0 С), можна змінювати її структуру, а, отже, і властивості в порівнянні з рівноважним станом.
Розпад аустеніту відбувається з певною швидкістю, яка залежить в основному від температури переохолодження. Час з моменту переохолодження до початку розпаду називається інкубаційним періодом.
Якщо температура розпаду аустеніту становить 700-680 0 С, то утворюється перліт. при 670 - 650 0 С - сорбіт. а при 550-450 0 С - троостіт. Після закінчення перетворення швидкість охолодження не впливає на структуру стали.
На рис. 1 представлена діаграма ізотермічного розпаду аустеніту.
Криві 1 і 2 представляють собою геометричні місця точок, що відповідають початку і кінця ізотермічного розпаду переохолодженого аустеніту. Область, що знаходиться зліва від кривої 1 називається областю переохолодженого аустеніту, область між кривими 1 і 2, характеризує процес розпаду аустеніту, і область праворуч від кривої 2 представляє продукти розпаду переохолодженого аустеніту.
На рис. 2 представлені графіки різних видів термічної обробки, які проводяться в цій роботі.
Мал. 2. Графіки охолодження оброблюваних зразків: 1 - нормалізація, 2 - ізотермічних отжиг, 3,4 - ізотермічна гарт на троостіт і Бейн, 5 - ступінчаста гарт, 6 - безперервна гарт; I - кінець перетворення, II - початок перетворення.
Нормалізація. Крива № 1.
При нормалізації стали нагрівають вище лінії GSE на 30. 50 0 С. Після витримки, що забезпечує задану температуру по всьому перетину деталі, охолоджуються на спокійному повітрі. Основною метою нормалізації є отримання дрібнозернистої однорідної структури; усунення сітки цементиту в структурі заевтектоідной стали; часткове зменшення внутрішньої напруги і наклепу; поліпшення оброблюваності різанням і штампованих. Нормалізація іноді є попередньою операцією перед остаточною термічною обробкою. Низьковуглецевий сталь після нормалізації має структуру фериту і перліту. Структура середньовуглецевих сталей після нормалізації представляє собою ферит і сорбіт.
Ізотермічний отжиг. Крива 2.
Ізотермічний отжиг полягає в нагріванні стали вище температури точок А1 і нижче А3. витримці при цій температурі до повного завершення фазових перетворень і перенесення виробів в соляну ванну або піч з температурою на 30. 100 0 С нижче А1. де і здійснюється витримка до повного розпаду аустеніту.
Час ізотермічної витримки має бути трохи більше часу ізотермічного перетворення аустеніту визначається по С - діаграмі. Цей вид відпалу економічніше звичайного і забезпечує отримання більш однорідної структури, так як при ізотермічної витримки температура по перетину виробу вирівнюється, і перетворення у всьому обсязі стали відбувається при однаковому ступені переохолодження.
Изотермическая гарт. Криві 3 і 4.
Ступінчаста гарт. Крива 5.
Мал. 3. Діаграма ізотермічного розпаду аустеніту стали У10.
І ще одна перевага ступінчастою загартування - сталь при температурі "сходинки" має структуру аустеніту, а після вилучення деталі з гарячою середовища деякий час має високу пластичність, що дозволяє в цей час виробляти рихтування для усунення викривлення. Це особливо важливо для довгих і тонких виробів, які при загартуванню піддаються викривленню.
Порядок виконання роботи.
1. Кожен студент отримує 1-2 зразка зі сталі У8 або У10 і виконує поставлене вид термічної обробки, нагрів всіх зразків здійснюється в одній печі. Попередньо необхідно виміряти вихідну твердість (НВ) всіх зразків.
2. Перед початком термічної обробки для всіх видів ізотермічних обробок необхідно визначити час інкубаційного періоду і загальний час ізотермічної обробки, використовуючи для цієї мети діаграму ізотермічного розпаду аустеніту (рис. 3)
3. після термічної обробки виміряти твердість зразків (НRB, НRC), результати вимірювання занести в таблицю і при цьому вказати передбачувану структуру.
1. Наводяться короткі відомості з теорії.
2. Графік всіх видів термічної обробки.
3. Заповнюється таблиця 1.
4. Наводяться висновки за отриманими експериментальними даними.
2. Що спільного між відпалом і нормалізацією і в чому їхня відмінність?
3. Які переваги має ізотермічний отжиг перед звичайним отжигом?
4. Чим обумовлено освіту сорбіту та троостита в порівнянні з перлітом?
5. У чому переваги і недоліки ізотермічного загартування в порівнянні з безперервною?
6. Чим відрізняється ступінчаста гарт від ізотермічної?
7. Яке практичне використання діаграми ізотермічного розпаду аустеніту?
8. Назвіть основний фактор, що впливає на стан точок Мн і Мк.
Лабораторна робота № 10