7.6 Бақылау сұрақтары
7.6.1 Қандай қорытпа шойын деп аталады?
7.6.2 Шойынның түрлерін атаңыз.
7.6.3 Шойындағы графиттің пішіндері.
7.6.4 Шойынның механикалық қасиетіне графиттің пішінінің
тигізер әсері.
7.6.5 Шойынды құрылымына қарай класқа бөліңіз.
7.6.6 Шойынның механикалық қасиетіне оның металдық негізінің
көрсетер әсері.
7.6.7 Соғылымды шойынды алу жолдары.
7.6.8 Аса берік шойынды алу жолдары.
7.6.9 Сұр, соғылымды, аса берік шойындарды таңбалау принциптері.
8 Зертханалық жұмыс «КӨМІРТЕКТІ БОЛАТТЫ ТЕРМИЯЛЫҚ ӨҢДЕУ»
8.1 Жұмыстың мақсаты
8.1.1 Көміртекті болатты термиялық өңдеу процесімен таныстыру
8.1.2 Болатты шынықтыру және босату кезінде көміртегінің мөлшеріне қарай қасиетінің өзгеруіне қорытынды беру
8.1.3 Термиялық өңделген болаттың қаттылығы суыну жылдамдығына байланысты өзгеруін анықтау.
8.2 Аспаптар мен материалдар
8.2.1 Зертханалық SNOL 8/1600 электрпеші.
8.2.2 Көміртекті болат үлгілері (эвтектоидтқа дейінгі, эвтектоидты, эвтектоидтан кейінгі).
8.2.3 Қаттылықты өлшеуіш құралдар (ТШ және ТК типті).
8.2.4 Болатты суытуға арналған сұйықтар (су және май) құйылған арнаулы ыдыстар.
8.2.5 Қысқыштар.
8.2.6 Егеу қағаздары.
8.3 Теориялық мәліметтер
Көміртекті болаттың механикалық қасиеттері құрамындағы көміртегінің пайыздық мөлшеріне байланысты анықталатынын көміртекті болаттың құрылымын талдау жұмысында оқылған. Болаттың қасиетін құрамындағы көміртегінің мөлшерін өзгертпей термиялық өңдеу арқылы кеңінен өзгертуге болады.
Металды белгіленген температураға дейін қыздырып, осы температурада есепті уақыт ұстағаннан кейін әр түрлі жылдамдықпен суыту процестері термиялық өңдеу аталады. Термиялық өңдеу түрлеріне жасыту, шынықтыру және босату жатады.
Болатты тепе-теңдіктегі күйіне жеткізу үшін аустенитке өзгеруіне дейін қыздырып, соңынан өте баяу суыту (8.1-суреті, пешпен бірге, V1 жылдамдығы) арқылы жасыту жүргізіледі. Жасыту процесінен туындайтын негізгі өнім аустениттің ыдырауының t А1(727oС) өнімі - перлит.
Жасыту - жұмсартқыш термиялық өңдеу түріне жатады. Демек болаттың ең төменгі қаттылығын және кесіп өңдеуге, қысыммен өңдеуге бейімділігін көтереді және бұйымдар жасау процесінде қолданылатын механикалық өңдеулерден бұрын жүргізіледі.
Дайын бұйымдардың, тетіктердің жұмысқа жарамдылығын қамтамасыз ететін ең тиімді механикалық қасиеттері шынықтыру және босату процестерінен тұратын термиялық өңдеудің нәтижесінде қалыптасады.
Шынықтыру - болатты аустенитке өзгеруіне дейін қыздырып, белгіленген уақыт ұстап, соңынан шапшаң суыту (V Vк жылдамдығымен) процесінен тұратын термиялық өңдеу. Шынықтырудың негізгі мақсаты болаттың қаттылығы мен беріктігін ең жоғарғы деңгейге көтеру.
V – суыну жылдамдығы; V1234к5; Vк – межелі (к-критическая) суыту жылдамдығы; Ап – асыра суытылған аустенит; Мн, Мк – мартенситтік өзгерудің басталу (Мн) және аяқталу (Мк) температуралары.
8.1- сурет. Асыра суытылған аустениттің изотермиялық ыдырау диаграммасы («С – диаграммасы»). Эвтектоидтық болат үшін, 0,8%С.
Жоғарыда көрсетілгендей А1 нүктесінен төменде асыра суытылған аустенит тұрақсызданып ферритті-цементитті қоспа түзіп ыдырайды. Ыдырауының басталу және аяқталу уақыттарын 8.1-суреттегі диаграммадан көруге болады. Диаграмма бойынша әртүрлі жылдамдықпен суытқан аустениттен әртүрлі құрылым алуға болады. Суыту жылдамдығы Vкр жылдамдықтан төмен болса әртүрлі мөлшердегі ферритті– цементитті механикалық қоспа түзіледі.
Аустениттің ыдырауынан туындаған ферритті– цементитті түйіршіктердің бөлшектілігі ыдырау температурасына, демек аустениттің асыра суыну дәрежесіне байланысты қалыптасады. Ыдырау температурасы төмендеген сайын пайда болатын кристалдардың диффузиялық өсу жылдамдығы шапшаң төмендей бастайды, демек ферритті-цементитті қоспаның түйіршіктері ұсақтай береді де, қаттылығы көтеріледі. Сондықтан перлит типтес үш құрылым ажыратылады: перлит (d= 0.8мкм, НRC13), сорбит (d=0.3мкм, НRC26), троостит (d=0.1мкм, НRC42); олардың құрылысы бірдей (үшеуі де феррит пен цементиттің тілімшелерінің қоспасы), бірақ түйіршек бөлшектіліктері әртүрлі, сондықтан қаттылықтары бірдей емес.
Термиялық өңдеу нәтижесінде жаңадан пайда болған өнімнің құрылысы мен қасиеті аустениттің ыдырауына немесе полиморфты өзгеруіне байланысты қалыптасады. Мұндай өгерістер жоғары температура аралығында (720...500С) өтетін болғандықтан диффузиялық процеске негізделген.
Аустенитті Vк жылдамдығымен (8.1-суреті) асыра суыну процесінде ферритті-цементитті қоспаға ыдырап үлгермейді, демек суынуы өте төмен температураға жетеді. Мұндай жылдамдықпен суынуы (Vк- ыдырау сызығын жанап өтеді) шынықтырудың межелі жылдамдығы аталады.
Болатты V Vкр жылдамдығымен суытқанда аустениттің асыра суыну температурасында диффузия процесінің жүруі мүмкін емес. Мұндай жағдайда аустениттің полиморфты () өзгеруі диффузиясыз мартенситке өзгереді. Демек көміртегінің мөлшері бастапқы фазада (аустенитте) қандай болса соңғы фазада (мартенситте) сондай болады. Сондықтан мартенсит – көміртегінің -Fe –дегі аса қаныққан қатты ерітіндісі. Сол себепті көміртегінің мөлшері 0,02 %C тұратын ферриттің (-Fe) кристалдық торынан өзгешелігі мартенситтің кристалдық торының бір бойы созылған, тетрагональді (8.2,б – суреті).
а) ферриттің кристалдық торы, с/а = 1: б) мартенситтің кристалдық торы с/а > 1
8.2 – сурет. Көміртегінің альфа-темірдегі ену қатты ерітінділері
Мартенситтің қаттылығы HB600-650 (HRC62-66), созылымдылығы ( и ) және соққы тұтқырлығы (КС) нөлге жуық. Мартенситтің тығыздығы басқа құрылымдардың тығыздығынан төмен 7,75г/см3 болады. Мартенситтік өзгеріс кезінде болат құрылымының көлемі бірнеше пайызға дейін ұлғайады. Мартенсит алдымен бұйымның беткі қабатынан басталып түзіледі де, өзегіне қарай біртіндеп дамиды. Сонымен, болаттың көлденең қимасындағы температураның бірдей еместігінен құрылым кернеулері пайда болады.
Сөйтіп, шынықтыру кернеулерін термиялық және құрылымдық кернеулер құрайды.
8.3.1 Қыздыру температурасын тағайындау
Эвтектоидты және эвтектоидқа дейінгі болатты қыздырғанда құрылымы аустенитке өзгереді, ал эвтектоидттан кейінгі болатты қыздыруда құрылымы аустенит + цементит болып қалыптасады.
Достарыңызбен бөлісу: |
