Материал: Анализ диаграммы состояния системы железо-цементит

.4 Основные свойства детали, приобретённые после термической обработки

Большинство легированных сталей приобретают высокие физико-механические свойства лишь после термической обработки. Термической обработкой для детали марки 40 ХФА является закалка и высокий отпуск.

После данного улучшения она имеет высокую прочность, пластичность, высокий предел выносливости, хорошую прокаливаемость, малую чувствительность к отпускной хрупкости.

После закалки данной стали, проводимой при температуре 880 ºС, повышается твердость и прочность. Если ГОСТ данной стали является 4543-71, то твердость после закалки и высокого отпуска ≈ 730 МПа. В данном случае в качестве охладителя используется масло.

Так же при высоком отпуске деталь получает наилучшее сочетание механических свойств: повышение прочности, вязкости и пластичности. Если отпуск проводить при температуре 690 ºС, то данная деталь, имеющая ГОСТ 4543-71, после термической обработки получит следующие свойства: временное сопротивление 880МПа, относительное удлинение = 10%, относительное сужение поперечного сечения 50%.

Термическая обработка дает детали наилучшие физико-механические свойства, после чего она полностью готова к эксплуатации.

.5 Микроструктура стали после термической обработки и определения отдельных структурных составляющих с указанием твердости

Данная легированная сталь после улучшения будет иметь структуру сорбита. См. рис. 5.

Рисунок 5

На рисунке 5 показана структура сорбита в масштабе (×7500).

Сорбит - это ферритно-цементитная смесь, образовавшаяся при распаде аустенита в интервале температур от 700до 600 ºС.

В сорбите размеры частиц цементита меньше, чем в перлите, но больше, чем в троостите.

Твердость данной ферритно-цементитной смеси ≈ 250-330 МПа.

Структура феррита в сорбите представлена одной фазой - твердым раствором, состав которого меняется с изменением температуры. Феррит обладает высокой пластичностью, но твердость у него все же низка. Повышенная твердость, которая присуща сорбиту, обеспечивается другой структурой - цементитом. Цементит в сплавах железа с углеродом повышает их твердость и уменьшает вязкость и пластичность.

Твердость цементита, по Бринелю, равна 8000 МПа, отсюда видно, почему сорбит обладает достаточно высокой твердостью.

Список использованных источников

1. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы: учеб. для средних специальных учебных заведений / В.М. Никифоров. - Изд. 7-е, перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. - 363 с., ил.

. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов: учеб. для учащихся металлургических и машиностроительных техникумов / Ю.М. Лахтин. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1979. - 320 с.

Кузьмин Б.А. Металлургия и конструкционные материалы : учеб. для мех. и машиностроит. техникумов. / Б.А. Кузьмин, А.И. Самохоцкий. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984. - 256с. : ил.

Казаков Н.Ф. Технология металлов и других конструкционных материалов: учеб. пособие для студентов не машиностроительных специальностей высших учеб. заведений / Н.Ф. Казаков, А.М. Осокин, А.П. Шишкова; под ред. Н.А. Казакова. - М.: Металлургия, 1975. - 426 с.

Сорокина В.Г. Марочник сталей и сплавов: учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей / В.Г. Сорокина; под ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение.