ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Лабораторные работы из "Металловедение Издание 3 " Знание критических точек стали необходимо не только для характеристики происходящих превращений, но и для выполнения тепловой обработки стали и, в частности, установления режимов термической обработки (температур нагрева для отжига, нормализации, закалки и высокого отпуска). [c.283] На диаграмме железо—углерод (см. рис. 186) критическим точкам ЛС) отвечает линия РЗК, критической точке Лсз (для доэвтектоидной стали) — линия 03. [c.283] Однако диаграмма железо — углерод характеризует состояние чистых железоуглеродистых сплавов, промышленные же сплавы содержат, кроме того, марганец, кремний, фосфор и серу (а также в небольших количествах хром, никель и др.). В углеродистых сталях влияние этих примесей на положение критических точек не столь значительно, что и позволяет с некоторым приближением определять температуры термической обработки по диаграмме железо — углерод. [c.283] Вследствие отсутствия диаграмм ряда многокомпонентных систем, позволяющих определить влияние любого компонента при изменении состава стали, для назначения режимов термической обработки необходимо предварительное экспериментальное определение критических точек — областей превращений Для широко применяемых в промышленности сталей критические точки определены и указаны в технической литературе и справочниках. Однако критические точки разных плавок могут несколько отличаться от указанных в литературе значений, особенно для сложнолегированной стали при отклонениях в содержании отдельных элементов от среднего состава. [c.284] Поэтому на заводах при установлении режима термической обработки стали разных плавок (для легированной стали) предварительно определяют критические точки. Определение особенно необходимо для сталей новых составов и марок. [c.284] Для определения критических точек применяют методы 1) пробных закалок 2) дилатометрический 3) дифференциальный термический 2 4) измерения электросопротивления. [c.284] Дилатометрический метод был рассмотрен в гл. V, дифференциальный термический метод в гл. I и метод измерения электросопротивления — в главе V. [c.284] Метод пробных закалок является наиболее простым, но менее точным он заключается в следующем. Из исследуемой стали, взятой в состоянии, в котором она поставлена металлургическим заводом (обычно в отожженном или медленно охлажденном после горячей механической обработки), изготавливают образцы небольшого размера, например в виде шайб диаметром 15—20 мм и высотой 12—15 мм. Один образец нагревают ниже предполагаемой температуры Лс,, быстро охлаждают в воде и измеряют его твердость второй образец нагревают на 10—15° выше, чем первый образец, также охлаждают и измеряют его твердость. Таким же образом нагревают до все более высокой температуры каждый следующий образец. Предположим, что требуется определить критические точки Ас, и Асз углеродистой стали с содержанием 0,4% С положение этой стали на диаграмме железо — углерод (без учета влияния примесей) показано вертикальной пунктирной линией (рис. 196). [c.284] Однако твердость стали возрастает, если ее нагреть несколько выше точки Ас,, например до температуры, соответствующей точке 2 (см. рис. 196), а затем охладить в воде. Структура в этом случае изменится при нагреве до температуры, соответствующей точке 2, сталь получит структуру феррит + ау-стенит. В результате последующего быстрого охлаждения сталь получит структуру феррит + мартенсит, так как аустенит при охлаждении превратится в мартенсит. [c.285] Феррит, сохранившийся при нагреве до точки 2, останется при охлаждении без структурных изменений. Образование более твердой составляющей мартенсита — даст повышение твердости. [c.285] После более высокого нагрева, например до точки 3 (см. рис. 196), произойдет еще большее увеличение твердости. Поскольку с повышением температуры нагрева в интервале между Ас, и Ас количество аустенита в стали возрастает, а количество феррита уменьшается, то в закаленной стали должно увеличиваться количество твердой составляющей — мартенсита . [c.285] Результаты измерения твердости записывают в таблицу, по данным которой строят диаграмму в координатах твердость — температура нагрева. Вид такой кривой для доэвтектоидной стали показан на рис. 197 температура начала повышения твердости отвечает точке Ас,, а конца подъема — точке Ас . [c.286] Точность способа пробных закалок в основном зависит от величины интервала температур нагрева каждого следующего образца. В промышленности для определения температур закалки достаточно надежным считают нагрев через каждые 10° С, причем до каждой температуры нагревают два-три образца. Точность определения критических точек в этом случае составляет примерно 5° С. [c.286] Такая точность не является достаточной при изучении диаграмм состояния и для многих исследовательских работ. Вместе с тем метод пробных закалок не позволяет определить температуру и процесс растворения цементита (точки Аст в заэвтектоидной стали) и сложных карбидов многих легированных сталей. Для определения превращения этого типа необходимо применять более тонкие методы исследования. [c.286] В приводимых лабораторных работах для сокращения числа однообразно повторяемых операций, не дающих новых навыков, интервал температур нагрева отдельных образцов принят в большинстве задач сравнительно большим — около 30° С. [c.286] Перед загрузкой в печь измеряют твердость одного-двух образцов по Роквеллу шариком при нагрузке 100 кГ (шкала HR ). Полученные значения переводят на шкалу НВ. [c.287] Для сокращения времени на нагрев рекомендуется все образцы, которые по условиям задачи надо нагреть до различных повышающихся температур, заложить в одну печь, нагретую до наиболее низкой температуры, указанной в задаче. Выдержка образцов при этой температуре должна составить не менее 5—10 мин, после того как цвет каления образца совпадает с накалом стенок печи. Затем вынимают из печи один из нагревшихся образцов и немедленно переносят в бак с водой, устанавливаемый у печи. Образцы надо энергично перемещать в течение 2—3 сек в воде, для того чтобы сбить паровую рубашку, образующуюся на поверхности образца и замедляющую охлаждение. Затем повышают температуру печи до следующей температуры, указанной в задаче, выдерживают для прогрева в течение 3— 5 мин (так как они полностью прогрелись при более низкой температуре) и закаливают следующий образец в таком же порядке, как было указано. После этого вновь повышают температуру печи и повторяют операции до закалки последнего образца, нагреваемого до наиболее высокой температуры. [c.287] При таком порядке выполнения работы закалку образцов с пяти различных температур можно выполнить в течение часа. Вместе с тем достигается большая точность работы, так как образцы для одной задачи нагреваются в одной печи, а температуры нагрева контролируются одним и тем же прибором. В одну печь можно укладывать образцы для двух-трех задач, если они нагреваются до одинаковых температур. Перепутать образцы при этом невозможно, так как для каждой задачи они имеют разные размеры и форму. [c.287] При укладке образцов в печь необходимо учитывать, что те.м-пературы вблизи дверцы печи могут быть ниже температуры, показываемой гальванометром, вследствие подсоса холодного воздуха. Поэтому образцы надо располагать на середине печи, ближе к горячему спаю термопары. [c.287] Затем просматривают и зарисовывают микроструктуру образцов одной или двух наиболее типичных сталей, для которых определяли критические точки. Шлифы должны быть изготовлены лабораторией заранее. Просмотр в микроскоп проводят при увеличении в 300—500 раз. [c.288] Вернуться к основной статье