Упрочнение углеродистой конструкционной стали Ст3

Территория рекламы

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

ГОСТ 380-2005

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.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

курсовая666.docx

курсовая666.docx
Размер: 755.1 Кб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Курсовая работа по дисциплине «Материаловедение». Пояснительная записка. Тема: Упрочнение углеродистой конструкционной стали Ст3. Расшифровать марку стали. Вычертить диаграмму состояния. График термичсекой обработка

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Управления качеством продукции общественного питания в условиях инновационного развития отрасли

Дипломная работа. Пищевая промышленность — одна из стратегических отраслей экономики.

Функционирующие в сфере осуществления физическими лицами прав и обязанностей в сфере гражданского права

Курсовая работа Объект исследования - общественные отношения, функционирующие в сфере осуществления физическими лицами прав и обязанностей в сфере гражданского права. Предмет исследования - нормы гражданского права, закрепляющие положение физических лиц.

Понятие системы поддержки принятия решений (СППР). Классификация ССПР. Архитектура и принципы построения СППР

Система поддержки принятия решений – это компьютерная система, помогающая пользователю решать проблемы повседневной профессиональной деятельности на основе использования баз данных, баз знаний, баз моделей, путём предоставления выводов, рекомендаций оценок возможных альтернативных вариантов решения проблемы. Принципы построения СППР. Архитектура и Классификация СППР

Обучение измерительным навыкам детей

Длина. Пространственные представления детей. Знакомство с прямой линией и отрезком. Для формирования измерительных навыков выполняется система разнообразных упражнений. Сравнение двух длин

Кримінальне право України

Поняття, предмет, методи та завдання кримінального права. Наука кримінального права. КК - кримінальний кодекс. Принципи кримінального права. Кримінальний закон. Поняття злочину. Кримінальна відповідальність та її підстави. Склад злочину. Об’єкт, суб’єкт злочину. Об’єктивна та суб’єктивна сторона складу злочину. Стадії вчинення злочину. Співучасть у злочині. Множинність злочинів. Звільнення від кримінальної відповідальності. Система покарань та їх види. Судимість

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok