Ответы на билеты по Материаловедение на тему Материаловедение

1. Установите температуру закалки и последующего отпуска шестерни из углеродистой стали, содержащей 0,3%С. Зарисуйте схему микроструктуры. Назовите фазы.
Закалкой называется операция термической обработки, состоящая из нагрева до температур выше верхней критической точки AC3 для доэвтектоидной стали (в нашем случае углеродистой стали, содержащей 0,3%С) и выдержки при данной температуре с последующим быстрым охлаждением (в воде, масле, водных растворах солей и пр.).
В результате закалки сталь получает структуру мартенсита и благодаря этому становится твердой.
Закалка повышает прочность конструкционных сталей, придает твердость и износостойкость инструментальным сталям. Режимы закалки определяются скоростью и температурой нагрева, длительностью выдержки при этой температуре и особенно скоростью охлаждения.
Для правильного проведения закалки и отпуска углеродистой стали необходимо выбрать режим, т.е. установить температуру нагрева, время нагрева и охлаждающую среду (скорость охлаждения).
Температура нагрева углеродистой стали под закалку определяется положением критических точек А1 и А3 на диаграмме железо-углерод (рис.3). Для доэвтектоидных сталей обычно производят полную закалку с температуры нагрева t=АС3+(30-50ОС).
Нагрев до более высоких температур вызывает рост зерен аустенита, что приводит к образованию крупноигольчатого мартенсита, обладающего повышенной хрупкостью. При перегреве увеличивается также склонность стали к деформации и образованию трещин. При нагреве доэвтектоидной стали до температуры выше АС1, но ниже АС3 (неполная закалка) в структуре после закалки наряду с мартенситом остается избыточный феррит, который снижает твердость закаленной стали и ухудшает механические свойства после отпуска.
Время нагрева под закалку должно обеспечивать гомогенизацию аустенита. Общее время нагрева под закалку tН складывается из времени нагрева до необходимой температуры t’Н и времени выдержки при этой температуре tВ. Время нагрева до необходимой температуры зависит от нагревающей способности среды, размеров, формы и способа укладки деталей в электрической печи и др. В нашем случае температура закалки должна быть 930-9500С.