Технические условия на готовую деталь
1. твердость рабочей части после ТО: 55-62 HRC. 2. структура в состоянии поставки - зернистый перлит (для улучшения обрабатываемости резанием). 3. микроструктура после термообработки - троостит отпуска.
5.Схема технологии изготовления детали. Примерная последовательность обработки зубила состоит из следующих операций: 1. Заготовительная (отрезка прутка на заданную длину); 2. Термическая обработка (отжиг); 3. Фрезерная (обработка торцев, обработка лезвия предварительная). 4. Термическая обработка рабочей части (закалка - отпуск). 5. Шлифовальная (заточка лезвия).
ОТЖИГ – его целью является устранение перегрева, полученного после горячей объемной штамповки, измельчение зерна, снижение твердости для улучшения обрабатываемости резанием, подготовка структуры стали к окончательной термообработке, повышение пластических свойств металла. Сталь У8 относится к высокоуглеродистым эвтектоидным инструментальным сталям (С = 0,74...0,85%). Для таких сталей применяют неполный отжиг или сфероидизацию. При неполном отжиге происходит полная перекристаллизация, приводящая к получению зернистого (сфероидального) перлита. Неполный отжиг заключается в нагреве эвтектоидной стали на 10...30°С выше температуры, соответствующей точке АС1 выдержке при этой температуре для полного прогрева и завершения фазовых превращений в объеме металла и последующего медленного охлаждения со скоростью 150...200°С/ч или охлаждения вместе с печью. Tотжига=АС1+(10…30ºС)=730+(10…30º)=740…760ºС = 750о С. Общее время при любой термообработке складывается из: времени нагрева (τн) и времени выдержки (τв): τобщ = τн + τв. Оно зависит от: температуры нагрева, химсостава стали, конфигурации деталей, типа оборудования, величины усадки, способа укладки деталей и других факторов. При выполнении настоящего задания (расчет режима на одну деталь) для отжига можно принять: - время нагрева - τн из расчета 1 мин на 1 мм максимального сечения для углеродистых и 1,5…2 мин – для легированных сталей; - время выдержки - τв = τн (но не менее 1 ч для деталей небольших размеров). τн = 1 мин/мм × 10 мм = 10 мин ≈ 0,16 час τв = 1 час (т.к. τн < 1 часа) τобщ = τн + τв = 1,1 час
Охлаждение с печью. При нагреве до температуры на 10-30 ° С выше точки AC1 данная сталь с исходной структурой перлит (пластинчатый) приобретает аустенитную структуру. При охлаждении на воздухе структура стали У8 - перлит (мелкозернистый). Твердость стали У8 после отжига 187 НВ.
ЗАКАЛКА. Сущность закалки заключается в нагреве стали до определенной температуры, выдержка в течение определенного времени, быстрое охлаждение со скоростью больше критической (это условие соблюдается если углеродистые стали охлаждать в воде, а легированные в масле). По температуре нагрева различают полную (tзак. = АС3 + 30…50ºС) и неполную (tзак. = АС1 + 30…50ºС) закалки. Время нагрева определяется из расчета 1 мин/1 мм самого большого сечения для углеродистых и 2 мин для легированных сталей. Время выдержки в печи определяется как 1/4 времени нагрева для углеродистых и 1/3 для легированных сталей. Цель закалки - увеличение твёрдости и износостойкости детали. производим неполную закалку, т.к. углерода 0,8% Твёрдость после закалки: на поверхности – 59 - 61 HRC tзак. = АС1 + 30…50ºС = 760…780ºС=780оС 1. Общая продолжительность выдержки в печи (τзак) определяется суммарным временем: временем нагрева (τн) и временем выдержки (τв): τзак= τн+ τв Время нагрева принимаем 1 мин на 1 мм сечения (для углеродистых сталей). Для зубила с толщиной сечения 10 мм: τн= 1 х 10 = 10 мин ≈0,16час. Время выдержки принимаем равным 1/4 от времени нагрева: τв = 10/4 = 2,5 мин ≈ 0,04час. Таким образом, продолжительность закалки: τзак = 10 + 2,5 = 12,5 мин ≈ 0,2час.
Рис.4 Структура стали после закалки: мартенсит +остаточный аустенит ОТПУСК закаленной стальной детали является заключительной операцией термообработки, он обязателен. Желательно производить его сразу после закалки. По температуре нагрева (в зависимости от назначения) различают низкий, средний и высокий отпуск. Для данной детали проведем низкий отпуск. Такой отпуск проводится с целью частичного снятия внутренних напряжений и без заметного снижения твёрдости стали, (твёрдость снижается на 1 - 5 HRC). Время выдержки в печи можно принять из расчета 2 мин. на 1 мм максимального сечения для углеродистой стали и 3 мин. – для легированной, но не менее 0,5 часа. Для нашей детали продолжительность отпуска составит 3 мин. х 10 = 30 мин. или 0,5 часа. Скорость охлаждения практически не влияет на свойства металла При низком отпуске снижаются закалочные макронапряжения, мартенсит закалки переходит в мартенсит отпуска, повышается прочность, улучшается вязкость без заметного снижения твердости. График термической обработки изображен на рис. 4
Мелкоигольчатый мартенсит Рис. 5 Мартенсит отпуска После термической обработки сталь У8 будет иметь следующие механические свойства: - твердость рабочей части 55-62 HRC.
1. Тылкин М.А. Справочник термиста ремонтной службы. Металлургия, 1981г.; 2. Методические указания к выполнению домашнего задания по разделу материаловедение. для студентов 1и 2 курсов факультетов МСХ, ТС АПК, 2004г.; 3. ГОСТ 1435-74 «Сталь инструментальная Углеродистая».
Карта термической обработки
|
мартенсит
