Дефекти, които възникват по време на втвърдяване
Неправилно извършеното втвърдяване може да причини различни дефекти. Най-честите от тях са: недостатъчна твърдост, меки петна, повишена крехкост, обезвъглеродяване и окисляване на повърхността и накрая изкривяване, деформации и пукнатини.
Изкривяването (промяна на обема) и изкривяването (промяна на външната форма) се предотвратяват чрез бавно охлаждане
в охлаждащата течност, например частите на дългите пръти трябва да се охлаждат във вертикално положение.
Повишена крехкост се получава, ако стоманата е била нагрята до температура, много по-висока от критичната температура, или е била дадена много дълга експозиция при оптимална температура.
(появяват се меки петна). Този дефект може да бъде избегнат чрез избор на правилния метод на охлаждане, предварително загряване и т.н.
Деформацията, деформацията и пукнатините са резултат от вътрешни напрежения, причината за които разгледахме по-рано.
 |
Ориз. 21. Правилен (а) и неправилен (б) дизайн на частите
Повишаването на температурата на пещта или увеличаването на експозицията в първия случай елиминира намалената твърдост на закалените части. Във втория случай трябва да се използва по-интензивно охлаждане, т.е. по време на втвърдяване енергично движете частта в течността за втвърдяване или използвайте солена или подкиселена вода вместо обикновена вода.
Образуването на меки петна също е следствие от недостатъчно отопление или недостатъчно интензивно охлаждане. Методите за елиминиране са същите като по-горе.
Понякога се появяват меки петна поради нехомогенността на оригиналната структура, като например феритни натрупвания. В тези места при нагряване до температурата на темпериране феритът може да се запази илиаустенит с недостатъчна концентрация на въглерод. Естествено, на тези места, дори и с правилно закалена твърдост е недостатъчна. Предварителната термична обработка (нормализиране), която създава по-равномерна структура, елиминира този дефект.
Повишена крехкост - дефект обикновено в резултат на закаляване от твърде високи температури (по-високи от изискваните), при които има значително нарастване на аустенитни зърна. Дефектът се открива чрез механично изпитване чрез счупване или чрез микроструктура. Отстранете дефекта чрез повторно закаляване от нормални за тази стомана температури.
Окисляването и обезвъглеродяването на повърхността често се случва при нагряване в пламък или електрически пещи без контролирана атмосфера. Поради това те дават надбавка за смилане, което оскъпява и усложнява технологията за производство на термично обработени части. Контролираната изкуствена атмосфера в термичните пещи е радикален начин за премахване или намаляване на този дефект. Нагряването в соли също помага за намаляване на окисляването и обезвъглеродяването.
Работен ред
За изпълнение на работата на студентите се предоставят проби от различни степени на въглеродни стомани (стомана 40, U8, U10), пещи за нагряване на проби и резервоари с охлаждаща среда.
Измерете твърдостта на пробите в първоначалното състояние на тестер Brinell с топка 10 mm при натоварване 30 000 N, а след втвърдяване - на тестер Rockwell с диамантен конус при натоварване 1500 N (скала C). Преди да определите твърдостта, шлифовайте две успоредни страни на образеца. За да начертаете твърдостта спрямо различни параметри, преобразувайте измерванията на твърдостта по Рокуел в единици по Бринел. За по-интензивно и равномерно охлаждане в охлаждащата средапреместване на проби.
- начертайте част от диаграмата Fe-Fe3C и посочете върху нея температурните интервали на нагряване за втвърдяване;
- измерване на твърдостта на пробите в изходно състояние на уреда Brinell;
- втвърдяване на проби във вода с температури на нагряване 650°C, 750°C, 850°C;
- измерване на твърдостта на закалени образци на устройството Rockwell;
- според данните от измерването на твърдостта задайте оптималната температура на нагряване за втвърдяване, която осигурява най-голяма твърдост;
- да се определи влиянието на скоростта на охлаждане върху твърдостта на топлинно обработената стомана. Нагряване на пробите за производство до установената оптимална температура, пробите за охлаждане във вода, масло и въздух;
- според данните на цялата група, начертайте графики на ефекта на съдържанието на въглерод върху твърдостта на закалената стомана, ефекта на температурата на нагряване и скоростта на охлаждане по време на закаляване върху твърдостта на стоманата. Скоростта на охлаждане в температурния диапазон 650-450°C е: във вода 400°/s; в масло 50°/s; във въздуха 2°/s;
- закалете ударния инструмент (длето) по метода на закаляване със самозакаляване и измерете твърдостта на Рокуел на работната част, в центъра и в опашната част на инструмента.
При съставянето на доклад е необходимо да се даде кратко описание на теоретичните основи на процеса на закаляване на стоманата, да се характеризират структурата и свойствата на получените структури, да се предоставят експериментални и графични данни и да се запишат резултатите от измерванията в таблица. 3.
Протокол за изследване на термичната обработка на стомана
| Номер на пробата | Твърдост преди термична обработка | Температура на нагряване, °C | Охлаждаща среда | Твърдост след термична обработка |
| HB | HRC | HB |
1. Какво е термична обработка (HT)?
2.Какви процеси се наричат топлинна обработка?
3. Какви фактори влияят върху резултатите от термичната обработка?
4. Закаляване на стоманата и нейното предназначение.
5. Основните методи на закаляване.
6. Температура на нагряване при закаляване и нейното влияние върху структурата и свойствата на закалената стомана.
7. Отрицателни топлинни фактори. Методи за справяне с тях.
8. Пълно втвърдяване.
9. Непълно втвърдяване.
10. Избор на режим на закаляване.
11. Избор на време на експозиция.
12. Критична скорост на втвърдяване. Избор на охлаждаща среда.
13. Критична скорост на охлаждане.
14. Охлаждаща среда.
15. Студено лечение.
16. Структурата на закалената стомана и причината за нейната висока твърдост.
17. Мартензит. Условия на производство, микроструктура, твърдост.
18. Бейнит. Условия на производство, микроструктура, твърдост.
19. Троостит. Условия на производство, микроструктура, твърдост.
20. Сорбитол. Условия на производство, микроструктура, твърдост.
21. Аустенит. Условия на производство, микроструктура, твърдост.
22. Фактори, влияещи върху стабилността на аустенита и критичната скорост на втвърдяване.
23. Дефекти при закаляване.
24. Характеристики на стомана 40. Съдържание на въглерод, температура на закаляване, структура преди и след закаляване.
25. Характеристики на стомана 50. Съдържание на въглерод, температура на закаляване, структура преди и след закаляване.
26. Характеристики на стомана 60. Съдържание на въглерод, температура на закаляване, структура преди и след закаляване.
27. Характеристики на стомана U7. Съдържание на въглерод, температура на втвърдяване, структура преди и след втвърдяване.
28. Характеристики на стомана U8. Съдържание на въглерод, температура на втвърдяване, структура преди и след втвърдяване.
29. Характеристики на стоманата Стомана 85. Съдържание на въглерод,температура на втвърдяване, структура преди и след втвърдяване.
30. Характеристики на стомана U10. Съдържание на въглерод, температура
ра втвърдяване, структура преди и след втвърдяване.
31. Характеристики на стомана U11. Съдържание на въглерод, температура на втвърдяване, структура преди и след втвърдяване.
32. Характеристики на стомана U12. Съдържание на въглерод, температура на втвърдяване, структура преди и след втвърдяване.