626
.pdfобразованием химического соединения железа с углеродом, обедненного углеродомпосравнению сцементитом.Такоесоединение называют Е-карбидом, имеющим формулу Fe2,3C.
Между решеткой мартенсита и решеткой Е-карбида имеет место так называемая когерентная связь, т.е. отдельные кристаллографические плоскости являются общими и для Е-карбида
идля мартенсита.
Вместах образования Е-карбида концентрация углерода в твердом растворе уменьшается, поэтому уменьшается степень тетрагональностимартенсита.Происходит уменьшение внутренних напряжений.Структура, состоящая из менеететрагонального мартенсита, когерентно связанного с Е-карбидом, называется
мартенситом отпуска.
При низком отпуске сохраняется игольчатая структура мартенсита, ноиглы становятся менеерезкими, более расплывчатыми.
Мартенситотпускаимеетбольшуютравимость,чеммартенсит закалки,иподмикроскопомвыглядитболеетемнойсоставляющей.
Твердость мартенсита отпуска практически не отличается от твердости мартенсита закалки. Поскольку при формировании мартенсита отпуска выделяющиеся Е-карбиды располагаются преимущественно не в объеме кристаллов, а по их границам, то в случае отпуска при температурах 250–350 °С заметно снижаетсяударнаявязкостьстали.Этоявлениеназываетсянеобратимой отпускной хрупкостью. Особенно ярко оно проявляется в легированных сталях. По этой причине отпуск таких сталей при температуре 250–350 °С обычно не производится.
При температурах, близких к 300–350 °С, решетка Е-карбида перестраивается в решетку цементита, отделяется от решетки твердого раствора и приобретает округлую форму. Образуется дисперсная смесь феррита и цементита, в которой кристаллы цементитаимеют зернистую форму. Такая структура называется трооститом отпуска. Отпуск при температурах 350–450 °С
называютсреднетемпературным.
Троостит отпуска является сильнотравящейся структурой и под микроскопом выглядит темной массой, игольчатое строение становится различимым под оптическим микроскопом при больших увеличениях (в 500 раз и более). Твердость сорбита состав-
ляет 300–350 HB (рис. 10).
11
Рис. 10. Троостит отпуска стали У8, 500
Частицы, образующие эту феррито-цементитную смесь, настолько малы, что с помощью небольшого увеличения различить их не представляется возможным.
Структура троостита отпуска обладает высоким пределом упругости,поэтомусреднетемпературныйотпускприменяютдля рессор, пружин и т.д.
При температурах 550 - 600°С происходит укрупнение зернышек цементита, образуется мелкозернистая смесь феррита и цементита, которая называется сорбитом отпуска (рис. 11).
Рис. 11. Сорбит отпуска стали У8, 500
12
Отпуск при температурах 550–650 °С называется высокотемпературным.Послевысокотемпературного отпуска болееполно снимается внутреннее напряжение, понижается твердость закаленной стали, но значительно повышается пластичность, т.е. обеспечивается комплекс повышенных механических свойств по сравнению с отожженным состоянием.
2.Порядок выполнения работы
1)Начертите схему кристаллической решетки мартенсита закалки. Укажите примерную твердость мартенсита низко-, средне- и высокоуглеродистой стали (С 0,1 %, С 0,4 %,
С0,8 %).
2)Проведите микроисследование и схематически зарисуйте микроструктуру коллекции шлифов стали 50 и стали У10. На схемах обозначьте каждую структурную составляющую.
3)По микроструктуре определите, какой термической обработке подвергались образцы.Укажите, выше какой критической точки сталь нагревалась, с какой скоростью по отношению к
критической скорости (vкр) охлаждалась, был ли отпуск и при какой температуре.
4)Укажите структуры перлитного типа, их фазовый состав и твердость.
13
|
Оглавление |
|
Тема: Микроструктура углеродистых сталей после различной термической |
|
|
|
обработки ................................................................................................ |
3 |
1. |
Краткие теоретические сведения .................................................................. |
3 |
|
1.1. Влияние скорости охлаждения на структуру углеродистых сталей ........... |
3 |
|
1.2. Структура углеродистых сталей после закалки....................................... |
7 |
|
1.3. Структура углеродистых сталей после отпуска ...................................... |
10 |
2. |
Порядок выполнения работы ..................................................................... |
13 |
14
Учебное издание
Тихомирова Людмила Борисовна Самойлова Елена Владимировна
МИКРОСТРУКТУРА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ РАЗЛИЧНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплинам «Материаловедение», «Конструкционные материалы»
Редактор Л.В. Лебедева
Компьютерная верстка Ю.В. Борцова
|
Изд. лиц. ЛР № 021277 от 06.04.98. |
|
|
|
Подписано в печать 14.10.10. |
|
|
1,0 печ. л. |
0,9 уч.-изд. л. |
Тираж 300 экз. |
Заказ № 2244 |
Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения 630049, Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191
Тел./факс: (383) 328-03-81. Е-mail: press@stu.ru