Выбор температуры закалки .

Доэвтектоидные стали нагревают до температуры на 30-50 выше точки Ас3.В том случае сталь с исходной структурой перлит-феррит при нагреве приобретает аустенитную структуру, которая при последующем охлаждении со скоростью выше критической превращается в мартенсит.Закалку от температуры, соответствующих межкритическому интервалу(Ас1-Ас3), не принимают.При всех температурах нагрева в межкритическом интервале температур вследствие получения после закалки структуры мартенсита и сохранвшегося при нагреве феррита твердость и прочность стали имеют более низкие значения по сравнению со значениями, полученными при закалке от температур выше Ас3.Заэвтектоидные стали под закалку нагревают несколько выше Ас1.При таком нагреве образуется аустенит при сохранении некоторого количества вторичного цементита. После охлаждения структура стали состоит изз мартенсита и нерастворимых частиц карбидов, обладающих высокой твердостью.Верхний предел температуры закалки для большинства заэвтектоидных сталей ограничивают, так как чрезмерное повышение температуры выше Ас1 связано с ростом зерна, что приводит к снижению прочности и сопротивления хрупкому разрушению.Поэтому интервал колебания температур закалки большинства сталей невелик.Для многрих сталей температура нагрева под закалку значительно превышает критические очки Ас1 и Ас3 (на 150-250), что необходимо для перевода в твердый раствор специальных карбидов и получения требуемой легированной аустенита.Это повышение температуры не ведет к заметному росту зерна, так как нерастваренные частицы карбидов тормрзят рост зерна аустенита.

При комнатной температуре сталь У12 имеет структуру цементита и перлита.До температуры Ас1 сохраняется исходная структура.При температурах Ас1 происходит превращение перлита в аустенит с содержанием углерода 0, 8 %.При нагреве выше точки Ас1 происходит растворение цементита в аустените.Увеличение температуры выше точки Ась вызывает рост зерна аустенита.Критические точки для стали У12: Ас1=730; Асм=820.Для закалки заэвтектоидные стали нагревают на 50-70 градусов выше точки Ас1.Таким образом, температура нагрева под закалку составляет 780-800.При этих температурах в стали наряду с аустенитом имеется цементит.Поэтому после закалки в структуре заэвтектоидных сталей мартенсит с цементитом небольшое количество остаточного аустенита.Охлаждающая среда при закалке- индустриальное масло.Твердость поверхности после закалки 62-64 HRC.Для снятия напряжений и стабилизации структуры после закалке изделия подвергают низкому отпуску.

Задание №4

Детали рессорно-пружинных сталей работают на упругие нагрузки и поэтому упрочняются закалкой и средним отпуском (350-520° С). Структура стали после упрочнения – троостит отпуска.

Так как закалка была выполнена правильно, то при термообработке стали скорее всего не был выдержан режим отпуска и учитывая занижение твердости на техническими условиями можно предположить переотпускстали, т.е. дефект который получается при температуре отпуска выше нормальной, в результате сталь не достигает требуемых свойств и получает пониженную твердость и низкие пределы прочности и упругости.

Исправление дефекта: отжиг, а затем закалка с последующим отпуском при нормальной температуре. Твердость пружин в термообработанном состоянии должна быть HRC 40–47, структура трооститная.

Задание №5

Керамика-неорганический материал, получаемый из отформованных минеральных масс в процессе высокотемпературного обжига.В результате обжига (1200-2500) формируется структура материала (спекание), и изделие приобретает необходимые физико-механические свойства.

Керамические материалы могут быть изготовлены на основе глины.Глина в смеси с водой дает пластическую, способную формоваться массу и после обжига приобретает значительную механическую прочность.Техническая керамика-включает исскуственно синтезированные керамические материалы различного химического и фазового состава; она обладает специфическими комплексами включает исскуственно синтезированные керамические материалы различного химического и фазового состава; она обладает специфическими комплексами свойств.Такая керамика содержит минимальное количество или совсем не содержит глины.Основными компонентами технической керамики являются окислы и бескислородные соединения металлов.Любой керамический материал является многофазной системой.В керамике могут присутствовать криссталичнская, стекловидная и газовая фазы.

Кристаллическая фаза представляет собой определенные химические соединения или твердые растворы.Эта фаза состовляет основу керамики и определяет значения механической прочности, термостойкости и других ее основных свойств.

Стекловидная фаза находится в керамике в виде прослоек стекла, связывающих кристаллическую фазу. Обычно керамика содержит от 1 до 40% стеклофазы, которая снижает механическую прочность и ухудшает тепловые показатели.Однако стеклообразующие компоненты облегчаю технологию изготавления изделий.

Газовая фаза представляет собой газы, находящиеся в порах керамики; по этой фазе керамику подразделяют на плотную, боз открытых пор и пористую. Наличие даже закрытых пор нежелательно, так как снижается механическая прочность материала.

Большинство видов специальной технической керамики обладает плотной спекшейся структурой поликристаллического строения, для ее получения применяют специфические технологические приемы.

Большой интерес представлят использование керамики на основе чистых окислов в качестве высокоогнеупорного и конструкционного материала.В производстве оксидной керамики используют в основном следующие окислы: AL2O3? ZrO2? MgO и др.Структура керамики однофазная поликристаллическая.Кроме кристаллической фазы может содержаться небольшое количество газов(поры) и стекловидной фазы, которая образуется в результате наличия примесей в исходных материалах.Температура плавления чистых окислов превышает 2000, поэтому их относят к классу высокоогнеупоров.Как и для других неорганических материалов, окисная керамка обладает высокой прочностью при сжатии по сравнению м прочностью при растяжении или изгибе; более прочными являются мелкокристаллические структуры, так как при крупнокристаллическом строении на ганице между кристаллами возникают значистельные внутренние напряжения.

С повышением температуры прочность керамики понижается.При использовании материалов в области высоких температур важным свойством является окисляемость.Керамика чистых окислов, как правило, не подвержена процессу окисления.

Керамика из AL2O3 обладает высокой прочностью, которая сохраняется при высоких температурах, химически стойка, отличный диэлектик.Термическая стойкость корунда невысокая.Изделия из него широко применяют во многих областях техники: резцы, используемые при больших скоростях резания, калибры, фильеры для протяжки стальной проволки, детали высокотемпературных печей, подшибники печных рольгангов, детали насосов, свечи зажигания в двигателях внутреннего сгорания.Керамика с плотной структурой используется в качестве вакуумной керамики; пористая- как термоизоляционный материал.В корундовых тиглях производится плавление различных металлов, окислов, шлков.Корундовый материал микролит по свойствам превосходит другие инструментальные материалы, его плотность до 3, 96 г\см3, до 500 кгс\мм2, HRA92-93 и красностойкость до 1200.Из микролита изготавливают резцовые пластинки, фильеры, насадки, сопла, матрица т др.

Особенностью оксида цинка 2 является слабокислотная или инертная природа, низкий коэффициент теплопроводности в интервале температур 100-1000.Рекомендуемые температуры применения керамики из двуокиси циркония 2000-2200; она используется для изготовления огнеупорных тиглей для плавки металлов и сплавов, как тепловая изоляция печей, аппаратов и реакторов, в качестве покрытия на металлах для защиты последних от действия темератур.

Керамики из икиси магния и кальция стойки к действию основных плаков различных мателлов, в том числе и щелочных.Термическая стойкость их низкая.Окись магния при высоких температурах летуча, окись кальция способна к гидратации даже на воздухе.Их применяют для изготовления тиглей, кроме того, MgO используют для футеровки печей, пирометрической аппаратуры и т.д.

Керамика из икиси бериллия отличается высокой теплопроводностью, что сообщает ей высокую термостойкость.Прочностные свойства материала невысокие.Окись бериллия обладает способностью рассеивать радиоактивные излучения высоких энаргий, имеет высокий коэффициент замедления тепловых нейтронов, применяется для изготовления тиглей для поавки некоторых чистых металлов, в качестве вакуумной керамики и в атомных реакторах.

Керамики из окисей тория и урна имеют высокую температуру плавления, но обладают высокой плотностью и радиоактивны.Их применяют для изготовления тиглей для поавки родия, платины, иридия и других металлов, в конструкциях электропечей, для тепловыделяющих элемнтов в энергетических реакторах.