Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства сталей

1.

Л/р №2. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства сталей.
1. Теоретические сведения.
Ориентировочно данные о распаде аустенита при непрерывном охлаждении можно получить
наложением кривых охлаждения на диаграмму изотермического распада данной стали:
А с3
А с1
МН
lg τ

2.

Верхняя и нижняя критические скорости
А с3
Нижняя
критическая
скорость
–
максимальная
скорость
охлаждения,
обеспечивающая распад переохлажденного
аустенита только по первой ступени.
А с1
Vнкз
Vвкз
Верхняя
критическая
скорость
–
минимальная
скорость,
обеспечивающая
распад
переохлажденного
аустенита
по
сдвиговому механизму.
МН
lg τ
Р, %
100
П
М
Vохл

3.

Подавление выделения избыточных фаз
А с3
А с1
В доэвтектоидных (заэвтектоидных) сталях
начиная с определенной скорости охлаждения
возможно подавление выделения избыточных
ферритных (карбидных) фаз.
Vф(к)
МН
lg τ
Р, %
100
Vф
Vнкз
Vвкз
Ф
П
М
Vохл

4.

Стали с высокой степенью до- или заэвтектоидности
Ас3
Ас1
В сталях с высокой степенью до- или
заэвтектоидности
скорость
подавления
выделения избыточной фазы может являться
верхней критической скоростью закалки.
Vф
МН
VНКЗ
lg τ
Vф=VВКЗ
VпВКЗ

5.

Изотермические и термокинетические диаграммы распада
Более точные данные, характеризующие превращение аустенита при непрерывном охлаждении,
обеспечивают экспериментально полученные термокинетические диаграммы.

6.

Л/р №2. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства сталей.
2. Экспериментальная часть.
Для исследуемых сталей нужно рассчитать:
1. Значение верхней критической скорости охлаждения по упрощенной формуле
Vвкз
A1 ( A3 ) t min
1.5 min
,где
А1(А3)
–
температура
критических точек;
соответствующих
t min – температура минимальной устойчивости
переохлажденного аустенита;
τ min – продолжительность инкубационного
периода при температуре t min .
2. Положение мартенситной точки Мн по формуле Попова
Мн 520 320 %С 50 %Mn 30 %Cr 20 (% Ni %Mo) 5 (%Cu %Si)

7.

Условия охлаждения
При выполнении работы используется четыре варианта охлаждения образцов: в воде, в масле, на
воздухе, охлаждение с печью.
В – вода
Маркировка вариантов охлаждения: М – масло
З – воздух
П – печь
900
800
температура, С
700
600
вода
500
масло
400
воздух
300
Приблизительные
охлаждения:
скорости
в воде – 400 °С/с
в масле – 30-50 °С/с
на воздухе – 0,3 °С/с
200
с печью – определяется в
ходе эксперимента.
100
0
1
10
100
1000
10000
время, с
Методы исследования образцов – дюрометрический и металлографический.

8.

Л/р №2. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства сталей.
3. Оформление отчета.
1) Название и цель работы
2) Краткий конспект теории
3) Справочные данные о рассматриваемых сталях: марочный химсостав, критические точки,
диаграммы распада, области применения.
4) Таблица экспериментальных данных:
Охлаждающая среда
Твердость, НВ
сталь 1
сталь 2
Вода
Масло
Воздух
Печь
5) Расчет мартенситной точки сталей по формуле Попова
7) Расчет верхней критической скорости охлаждения по упрощенной формуле

9.

Оформление отчета
8) Зарисовка и описание микроструктур
углеродистая
легированная
Вода
Масло
Воздух
Печь
9) Выводы о влиянии скорости охлаждения на структуру и свойства углеродистых и
легированных сталей.