Методическое пособие по проведению практических занятий по предмету

Нормализация. Это вид термической обработки заключающийся в нагреве стали выше критической точки Ас3 на 30-50°С по линии GSE , выдержке при этой температуре и медленного охлаждения (на воздухе).
Этот вид обработки применяется как предворительный процесс для малоуглеродистых сталей, так и окончательный вид обработки сталей со средним содержанием углерода. Прочность нормализованной стали чуть выше, чем у сталей после отжига.
Закалка. Это вид термической обработки заключающийся в нагреве стали выше критических точек Ас1 и Ас3 на 30-50°С (по линиям GS и GSK соответственно), выдержке при этой температуре и быстрого охлаждения со скоростью выше или равной критической (см. рис выше). Для углеродистых сталей это 180- 200°С в секунду.
На праклике углеродистые стали принято охлаждать в воде, легированные- в масле. При быстром охлаждении образуется мартенсит. Это пересыщенный углеродом α твёрдый раствор с объёмноцентрированной кубической решеткой. Твёрдость его составляет 50-65 HRC.
Необходимо отметить, что мартенсит образуется из аустенита не диффузионным путём, а перестроением типа кристаллической решётки и за сёт пересыщения углеродом имеет тетроганальную решётку (см. рис. ниже).

Рис.-2. Элементарная кристаллическая решётка мартенсита.

Мартенсит имеет игольчатую микроструктуру. Величина иголок мартенсита зависит от величины аустенита: если величина зерен аустенита малых размеров, то игла мартенсита мелкоигольчатые. (см. рис. ниже)
Микроструктура мартенсита


Для получения мартенситной структуры необходимо охлаждать углеродистые стали со скоростью min. 180°С.


При закалке аустенит не переходит в перлит, кроме мартенсита сплав может содержать его разновидность в виде сорбита или троостита. Полученные сорбит и троостит закалки состоят их высоко дисперсных частичек феррита и цементита. Такая структура получается, если скорость охлаждения составляет 60-80°С. Данные структуры отличается от перлита более высокой прочностью.


Рис. троостит
Отпуск. Являясь обязательной операцией после закалки, отпуск преследует цели снятия внутренних напряжений, создающиеся после закалки, а именно при перестроении типа кристаллической решетки. Операция отпуска состоит из нагрева стали до температур ниже критической точки Ас1, выдержке, охлаждении в воздухе.
Виды отпуска:

1. 
   Низкий отпуск (150-250°C для снятии внутренних напряжений)
   
2. 
   Средний отпуск (250-450°C) Твердость уменьшается до HRC 35-45, увеличивается пластичность
   
3. 
   Высокий отпуск (450-650°⁰ C) твердость уменьшается до HRC 25-35
   

Закаливаемость – способность стали повышать твердость в процессе закалки и зависит главным образом от содержания углерода в стали. Степень закаливаемости обозначается буквой  и определяется следующей формулой:
Ƞ = Hз-Но / Но
где:
Нз - твердость закаленной стали .
Но - твердость отожженной стали.
В лабараторных условиях для нагрева пользуются муфельной печью.
(см. Рис ниже ).