ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изучение структуры и твердости углеродистой стали после закалки и отпуска из "Лабораторный практикум по металлографии и физическим свойствам металлов и сплавов " Работа выполняется за два занятия каждое продолжительностью 2 ч. [c.134] На втором занятии для изучения микроструктуры закаленной и отпущенной стали необходимы набор заранее изготовленных лабораторных микрошлифов углеродистой стали после различных режимов закалки и отпуска, микроскоп с набором оптики для получения различных увеличений. [c.135] Закалка углеродистой стали осуществляется нагревом до температуры выше Лсз для получения структуры аустенита и последующего быстрого охлаждения. Структурой закаленной стали является мартенсит — пересыщенный раствор углерода в а-железе с тетрагональной кристаллической решеткой. Содержание углерода в мартенсите вследствие отсутствия диффузионных процессов такое же, как в исходном аустените. [c.135] Характерный признак мартенсита—ориентированная игольчатая структура и высокая твердость (600—700 НВ). [c.135] На рис. 94 приведена микроструктура стали 45 (0,45% С), закаленной с 890°С в воде. В результате полной закалки наряду с мартенситом в структуре стали наблюдается некоторое количество непревращенного аустенита, так называемого остаточного аустенита. В рассматриваемом образце остаточного аустенита мало и при взятом увеличении он на шлифе не просматривается. Количество остаточного аустенита увеличивается при наличии в стали легирующих элементов. На рис. 95 показан мартенсит с остаточным аустепитом, полученные в стали, содержащей 1,2% С и 1,85 /о Мп, после закалки с 1000°С в масле. [c.135] При неполной закалке сталь нагревают до температуры равновесия двух фаз (аустенит с ферритом в доэвтектоидной или аустенит с цементитом в заэвтектондной стали). При охлаждении аустенит превращается в мартенсит, а феррит или цементит остаются без изменений. При неполной закалке доэвтектоидной стали структура характеризуется светлыми зернами феррита и мартенситными участками игольчатого строения (рис. 96). Сталь с такой структурой неоднородна и недостаточно тверда вследствие наличия в структуре мягких зерен феррита. В производстве неполная закалка доэвтектоидной стали не применяется. [c.135] Температуры распада аустенита на фер-рито-цементитные смеси (перлит, сорбит, троостит) или бездиф-фузионного превращения аустенита в мартенсит в зависимости от скорости охлаждения показаны иа рис. 99. [c.137] Охлаждение при закалке стали с сравнительно небольшой скоростью приводит к распаду части аустенита в ферритно-це-ментитную смесь (троостит) и превращению остальной его части в мартенсит. В структуре в этом случае появляются светлые иглы мартенсита и темные участки троостита (рис. 100, а). Троостит образуется в процессе охлаждения при более высокой температуре, т. е. в первую очередь и как правило располагается по границам аустенитных зерен. [c.137] Троостит представляет собой тонкую дисперсную смесь частиц феррита и цементита размером порядка 10 —10 см. Характерная его особенность — это легкая травимость в темный, почти в черный цвет. [c.137] Отпуск осуществляется нагревом закаленной стали до температуры не выше Ас , т. е. ниже 723°С и последующим охлаждением. [c.137] Нагрев приводит к распаду мартенсита и остаточного аустенита. В результате распада получается смесь феррита и карбида. При температуре отпуска ( 300° С) появляется Ре гС, карбид с гексагональной решеткой. Он выделяется в виде пластин, ориентированных по мартенситу. [c.138] Повышение температуры отпуска выше 400°С приводит к росту зерен цементита (коагуляции). Одновременно они приобретают шаровидную форму (сфероидизация). [c.138] На рис. 100, б показана микроструктура стали У7 (0,7% С) после закалки и высокого отпуска. Характерной особенностью этой структуры является зернистая форма цементита. [c.138] Занятие первое состоит из двух частей. [c.139] Часть I. Изучить структуры и твердости углеродистой стали после закалки. [c.139] Часть II. Исследовать влияние температуры отпуска на структуру и твердость углеродистой стали. [c.139] Занятие второе. Изучить эталонную коллекцию микрошлифов закаленной и отпущенной стали. [c.140] Лившиц. Металлография, Металлургиздат, 1963, с. 279—300. [c.140] Штейнберг. Металловедение, Металлургиздат, 1961, с. 493—499. [c.140] Вернуться к основной статье