Контрольная работа: Материаловедение металлы и сплавы
Для смягчения действия закалки сталь отпускают, нагревая до температуры ниже точки А1 .
Отпуск. Отпуск снимает или уменьшает остаточные напряжения, повышает вязкость, уменьшается твердость и хрупкость. Различают низкий, средний и высокий отпуск.
Низкий отпуск (Тотп = 150-250°С), охлаждение на воздухе. Применяют для снятия внутренних напряжений в закаленной стали с целью повышения вязкости без заметного снижения твердости. Средний отпуск (Тотп. = 300-500°С), твердость стали, заметно понижается, вязкость увеличивается. В процессе высокого отпуска (Тотп=500-650°С) мартенсит распадается с образованием троостита, а затем и сорбита. Эти структуры обеспечивают лучшее сочетание механических свойств: повышенные прочность, вязкость и пластичность. Высокому отпуску (улучшению) подвергают среднеуглеродистые (0,3-0,5%С) конструкционные стали, к которым предъявляются высокие требования к пределу текучести, пределу выносливости и ударной вязкости. В данном случае для получения высоких показателей прочности, пластичности и ударной вязкости рекомендуется высокий отпуск.
6. Структурные превращения:
· Исходная структура (до закалки) – Механическая смесь феррита и перлита;
· Структура при нагреве выше Ас1 – Аустенит (твердый раствор углерода в γ-железе);
· Структура после закалки – Мартенсит (пересыщенный твердый раствор углерода в
α-железе);
· Структура после высокого отпуска – Сорбит отпуска .
С труктура улучшенной стали-сорбит
Микроструктура мартенсита стали 50 после закалки
Самостоятельная работа 5.1
«Выбор марки стали в зависимости от условий работы»
Вариант Задания №9
1. Щёки и шары машин для дробления руды и камней работают в условиях повышенного абразивного износа, сопровождаемого ударами. Выбрать сталь для изготовления щёк и шаров, указать её химический состав и свойства, в том числе обрабатываемость резанием и поведением в работе. Указать структуру стали в готовом изделии.
2. Для щёк и шаров машин для дробления руды и камней необходимо выбрать сталь, имеющую высокое сопротивление износу, с одновременным воздействием высоких давлений или ударных нагрузок.
Износ деталей машин вообще является сложным процессом. Типовые случаи: обычное трение скольжения и абразивный износ. В первом случае металл наклепывается с поверхности, поэтому износостойкость существенно зависит от способности металла наклепываться. Во втором случае, когда частицы металла вырываются с поверхности, износостойкость определяется твердостью и сопротивлением отрыву. Износостойкость может быть повышена химико-термической обработкой.
Для таких деталей применяют износостойкие стали.
3. К таким сталям относят высокомарганцовистую литую сталь, аустенитного класса, марки 110Г13Л.
110Г13Л , содержат около 1 % С (углерода) и 12-13 % Мn (марганца), иногда такую сталь обозначают как Г13Л (1,1 % С; 3 % Мn; 0,5 % Si). Буква Л означает, что сталь литая.
Сталь 110Г13Л обладает высокой износостойкостью.
Структура этой стали после литья состоит их аустенита и избыточных карбидов (Fe, Мn)3 С,
Выделяющихся по границам зерен, карбиды снижают вязкость и прочность стали.
Поэтому литые изделия подвергают закалке до 1100° С и с охлаждением в воде.
При таком нагреве растворяются карбиды, и сталь после закалки приобретает более устойчивую структуру аустенитную структуру с твердостью по Бринеллю НВ=180-220
Стали 110Г13Л обладает следующими механические свойствами:
Предел прочности, σв - 800-900 МПа
Предел текучести, σт - 310-350 МПа