I.4. Отпуск закаленных сталей
Отпуском называют вид термической обработки, заключающийся в нагреве закаленных сталей до температур, не превышающих АСI (рис.2).
По температуре нагрева отпуск подразделяют на:
- низкотемпературный (НТО) – до 200 (250) оС;
- среднетемпературный (СТО) – 350…450 (480) оС;
- высокотемпературный (ВТО) – 500…650 (680) оС.
Закалка с высокотемпературным отпуском называется термическим улучшением (или просто улучшением).
Температура, время выдержки и скорость охлаждения после отпуска выбирается в зависимости от характера и назначения изделия, химического состава стали и требований к свойствам.
УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
И СОДЕРЖАНИЮ ОТЧЕТА
Необходимые материалы и оборудование
1. По 6 шт. образцов одинаковых размеров и одного химического состава из сталей разного назначения.
2. Термические печи для нагрева.
3. Потенциометры для замера температур.
4. Бачок с водой для охлаждения (закалки) образцов.
5. Клещи для загрузки и выгрузки образцов из печей.
6. Напильник, шлифовальная бумага с разной зернистостью абразива для предварительной механической обработки и подготовки образцов к полированию.
7. Полировальный станок, суспензия порошка окиси хрома для полировки шлифов.
8. Реактив ниталь (3…5% азотной кислоты в спирте) для травления и выявления микроструктуры изучаемых образцов; фильтровальная бумага для сушки шлифов после промывания в воде.
9. Металлографический микроскоп для изучения микроструктур.
10. Твердомеры для измерения твердости образцов после термических обработок.
Техника безопасности
1. Не разрешается касаться электропроводки руками, вскрывать защитный кожух терморегулятора на электропечах, находящихся под напряжением.
2. Электропечи включать и выключать рубильниками.
3. Образцы закладывать в печи и извлекать из них только клещами.
4. Запрещается снимать защитный кожух полировального станка при вращении диска.
Последовательность выполнения работы
Работа выполняется за 2 занятия.
Первое занятие (2 часа):
1. Получить образцы (№ 1-6 из стали одного химического состава и № 7-12 – другого), записать клейма.
2. Назначить режимы отжига, нормализации, закалки и отпусков (прил. 1).
3. Загрузить в предварительно нагретую печь обр. № 1 и 7 – на отжиг; обр. № 2 и 8 – на нормализацию; обр. № 3-6 и 9-12 – на закалку, выдержать в печи и охладить по режимам соответственно виду термической обработки.
4. Образцы № 4 и 10 подвергнуть отпуску при температуре 200оС, образцы № 5 и 11 – при 400оС и образцы № 6 и 12 – при 600оС. Время выдержки не менее 50 минут, охлаждение после отпуска на воздухе.
5. Начать предварительное оформление отчета.
Второе занятие (2 часа).
1. Зачистить на шлифовальной бумаге с грубым зерном торцы образцов и измерить твердость:
- образцов № 1,2,7,8 – на твердомере Бринелля;
- образцов № 3-6 и 9-12 – на твердомере Роквелла.
Результаты занести в отчет.
2. Провести предварительную шлифовку (вручную) образцов на шлифовальных бумагах различной зернистости и отполировать на полировальном станке поверхность шлифов.
3. Промыть и высушить фильтровальной бумагой шлифы после полировки.
4. Протравить шлифы в реактиве, повторно промыть и высушить.
5. Изучить и зарисовать в отчете микроструктуры образцов.
Содержание отчета
При составлении отчета необходимо:
- сформулировать цель и задачи работы;
- дать краткое изложение теории термической обработки и характеристику различных видов термообработок;
- перечислить необходимое оборудование и материалы, использованные при выполнении работы;
- кратко описать методику выполнения работы;
- привести результаты экспериментов в табл. 1 и 2 нижеприведенных форм;
- описать превращения, происходящие при отжиге, нормализации и отпуске сталей;
- привести рисунки микроструктур исследованных сталей после различных видов термической обработки; проанализировать микроструктуры и описать их различие;
- сравнить твердость сталей после отжига, нормализации, закалки и закалки с отпуском. Построить график зависимостей твердости закаленных сталей от температуры отпуска (рис. 3): для образцов № 3 и 9 температуру отпуска считать равной +20оС;
HRC
0 200 400 600 оС
Рис.3. Зависимость твердости закаленных сталей
от температуры отпуска
- отчет закончить выводами.