сталей

- назначение отжига, виды отжига.

- назначение закалки, виды закалки.

- назначение отпуска, виды отпуска.

- назначение старения

4. План изучения темы:

1) Изучить основные теоретические положения (см. Приложение 1)

2) Выполнить лабораторную работу;

3) Оформить результаты и защитить лабораторную работу

 

 

5. Основная литература:

1. Новиков И.И., Строганов Г.Б., Новиков А.И. Металловедение, термообработка и рентгенография. М.: МИСиС, 1994.

2. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П.. Материаловедение. М. Машиностроение, 1990.

3. Арзамасов Б Н. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1986.

 

6. Вопросы для самоконтроля:

1. С каких температур закаливают доэвтектоидные стали?

2. В чем различие режимов закалки доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей?

3. Какие превращения происходят в доэвтектоидных и заэвтектоидных сталях при закалке с температур порядка 1000 °С и более?

4. Какие закалочные среда существуют? Какие из них обладают наибольшей и наименьшей охлаждающей способностью?

5. Как повлияет на глубину закаленного слоя сдвиг С - диаграммы вправо и влево от V_кр?

6. Какие существуют способы закалки? Назовите их основные параметры.

7. Какой вид закалки стоит применить, если требуется закалить часть детали?

8. Какой вид закалки применяют для массивных деталей?

9. Какие существуют закалочные структуры?

10.Что такое мартенситное превращение? При каких параметрах закалки получается мартенситная структура?

 

8. План выполнения лабораторной работы:

1. Для приведенных в задании образцов расшифровать марки сталей, определить к какому типу они относятся (доэвтектоидные, заэвтектоидные, эвтектоидные).

2. Для каждого образца, исходя из задания, выбрать и обосновать основные технологические параметры закалки: температуру, время, среду, способ

3. Предложить дальнейшую термообработку для снятия закалочных напряжений

4. Пояснить, как изменятся свойства в результате проведенной термообработки.

 

Методика определения.

 

 

Варианты заданий

(номер варианта соответствует номеру студента в журнале)

 

1. Швеллер (размеры и материал выбрать из таблицы)

2. Винт с цилиндрической головкой (размеры и материал выбрать из таблицы)

 

3. Штифт цилиндрический (материал и размеры выбрать из таблицы)

1. Швеллер

№ варианта	h, мм	b, мм	s, мм	t, мм	R, мм	r, мм	материал детали	структура, на которую необходимо закалить деталь
			4,4	7,0	6,0	2,5	Ст.0	перлит
			4,5	7,2	6,5	2,5	Ст.1	сорбит
			4,8	7,4	7,0	2,5	Ст.2	троостит
			4,9	7,8	7,5	3,0	Ст.3	бейнит
			5,0	8,1	8,0	3,0	Ст.4	мартенсит
			5,1	8,4	8,5	3,0	Ст.5	перлит
			5,2	9,0	9,0	3,5	Ст.6	сорбит
			5,4	8,7	9,5	3,5	Ст.45	троостит
			5,6	9,3	10,0	3,5	Ст.20	бейнит
			6,0	9,7	10,5	4,0	Ст.10	мартенсит
			6,5	9,5	11,0	4,0	Ст08кп	перлит
			7,0	10,2	12,0	4,0	Ст09кп	сорбит
			7,5	10,0	13,0	5,0	Ст15	троостит
			8,0	10,7	14,0	5,0	Ст30	бейнит
			8,5	10,5	15,0	6,0	Ст40	мартенсит

2. Винт с цилиндрической головкой

№ варианта	d, мм	шаг резьбы, мм	D, мм	H, мм	b, мм	h, мм	r, мм	l, мм	l0, мм	материал детали	структура, на которую необходимо закалить деталь
		0,25	2,0	0,7	0,32	0,3	0,2			У7	сорбит
	1,2	0,25	2,3	0,8	0,32	0,4	0,2			У8	троостит
	1,4	0,3	2,6		0,32	0,5	0,2			У9	бейнит
	1,6	0,35	3,0	1,2	0,5	0,6	0,3			У10	мартенсит
		0,4	3,8	1,4	0,5	0,7	0,3			У11	перлит
	2,5	0,45	4,5	1,7	0,5	0,8	0,3			У12	сорбит
		0,5	5,5		0,8	1,0	0,35			У13	троостит
		0,7	7,0	2,8	1,0	1,4	0,35			Ст80	бейнит
		0,8	8,5	3,5	1,2	1,7	0,35			Ст85	мартенсит
			10,0	4,0	1,6	2,0	0,5			У7А	перлит
		1,25	13,0	5,0		2,5	0,6			У8А	сорбит
		1,5	16,0	6,0	2,5	3,0	1,1			У9А	троостит
		1,75	18,0	7,0	3,0	3,5	1,6			У10А	бейнит
			21,0	8,0	3,0	4,0	1,6			У11А	мартенсит
		2,5	24,0	9,0	4,0	4,5	2,2			У12А	перлит

Штифт цилиндрический

№ варианта	d, мм	c, мм	l, мм	материал детали	структура, на которую необходимо закалить деталь
	1,0	0,2	2,5	15Х	троостит
	1,2	0,2	2,5	40Х	бейнит
	1,6	0,3		60С2	мартенсит
		0,3		25ХГМ	перлит
	2,5	0,5		30ХГТ	сорбит
		0,5		50ХФА	троостит
		0,6		38ХМЮА	бейнит
		0,8		20ХН3А	мартенсит
		1,0		20Х	перлит
		1,2		38ХА	сорбит
		1,6		15ХФ	троостит
		1,6		35ХМ	бейнит
		2,0		45Х	мартенсит
		2,5		40ХС	перлит
		3,0		45ХС	сорбит

СХЕМА ООД

 

№ п/п	Наименование этапа исследования	Схема ООД
1.	Выбрать температуру закалки	Доэвтектоидные стали закаливают с температур превышающих точку А3 на 30-50°С. Заэвтектоидные стали закаливают с температур превышающих точку А1 на 35-60°С.
2.	Рассчитать продолжительность нагрева под закалку	Общая продолжительность нагрева находится из выражения: , где - продолжительность сквозного прогрева до конечной температуры, мин: · на 1 мм сечения или толщины изделия из доэвтектоидных сталей продолжительность нагрева в электропечах 45-75 с, в соляной ванне – 15-20 с · на 1 мм сечения или толщины изделия из углеродистых сталей продолжительность нагрева в электропечах 50-80 с, в соляной ванне – 20-25 с на 1 мм сечения или толщины изделия из легированных сталей продолжительность нагрева в электропечах 70-90 с, в соляной ванне – 25-30 с
3.	Выбрать среду закалки	Режим охлаждения при закалке должен обеспечить необходимую глубину прокаливаемости. В качестве закалочных сред наиболее широко используют воду, 10-% водные растворы NаОН, НаС1 и масла.
4.	Выбрать способ закалки

ПРИЛОЖЕНИЕ 1