Сталь 3 можно ли закалить
Упрочнение углеродистой конструкционной стали Ст3
Министерство образования и науки Российской Федерации
Тверской государственный технический университет
Кафедра технологии металлов и материаловедения
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовой работе по дисциплине «Материаловедение»
Тема: Упрочнение углеродистой конструкционной стали Ст3
химико-термической обработкой
Вариант №3
Выполнил:
Булатов М.Т.
ФПИЭ ЭТК-14.05
1 курс
Приняла:
Доцент
Афанасьева Л.Е.
Тверь 2015
Содержание:
1)Введение
2)Расшифровать марку стали, указать температуру критических точек, химический состав, механические свойства и назначение стали .
3)Вычертить диаграмму состояния Fe-Fe3C и нанести вертикальную линию, соответствующую содержанию углерода в стали.
4)Термическая обработка
5)График термичсекой обработка
6)Описание предполагаемой структуры стали после термической обработки.
7)Заключение
Введение:
Материаловедение изучает закономерности, определяющие строение и свойства материалов в зависимости от их состава и условий обработки, и является одной из основных дисциплин, определяющих подготовки инженеров-машиностроителей.
Несмотря на все более широкое использование неметаллических материалов, металлы и сплавы останутся и в ближайшем будущем основным конструкционным и инструментальным материалом. В последнее время широкое применение нашли композиционные материалы на основе металлов, полимеров и керамики.
Теория термической обработки является частью металловедения. Главное в металловедении это учение о связи между строением и технически важными свойствами металлов и сплавов. при нагреве их охлаждении изменяется структура металлического материала, что обусловливаем изменение механических, физических и химических свойств и влияет на его повеление при обработке и эксплуатации.
2. Расшифруйте марку стали ст3, укажите температуру критических точек, химический состав, механические и технологические свойства и назначение стали.
Класс: Констуркционная углеродистая сталь обыкновенного качества
Температура критических точек, °С
Таблица 1.
Ac1
Ac3
Ar3
Ar1
735
854
835
680
Механические свойства проката по ГОСТ 535-2005 из стали Ст3
1.1 Прочностные свойства проката из стали Ст3 (Таблица 2)
Таблица 2
1.2 Ударная вязкость проката из стали Ст3 (Таблица 3)
Таблица 3
2.Химический состав
2.1 Легирующие элементы:
2.2 Примеси, не более:— хром: 0,30 %;— никель: 0,30 %;— медь: 0,30 %;— сера: 0,005 %;— фосфор: 0,04 %;— азот: 0,10 %.
3.Степень раскисления стали Ст3
Раскисление стали — процесс удаления из жидкой стали, находящегося в ней кислорода. Кислород является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла.
Раскисление стали заключается в снижения растворимости кислорода в стали присадками элементов-раскислителей и создании условий для возможно полного удаления образующихся продуктов раскисления из жидкой стали.
Для раскисления сталей в основном применяют марганец, кремний и алюминий. Марганец является сравнительно слабым раскислителем. Кремний – более сильный раскислитель, чем марганец. Алюминий является наиболее сильным раскислителем стали.
4.Свариваемость стали Ст3
Сталь Ст3 всех марок сваривается без ограничений. Способы сварки: ручная дуговая, автоматическая дуговая под флюсом и газовой защитой, электрошлаковая, контактно-точечная. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
5. Режимы ковки стали Ст3
Температура начала ковки – 1300 °С.Температура конца ковки – 750 °С.Охлаждение на воздухе.
6. Склонность к отпускной хрупкости стали Ст3
Не склонна
7. Флокеночувствительность стали Ст3
Не чувствительна
8. Применение стали Ст3
Сталь Ст3кп применяют в основном для второстепенных и малонагруженных элементов сварных элементов и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от минус 10 до 40 °С.
Стали Ст3пс и Ст3сп применяют в более ответственных случаях, например, для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах.
Из сталей Ст3Гпс и Ст3Гсп изготавливают фасонный и листовой прокат толщиной до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до + 45 °С, а также для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от -40 до +45 °С.
9.Цементация-сталиповерхностное диффузионное насыщение малоуглеродистой стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости.
Цементации подвергают низкоуглеродистые (обычно до 0.2 % C) стали, процесс в случае использования твёрдого карбюризатора проводится при температурах 900—950 °С, при газовой цементации (газообразный карбюризатор) — при 850—900 °С.
После цементации изделия подвергают термообработке, приводящей к образованию мартенситной фазы в поверхностном слое изделия (закалка на мартенсит) с последующим отпуском для снятия внутренних напряжений.
Вычертите диаграмму состояния Fe-Fe3C и нанесите вертикальную линию, соответствующую содержанию углерода в стали.
Рисунок 1. Диаграмма состояния системы железо-цементит
Линия АВСD — линия ликвидус, линия AHJECF — солидус. Точка А соответствует температуре плавления железа (1 536ºС), точка D — температура плавления цементита (1 252ºС). Точки N и G соответствуют температурам полиморфного превращения железа.
В системе Fe-Fe3C на разных ярусах происходят эвтектичекое и эвтектоидное превращения. По линии ECF при температуре 1 147ºС происходит эвтектическое превращение: ЖС ↔ АЕ + ЦF . Образующаяся эвтектика называется ледебуритом.
Ледебурит (Л) — механическая смесь аустенита и цементита, содержащая 4,3% углерода.
По линии PSK при температуре 727ºС происходит эвтектоидное превращение: АС ↔ ФР + ЦК , в результате которого из аустенита, содержащего 0,8% углерода, образуется механическая смесь феррита и цементита. Эвтектоидное превращение происходит аналогично кристаллизации эвтектики, но не из жидкого, а из твердого раствора. Образующийся эвтектоид называется перлитом.
Перлит (П) — механическая смесь феррита и цементита, содержащая 0,8% углерода. Перлит состоит из пластинок цементита в ферритной основе, на травленном шлифе имеет блеск перламутра, отсюда и название — перлит. Зерно перлита состоит из параллельных пластинок цементита и феррита. Чем грубее и крупнее выделения цементита, тем хуже механические свойства перлита.
Аустенит, входящий в состав ледебурита, при температуре 727ºС также испытывает эвтектоидное превращение. Поэтому ниже температуры 727ºС ледебурит состоит из механической смеси перлита и цементита.
4. Термическая обработка.
Марка стали Сталь 3 (СТ 3, СТ3) относится к стали конструкционной углеродистой обыкновенного качества. Основной данного сплава является феррит, но в виду его недостаточной прочности и пластичности, в чистом виде он не используется и производится его насыщение углеродом. В сплаве используют так же никель, хром, медь, марганец, кремний, сера, фосфор и мышьяк. Прочность и пластичность этой марки зависит от количества фосфора и серы. Состав сплава и технология его производства определяют его основные физические и химические свойства. К качественным показателям конструкционной стали относят стойкость к коррозии, свариваемость. Сталь СТ 3 нефлокеночувствительна, хорошо поддается сварке, не обладает отпускной хрупкостью.
Для улучшения определенных свойств не изменяя их химический состав, прибегают к термической обработке метала. Металл подвергается сильному нагреву, выдерживается и охлаждается в жидкой среде. Таким образом можно продлить эксплуатационный срок изделия, изменить массу, габариты, увеличить выносливость к напряжению. При термообработке сплав меняет механические свойства и в горячей форме может принять любую требуемою форму.
Выделяют три разновидности термообработки стали: отжиг, закалка и отпуск. Отжиг применяется для получения равновесной структуры и уменьшения ее пластичности. Закалка стали представляет собой термообработку с целью получения неравновесной структуры и максимальной твердости.
Отпуск стали позволяет снизить ее внутренние напряжения, полученные во время закалки с полиморфным превращением. Функции и свойства зависят от приобретенных характеристик структуры сплава.
5.График термической обработки
Рис. 2. График термической обработки
Рис.3. Зависимость твердости некоторых углеродистых сталей от температуры отпуска
Содержание углерода : 1 - 0,2; 2 - 0,4; 3 – 0,6;4 – 0,8;5 – 1.0; 6 – 1.2
6.Описание предполагаемой структуры стали после термической обработки.
Мартенсит — микроструктура игольчатого (пластинчатого) вида, а также реечного (пакетного) наблюдаемая в закалённых металлических сплавах и в некоторых чистых металлах, которым свойственен полиморфизм. Мартенсит — основная структурная составляющая закалённой стали; представляет собой упорядоченный пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе такой же концентрации, как у исходного аустенита. С превращением мартенсита при нагреве и охлаждении связан эффект памяти металлов и сплавов. Назван в честь немецкого металловеда Адольфа Мартенса.
Карбиды — соединения металлов и неметаллов с углеродом. Традиционно к карбидам относят соединения, где углерод имеет большую электроотрицательность, чем второй элемент (таким образом из карбидов исключаются такие соединения углерода, как оксиды, галогениды и т.п.)
Троостит является высокодисперсной смесью феррита и цементита с твердостью 40 HRC.
Сорби́т — одна из структурных составляющих сталей ; представляет собой смесь феррита и цементита с твердостью 30 HRC.
7.График химико-термической обработки.
Заключение:
Сталь марки Ст3 содержит углерода менее 0,3 %. Следовательно упрочняющая обработка - цементация, закалка и низкотемпературный отпуск. В результате сталь будет иметь твердую износостойкую поверхность со структурой мартенсит и карбиды и твердостью выше 60HRC и пластичную вязкую сердцевину с твердостью 30-42 HRC и структурой троостит или сорбит.
Список используемой литературы:
1. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г. Материаловедение:
Учебник для вузов – 3-е издание. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002
2. Материаловедение и технология металлов. Фетисов Г.П,,
Карпман М.Г., Матюнин В.М. М.: Высшая школа, 2000.
ifreestore.net
Любую ли "железку" можно закалить или нужна определенная сталь?
"Определённая"
Ты опиши конкретнее, что закалить хочешь?
Закалить и чугун можно, и алюминий. Только результат закалки будет разный и зависеть от металла. Пресловутую "сталь-3" сколько не кали, толку не будет.
Надо марку знать! В противном случае - скоре опустишь, чем закалишь - температура в долях градуса важна, иначе и перекал случиться может - при любом ударе будет скол, или лопнет полотно. И, конечно же, не любая железка - состав и процент углерода важен! ...попробуй гвоздь закалить - ничего не выйдет, там малый процент углерода, и нет легирующих добавок...
Не любую - читай все комменты выше - они все правы
Ту, что не подлежит закалке, можно сперва "цементировать" (насытить поверхность углеродом). А потом уже её и закалить!..)) ) Так что получается, что любую. Только методы разные!.. (ну и результат соответственно).
touch.otvet.mail.ru
Можно ли закалить нержавеющую сталь?
Калятся 40х13, 30х13, 95х- всех лучше. 1020 - 1050 градусов на масло. Потом отпуск.
Смотря какую, есть низкоуглеродистая нержавейка, она не калится.
Зависит от марки стали, гугли справочник. Пищевую не закалишь)))
В городе Иваново на заводе "ТОЧПРИБОР" делали изделия и ножевой нержавейки ...Я тогда попросил мужиков сделать мне из неё мастерок... До сих пор служит . Дело было в 1989 году ...
Да, нагреть до 1300 градусов (белый цвет) и охладить в масле.
touch.otvet.mail.ru
