Структура, свойства и применение железоуглеродистых

Сплавов

Цель работы

1. Рассмотреть и изучить свойства основных фаз и сложных структур в сплавах железа с углеродом.

2. Изучить диаграмму состояния "железо-цементит", рассмот­рев процесс кристаллизации жидкого сплава и превращения в спла­вах в твердом состоянии.

3. Изучить структуры углеродистых сталей с различным со­держанием углерода и различных марок чугунов. Установить связь структуры материалов с их свойствами. Определить области приме­нения различных сталей и чугунов.

Содержание работы

1. Дайте определение и характеристику твердых фаз в сплавах железа с углеродом.

а) Феррит (Ф) __________________________________________________

________________

б) Аустенит (А) _________________________________________________

________________

в) Цементит (Ц) ________________________________________________

________________

г) Графит (Г) ___________________________________________________

________________

2. Дайте определение структур

а) Ледебурит (Л) ___________________________________________

____________

б) Перлит (П) ______________________________________________

____________

3. Нарисуйте диаграмму состояния «железо-цементит». Укажите на ней фазовый и структурный состав сплавов во всех областях.

Рис. 4.1. Диаграмма состояния «железо-цементит» и кривая охлаждения.

4. Укажите значение линий и точек диаграммы.

АСД ___________________________________________________

АЕСF __________________________________________________

ECF ___________________________________________________

ES _____________________________________________________

SG _____________________________________________________

т. С ___________________________________________________

т. S ___________________________________________________

PSK ___________________________________________________

т. А ___________________________________________________

Практическая часть

1. По указанию преподавателя для заданного сплава построить кривую охлаждения (справа от диаграммы состояния).

2. Изучить микроструктуру, свойства и применение углеродистых сталей.

№ п/п	Марка стали	Химический состав	Зарисовка структуры с указанием фаз	Свойства и применение
1.	08 кп
2.
3.
4.	У8
5.	У8
6.	У12

3. Изучить и зарисовать структуру чугунов, указать их свойства и применение.

№ п/п	Тип или марка чугуна	Структура металлической основы	Зарисовка структуры с указанием фаз	Свойства и применение
1.
2.
3.

Лабораторная работа № 7

Термическая обработка углеродистых сталей

Цель работы

1. Ознакомиться с различными видами термической обработки углеродистых сталей и их назначением.

2. Разобраться в сущности упрочняющей термической обработ­ки сталей (закалка и отпуск). Научиться правильно выбирать ре­жимы нагрева сталей под закалку по диаграмме состояния "железо-цементит".

3. Изучить способы и технологию закалки сталей, их преимущества и недостатки.

4. Экспериментально определить влияние на закаливаемость сталей: а) состава (содержания углерода); б) скорости непрерыв­ного охлаждения из аустенитной области.

5. Экспериментально исследовать влияние отпуска при раз­личной температуре на структуру и свойства закаленной стали.

6. Изучить с помощью металлографического микроскопа микро­структуру сталей после различных видов термической обработки.

Содержание работы

1. Дайте определение, назначение и характеристику различных видов термической обработки сталей.

а) Рекристаллизационный отжиг ______________________________

________

б) Гомогенизирующий отжиг ________________________________

________

в) Полный отжиг ___________________________________________

________

г) Нормализация ___________________________________________

________

д) Закалка _________________________________________________

____________

е) Отпуск _________________________________________________

____

____

2. Что представляет собой мартенситная структура в сталях?

________________

3. Нарисуйте часть диаграммы «железо-цементит» (область сталей) и изобразите на ней область закалочных температур.

4. Нарисуйте диаграмму изотермического распада аустенита и нанесите на ней кривые охлаждения, соответствующие процессу нормализации и различным способам закалки: а) непрерывной закалки в одном охладителе, б) прерывистой закалки в двух охладителях, в) ступенчатой закалки, г) изотермической закалки.

Практическая часть

1. Исследовать влияние содержания углерода на твердость закаленных сталей.

№ образца	Марка стали	Содержание углерода	Температура нагрева под закалку, °С	Охлаждающая среда	Твердость после закалки, HRC	Название структуры
1.				вода
2.				вода
	У8			вода

Построить график зависимости твердости закаленной стали от содержания углерода.

Выводы: _______________________________________________________

____

________________________________________________________________

2. Исследовать влияние скорости охлаждения на твердость стали 45.

№ образца	Марка стали	Охлаждающая среда	Скорость охлаждения Vохл, °С/сек	Твердость после закалки, HRC	Название структуры
1.		воздух
2.		масло
3.		вода

Построить график зависимости HRC = f(V_охл, °С/сек)

Выводы: _______________________________________________________

____

________________________________________________________________

3. Исследовать влияния температуры отпуска на твердость закаленной стали 45.

№ образца	Температура отпуска, °С	Время отпуска, мин	Твердость, HRC	Название структуры
1.
2.
3.
4.
5.

Построить график зависимости твердости от температуры отпуска.

Выводы: _______________________________________________________

____

4. Изучить и зарисовать структуру сталей после различных видов термообработки.

№	Марка стали	Химический состав	Вид термообработки	Зарисовка структуры с указанием фаз	Характеристика структуры и свойств стали
1.
2.
3.
4.