- •Введение
- •Теоретическая часть. Классификация видов термической обработки.
- •Собственно термическая обработка (сто)
- •1.1. Отжиг
- •1.2. Закалка
- •1.3. Отпуск
- •1.4. Старение
- •2. Деформационно-термическая обработка
- •3. Химико-термическая обработка
- •3.1 Цементация
- •3.2. Азотирование
- •3.3. Нитроцементация, цианирование сталей
- •3.4. Диффузионное насыщение металлами
- •Лабораторная работа № 1 термическая обработка стали 40
- •Краткие сведения из теории
- •Превращение в стали при нагреве
- •Превращение в стали при охлаждении
- •Превращение аустенита при непрерывном охлаждении
- •Задание
- •Методика выполнения работы Методика закалки
- •Методика отпуска
- •Оформление отчета
- •Разделы программы, которые нужно знать при выполнении и сдаче лабораторной работы
- •Лабораторная работа № 2 термическая обработка легированных сталей
- •Краткие сведения из теории
- •Закаливаемость и прокаливаемость стали
- •Особенности термической обработки легированных сталей
- •Режимы термической обработки стали 40хнма:
- •Методика выполнения и оформления работы.
- •Для выполнения работы необходимо знать следующие разделы программы:
- •Маркировка легированных сталей
- •Определение влияния температуры нагрева и скорости охлаждения на структуру и свойства стали 40.
- •Проведение отпуска стали 40 после закалки на структуру мелкоигольчатого мартенсита
- •Изотермическая закалка
Введение
Термическая обработка металлов и сплавов представляет собой наиболее распространенный вид обработки, применяемый как к заготовкам в процессе изготовления деталей для улучшения их технологических свойств, так и к готовым деталям в качестве окончательной операции, придающей материалу требуемую структуру и свойства.
Для целостного изучения темы «Термическая обработка сплавов» в курсе «Материаловедение» данный лабораторный практикум содержит теоретическую часть и методические указания к выполнению лабораторных работ.
Первая работа настоящего практикума посвящена практическому знакомству с закалкой и отпуском углеродистой стали и методикой последующего контроля термически обработанных сталей, изучению влияния температуры нагрева и скорости охлаждения на структуру и твердость стали.
Цель второй работы, ознакомить студентов с особенностями термической обработки легированных конструкционных сталей по сравнению с углеродистыми. Рассмотрено влияние легирующих элементов на критическую скорость закалки, теплостойкость, прокаливаемость.
Третья работа посвящена практическому знакомству с технологией цементации стали; изучению влияния температуры и времени цементации на глубину диффузионного слоя; влияние термической обработки после цементации на твердость поверхностного слоя и сердцевины цементованных образцов.
В четвертой работе рассмотрено влияние состава и температуры нагрева на теплостойкость инструментальных сталей.
Теоретическая часть. Классификация видов термической обработки.
Термообработку подразделяют на предварительную и окончательную. Предварительная термообработка применяется для подготовки структуры и свойств материала для последующих технологических операций (например, горячей обработки давлением, улучшения обрабатываемости резанием и т.д.). Окончательная термообработка формирует свойства готового изделия.
Существующие способы реализации термической обработки подразделяются на собственно-термическую (СТО), химико-термическую (ХТО), термомеханическую (ТМО) и термическую обработку с оплавлением поверхности (ТО с ОП) (рисунок 1).
Рис. 1. Классификация видов термической обработки
Собственно термическая обработка (СТО) заключается только в тепловом воздействии на материал детали. При этом предполагается, что металл не изменяет свой химический состав, не деформируется и поверхность не оплавляется (рисунок 2).
Рисунок 2. Схема собственно термической обработки (СТО)
Химико-термическая обработка (ХТО) заключается в нагреве, выдержке и охлаждении деталей из сталей или титановых сплавов в среде, содержащей какой-либо элемент, например, углерод, азот, углерод и азот, бор, а также металлы – алюминий, хром, иттрий, титан, бериллий и др. (рисунок 3).
Рисунок 3. Схема химико-термической обработки
Термомеханическая обработка (ТМО) заключается также в нагреве, выдержке и пластической деформации и последующем быстром охлаждении (рисунок 4).
Рисунок 4. Схема термомеханической обработки, – пластическая деформация
Термическая обработка с оплавлением поверхности заключается в быстром нагреве высокоэнергетическими источниками поверхности деталей и последующем охлаждении со скоростью не менее 106 °C/с. При этом достигается аморфное строение поверхностного слоя. Может применяться в приборостроении, медицинской технике и аппаратах для улучшения служебных характеристик: износостойкости, физических свойств (рисунок 5).
Рисунок 5. Схема термической обработки с оплавлением поверхности