Название: Методические указания к лабораторной работе № 3 по курсу «Материаловедение» (А.И. Смирнов)

Жанр: Гуманитарные

Просмотров: 1279


Методические указания по выполнению работы

 

При осуществлении различных видов термической обработки сталей с различным содержанием углерода можно получить в деталях машин самое различное структурное состояние, обеспечивающее различную прочность. Поэтому для проведения данного исследования необходимо изучить условия работы контрольной детали в узле и, варьируя содержание углерода в стали и режимы термической обработки, выбрать оптимальные.

 

Порядок выполнения исследования

 

Получить индивидуальное задание, которое представляет собой чертеж узла. Для изготовления детали этого узла могут быть применены следующие стали: сталь 20, сталь 45 и сталь У8.

Исследовать влияние содержания углерода и вида термической обработки на твердость стали, с целью получения научной информации по применению углеродистой стали при изготовлении контрольной детали. Для этого необходимо:

назначить режим термической обработки сталей 20, 45, У8 – отжига, нормализации, закалки, закалки с низким отпуском, закалки со средним отпуском, закалки с высоким отпуском (табл. 3).

выполнить в указанной последовательности на одном образце каждой стали все виды обработки. после каждого вида обработки измерять твердость образцов с занесением данных в табл. 4.

по полученным данным построить график зависимости твердости стали от содержания углерода для выполнения видов термической обработки;

изучить микроструктуры сталей 20, 45, У8 после различных видов термической обработки и схематично их зарисовать (табл. 4);

выбрать по графику две марки стали, обработанные по режимам, обеспечивающим получение твердости в соответствии с требованием чертежа контрольной детали.

3. Дать заключение по результатам исследования. В заключении необходимо обосновать выбор марки стали и режима термической обработки контрольной детали, используя данные микроанализа и результаты испытания образцов.

 

План отчета

 

Цель работы.

Эскиз контрольной детали с описанием свойств, требуемых условиями эксплуатации.

Последовательность проведения исследования:

а) зарисовать диаграмму железо-углерод с режимами термической обработки стали (рис. 1);

б) дать краткое описание видов термической обработки и выбор температур нагрева в зависимости от содержания углерода;

 

Таблица 3

 

Выбор режимов термической обработки

 

Вид

термической обработки

Сталь

20

45

У8

нагрев

˚ с

выдержка

мин.

Охлаждающая среда

нагрев

˚ с

выдержка

мин.

охлаждающая среда

нагрев

˚ с

выдержка

мин.

охлаждающая среда

отжиг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нормализация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закалка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закалка

и низкий

отпуск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закалка

и средний

отпуск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закалка

и высокий

отпуск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

 

Результаты испытаний и микроисследование структуры

термообработанных сталей

 

Вид

термической обработки

Сталь

20

45

У8

НВ

HRC

Микроструктура

НВ

HRC

микроструктура

НВ

HRC

микроструктура

отжиг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нормализация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закалка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закалка

и низкий

отпуск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закалка

и средний

отпуск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

закалка

и высокий

отпуск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) выбрать режимы термической обработки для сталей 20, 45, У8 (табл. 3);

г) дать краткое описание методик определения твердости стали (методы Бринелля и Роквелла);

д) построить график зависимости твердости сталей 20, 45, У8 от содержания углерода, при различных видах термической обработки (по данным табл. 4);

е) провести исследование микроструктур сталей после различных видов термической обработки (эскизы в табл. 4);

ж) выбрать сталь и обосновать режим термической обработки ее, удовлетворяющий требованиям чертежа контрольной детали;

з) сделать общие выводы по результатам исследования.

 

Список литературы

 

Арзамасов Б. Н. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1986.

Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1980.

Гуляев А.П. Материаловедение. – М.: Металлургия, 1978.

Геллер Ю. А., Рахштадт А. Г. Материаловедение (методы анализа, лабораторные работы и задачи). – М.: Металлургия, 1984.