Мікроаналіз легованих сталей

3 4 5 6 7 8 9

МЕТА РОБОТИ:

Провести мікроаналіз легованих конструкційних та інструментальних сталей.

ЗАВДАННЯ:

вивчити, описати й намалювати мікроструктури легованих конструкційних сталей;

вивчити, описати й намалювати мікроструктури легованих інструментальних сталей.

ОБЛАДНАННЯ:

металографічний мікроскоп МІМ-7;

набір мікрошліфів конструкційних і інструментальних сталей.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

Легуючі елементи, що є присутніми у сталі, впливають на алотропію заліза, положення критичних точок, розпад аустеніту й мартенситне перетворення.

До конструкційних сталей належать низьковуглецеві цементуємі, середньовуглецеві поліпшуємі, пружинно-ресорні, шарикопідшипникові, корозійностійкі й інші види сталей.

Розглянемо найпоширеніші леговані сталі, їхню термічну обробку, структуру й деякі властивості.

Леговані конструкційні цементуємі сталі 15Х, 20Х, 18ХГТ 20Х2Н4А піддають відпалу, гартуванню з наступним низьким відпуском при температурі 150ºС. Сталь 18ХГТ після термообробки буде мати структуру поверхні, що складається з мартенситу грубої будови. Леговані сталі, на відміну від вуглецевих, загартовуються наскрізь, тому серцевина сталі після обробки буде мати структуру мало вуглецевого мартенситу (рисунок 16).

Рисунок 16 - Мікроструктура стали 18ХГТ після термічної обробки

Леговані конструкційних поліпшуємі стали, що, марок 40Х, 40ХН, 30ХГСА й 40ХГТ піддають термічному поліпшенню - гартуванню й високому відпуску.

Сталь 30ХГСА піддають відпалу й поліпшенню. У поліпшеному стані структура стали складається із сорбіту, орієнтованого по мартенситу (рисунок 17). Така ж структура характерна й для інших середньо вуглецевих конструкційних сталей.

Рисунок 17 - Мікроструктура стали 30ХГСА після термічної обробки

Ресорно-пружинні конструкційні сталі мають підвищений вміст марганцю та кремнію. До них відносять леговані сталі марок 65М, 60С2, 50ХГ, 50ХФА й інші. Для одержання високого ступеня пружності, термообробка пружин і ресор складається з гартування від температури 800-850ºС у маслі й відпуску при температурі 350-500ºС для одержання структури троститу відпуску (рисунок 18).

Рисунок 18 - Мікроструктура стали 60С2 після термічної обробки

До шарикопідшипникових сталей відносять марки ШХ6, ШХ15, ШХ15СГ. Термообробка для цієї групи сталей буде складатися з відпалу, гартування в маслі й низького відпуску. Після термообробки сталь має структуру, що складається з дрібноігольчатого (безструктурного) мартенситу з рівномірними включеннями зайвих карбідів (рисунок 19).

Рисунок 19 - Мікроструктура стали ШХ15 після термічної обробки

Корозійностійкі стали містять підвищену кількість хрому і нікелю. Такі сталі мають високий опір корозії, механічними й технологічними властивостями й діляться на хромонікелеві - аустенітні й хромисті - феритно-мартенситні.

Хромонікелеві коррозионностійкі стали марок 12Х18Н9, 12Х18Н10 і ін. після термообробки, що складається із гартування у воді від температури 1050-1100ºС мають структуру, що складається з аустеніту (рисунок 20). Така структура забезпечує високу в'язкість сталі.

Рисунок 20 - Мікроструктура стали 12Х18Н9 після термічної обробки

До інструментальних сталей відносять сталі для виготовлення ріжучого, вимірювального інструмента й штампів.

Найпоширеніша група сталей для різального інструменту містить такі марки сталей як Х, ХГ, ХВГ, 9ХС і ін., які піддають загартуванню й низькій відпуску з одержанням мартенситу відпуску. У результаті термічної обробки ці сталі мають високу твердість, міцність і зносостійкість. З них виготовляють мітчики, свердли, плашки, протяжки. Але ці сталі мають низьку теплостійкість (260ºС).

Для виготовлення різального інструменту, що працює на високих швидкостях різання, використовують групу швидкорізальних сталей.

Швидкорізальні сталі марок Р9 і Р18 мають високу твердість, зносостійкістю й красно стійкістю при температурах до 600ºС. Високі ріжучі властивості швидкорізальна сталь здобуває після гартування при температурі 1260-1300ºС і багаторазового відпуску при 560ºС. Після термообробки структура сталі буде складатися з мартенситу, карбідів і незначної кількості аустеніту, невидимого в структурі (рисунок 21).

Рисунок 21 - Мікроструктура стали Р6М5 після термічної обробки

Результати досліджень занести до протоколу.

Протокол №1 – Мікроаналіз легованих сталей

№	Марка сталі	Найменування по призначенню	Хімічний склад, %	Приблизний режим ТО	Схема мікроструктури та її описання	Приклади вживання