Техническое железо. Закалка стали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Кафедра «Физическое материаловедение и технологии новых материалов»

Контрольная работа

по дисциплине «Материаловедение»

на тему: «Техническое железо. Закалка стали»

Выполнил:

Студент заочного обучения ЗМКД 21 группы

Аникеев А. С.

Проверил: каф. ФМТМ

асс. Гавкина М.С

Саратов, 2013

Содержание

1. Техническое железо

2. Закалка стали

Список используемой литературы 8

1. Техническое железо

Железо технически чистое или АРМКО-железо (от аббр. ARMCO -- сокращённого названия американской фирмы American Rolling Mill Corporation) -- технически чистое железо, в котором суммарное содержание примесей -- до 0,08-0,1%, в том числе углерода -- до 0,02%. Технически чистое железо устойчиво к коррозии, обладает повышенной электропроводностью и очень высокой пластичностью. Применяется для изготовления сердечников электромагнитов, деталей реле, для производства сплавов.

Железо имеет малое удельное электрическое сопротивление, обладает повышенными потерями на вихревые токи, в связи с чем применение его ограничено: в основном для магнитопроводов постоянного магнитного потока (полюсные наконечники, магнитопроводы реле). Технически чистое железо -- главный компонент большинства магнитных материалов.

В зависимости от способа получения особо чистое железо называется карбонильным или электролитическим.

Карбонильное железо (англ.)русск. получают при термическом разложении пентакарбонила железа Fe(CO)5 и рафинируют в токе водорода.

Электролитическое железо изготавливают электролитическим рафинированием в расплавленных солях и поставляют в виде порошка (ПЖЭ-1 и ПЖЭ-2) или кусков (ЖЭ-МП). Чистое железо марок 005ЖР и 008ЖР (ТУ 14-1-2033-77) получают из продуктов прямого восстановления руд. (Источник -- Шишкин А. В. АЭТУ, НГТУ, редактировал Фабиан И. В.).

Иногда в литературе можно встретить зарубежное название технически чистого железа -- Армко-железо, получившего своё название от аббревиатуры американской сталелитейной компании American Rolling Mill Corporation, выпускающей электротехнические стали.

Технически чистое железо получают в мартеновских и электрических плавильных печах при удлинении процесса выгорания примесей. Общее содержание примесей около 0,16%, в том числе не более 0,025% C, 0,035% Mn, 0,05% Si, 0,015% P, 0,025% S, 0,05% Cu. Плотность 7850% кг/мі, предел текучести 120 МН/мІ, предел прочности 260 МН/мІ, относительное сужение 60%, относительное удлинение 30%, ударная вязкость 2 МДж/мІ, HB = 420 МН/мІ (1 МН/мІ Ч 0,1 кгс/ммІ).

Устойчиво против коррозии, хорошо сваривается, обладает высокой[уточнить] электрической проводимостью, чрезвычайно пластично (поддаётся штамповке и глубокой вытяжке при комнатной температуре). Один из магнитно-мягких материалов. Магнитные свойства зависят от количества примесей, размеров кристаллических зёрен (структуры), упругих и пластических напряжений. Отличается малой коэрцитивной силой -- Hc = 66 а/м (0,7 э), большой магнитной проницаемостью -- mmax = 10 мгн/м (8000 гс/э).

Применяется при изготовлении электротехнических изделий, работающих в постоянных и медленно меняющихся магнитных полях (сердечники и полюсные наконечники электромагнитов, детали реле и т. п.). В металлургии применяют как основной элемент при изготовлении многих магнитных сплавов и как шихту при производстве легированной стали.

2. Закалка стали

железо армко электропроводность термический

Закалка - термическая обработка, заключается в нагревании стали до температуры выше критической или температуры растворения избыточных фаз, выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка не является окончательной операцией термической обработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки обязательно подвергают отпуску.

Например инструментальную сталь в основном подвергают закалке и отпуску для повышения твердости, износостойкости и прочности, а конструкционную сталь - для повышения прочности, твердости, Получения достаточно высокой пластичности и вязкости, а для ряда деталей также и высокой износостойкости.

Очень часто к поверхностному слою детали предъявляются иные требования, чем для всей детали в целом. Поверхностное упрочнение детали, повышение твердости, износостойкости может быть получено не только методами наплавки, но и посредством поверхностной термической обработки - закалки.сталь газопламенный поверхностный закалка

Поверхностной закалкой улучшаются, как правило, стальные изделия. Принцип поверхностной закалки заключается в нагреве некоторого поверхностного слоя до температуры выше критической АСз с последующим охлаждением этого слоя со скоростью большей, чем критическая скорость охлаждения металла обрабатываемой детали. Для достижения необходимой глубины закаленного слоя требуется его прогрев до температуры 820-900° С, в зависимости от состава стали, с последующим быстрым охлаждением струей воды или воздуха. Такой нагрев осуществляется либо индукционным нагревом токами высокой частоты (высокочастотная поверхностная закалка), либо пламенем (газопламенная поверхностная закалка). При газопламенной закалке для получения необходимой температуры закалки на некоторой глубине (обычно 3-5 мм) сама поверхность должна быть нагрета примерно до 1000-1150° С.

Высокочастотная закалка требует применения специального оборудования и является целесообразной в основном при массовом производстве. Для газопламенной поверхностной закалки используются простейшие приспособления и аппаратура. Такая закалка является широко применяемым производственным процессом.

В качестве источника нагрева при газопламенной закалке используется в основном ацетилено-кислородное пламя, хотя могут применяться и заменители ацетилена. Степень нагрева поверхностного слоя регулируется мощностью пламени и длительностью его воздействия. Необходимое распределение температур к моменту начала охлаждения показано на рис. 129. Охлаждение производится водой при ее различной начальной температуре или различными водными растворами.

Газопламенной закалкой могут обрабатываться все углеродистые, низколегированные стали, подвергаемые обычной закалке, и, кроме того, стали с малым содержанием углерода и чугуны.

Твердость поверхностного закаленного слоя при газопламенной закалке, как правило, выше твердости, получаемой при общей закалке, примерно на НВ 50 вследствие большей скорости охлаждения (сердцевина детали, будучи холодной, увеличивает скорость охлаждения). Так, например, при поверхностной закалке углеродистой стали с 0,15% С твердость достигает НВ 250; при 0,3% С - НВ до 400; с 0,4-0,45% С - НВ 550 и с 0,65% С - НВ до 650-700. В связи с характером нагрева и охлаждения твердость закаленного слоя по направлению от поверхности к внутренним частям детали обычно изменяется в достаточной степени плавно (рис. 129, в). Однако в случае закалки легированных сталей, особенно при значительном перегреве поверхности (рис. 129, б, кривая 2), большая скорость охлаждения может привести к снижению твердости на поверхности в связи с сохранением остаточного аустенита (рис. 129, в, кривая 2). Это следует рассматривать как брак, вызываемый неправильным режимом закалки.

При поверхностной закалке деформации и напряжения меньше, чем при общей закалке. Так, при общей закалке изделия длиной 1600 мм и сечением 370X 190 мм величина деформации составляет 1-1,3 мм, а при поверхностной закалке она снижается до 0,08-0,25 мм. В связи с этим удается получить поверхностную закалку чугуна без трещин, которые всегда имеют место при общей закалке.

Газопламенная закалка является средством повышения качества и срока службы таких изделий, как зубчатые колеса, шестерни, прокатные валки, шпиндели, муфты, направляющие станков, шкивы и др.

Список используемой литературы

1. http://www.metallsk.ru/kach_stal.html

2. http://neva-stal.ru/klassifikaciya_stali

3. http://refak.ru/referat/22323/

4. http://otherreferats.allbest.ru/manufacture/00165749_0.html

Размещено на Allbest.ru