Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение (методы анализа, лабораторные работы и задачи)

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 207.

Сталь

кованом болте:

а —

макростроение

(нат.

вел.);

б —

микроструктура.

Х300

Рис. 208.

Сталь

кованом болте:

макростроение

(аат.

вел.); б—микроотрук-

тура

стержня болта.

Х400

301

Указать, чем отличалось бы макростроение болта, если бы он

был изготовлен резанием из катаного прутка.

№

236. Свойства стали сильно зависят от величины зерна. На

рис.

209, а, б показана величина зерна аустенита углеродистой

стали

двух

плавок.

По

шкале балльности (см. рис. 29) определить балл зерна каждой

стали и указать способы определения величины зерна.

Указать, в чем заключается влияние величины зерна на свой-

ства стали.

Л? 237. На рис. 210 приведены микроструктуры углеродистой

стали (0,3% С) после ковки с замедленным охлаждением. Микро-

Рис. 209. Величина зерна углеродистой стали. X 100:

а — плавка А; б — плавка Б

анализ

показывает, что ковку одной из стали проводили с наруше-

нием

нормального температурного режима.

Дать характеристику

структуре

стали каждой из поковок, указав:

а) для какой стали был проведен неправильный режим ковки;

б) в чем заключается дефект

структуры

и его влияние на свойства

стали;

в) причины, вызывающие этот дефект, и способы его устранения.

№

238. На рис. 211 показаны микроструктуры низкоуглероди-

стой стали

двух

плавок А и Б с содержанием

углерода

около

0,06%.

Одна из сталей обнаружила при холодной деформации (штамповке)

более низкую пластичность по сравнению с

другой.

Указать, какая из этих сталей имела пониженную пластичность;

на

основании данных микроанализа объяснить это различие в свой-

ствах.

Указать также, какие особенности

структуры

низкоуглеродистой

стали, кроме приведенных на фотографии, определяют пластичность

способность принимать вытяжку в холодном состоянии,

302

№

239. На рис. 212 показаны микроструктуры низкоуглероди-

стой стали (технического железа) после холодной деформации и

последующего нагрева до различных температур.

Рис. 210. Микроструктура углеродистой стали (0,3% С) после

ковки.

X 200

Указать химический состав стали и дать характеристику изме-

нений

структуры стали в

результате

холодной деформации и после-

дующего

нагрева.

\- -

Рис. 211. Микроструктура низкоуглеродистой стали:

а ^ сталь А, X 100; б — сталь Б,

XI00,

е — сталь Б, X 400

Указать также, как изменяются при этом механические свойства

(предел прочности и относительное удлинение).

На

основании приведенных микроструктур определить темпера-

туру

начала рекристаллизации и сравнить полученный

результат

303

с температурой начала рекристаллизации, которая может быть

вычислена по формуле А. А. Бочвара.

№

240. Полоса из низкоуглеродистой мелкозернистой стали была

подвергнута незначительной местной деформации (изгибу на неболь-

шом

участке), а затем нагреву. На рис. 213 показана микрострук-

тура

(после нагрева) на границе зоны, подвергнувшейся деформации.

Указать различие в размерах зерна на участке, подвергнутом

деформации,

и на участке, не подвергнутом деформации. Описать

Рис. 212. Микроструктура стали после холодной деформации и после рекристаллизации

X 100. Нагрев:

а — 250; б - 350; « -

650°

приведенную

структуру,

указать содержание

углерода

в стали и

объяснить причины, вызвавшие значительный рост зерна, и влияние

его на механические свойства.

№

241. На рис. 214 показана микроструктура отожженной

угле-

родистой стали.

Описать

структуру,

определить по

структуре

содержание

угле-

рода и по диаграмме

Fe—Fe

— температуры критических точек

этой

стали.

Указать, кроме того, можно ли подвергнуть термической обра-

ботке сталь этого состава для повышения ее механических свойств.

Привести

примерные области применения данной стали.

№

242. При исследовании якоря парусного судна, построен-

ного в прошлом столетии, была выявлена микроструктура, пока-

занная

на рис. 215.

Описать

структуру,

определить по

структуре

примерное содер-

жание

углерода,

указать способ производства стали подобного типа

объяснить, почему такую сталь не изготавливают в настоящее

£04

Рис. 213. Микрострук-

тура

мелкозернистой низ-

коуглеродистой стали,

подвергавшейся местной

деформации;

сталь после

деформации

и нагрева.

Х100

•т

'ж,

Mto*

. • •

НН

п«

• • •. •

л л

•••>'•

•••

мчи

>*«

—^«(

ннн

•

— —~- „ eql

2/<. Микроструктура углеродистой

стали. X 200

Рис.

215. Микроструктура углеродистой

стали.

Х300

Рис. 216, Микроструктура углероди-

стой стали после отжига X 250

Рис. 217. Микроструктура углероди-

стой стали после отжига. X 250

305

время,

а также почему она обладает пониженными механическими

свойствами по сравнению с современной сталью, содержащей такое же

количество углерода.

№

243. На рис. 216 показана микроструктура углеродистой

стали после отжига.

Описать

структуру,

определить содержание углерода и по диа-

грамме

Fe—С

указать температуры критических точек и режим

Рис. 218. Микроструктура углеродистой отожженной стали с различным

содер»

жанием углерода, х 300

закалки

(температуры нагрева); кроме того, указать условия охла-

ждения стали.

Указать, к какому классу (по применению в промышленности)

следует

отнести эту сталь.

№

244. На рис. 217 показана микроструктура стали в равно-

весном состоянии.

Описать

структуру,

определить содержание углерода и по диа-

грамме

Fe—С

указать температуры критических точек этой стали.

Сопоставить структуры сталей, приведенные на рис. 216 и 217;

указать, какая из этих сталей обладает лучшей пластичностью, и

рекомендовать области применения каждой из них.

№

245. На рис. 218, а и б показаны микроструктуры отожжен-

ной

углеродистой стали с различным содержанием углерода.

Описать структуры и указать примерное содержание углерода

каждой стали,

306

Привести

режим обработки, обеспечивающей получение струк-

туры

мартенсита, высокой твердости и износоустойчивости в поверх-

ностном

слое каждой стали при сохранении в сердцевине исходной

структуры, а следовательно, и большей вязкости.

Указать область применения этих сталей в промышленности.

№

246. Указать примерное содержание

углерода

и особенности

структуры стали, показанной на

рис.

219.

Объяснить, какие факторы вы-

зывают образование подобной

структуры и как влияют особен-

ности

этой структуры на механи-

ческие свойства стали.

Рис. 219. Микроструктура углеродистой

стали после отжига. Х100

Рис. 220. Микроструктура углеро-

дистой стали после отжига. X 200

Указать, какие причины

могут

вызвать подобный брак в метал-

лургическом производстве.

№

247. При проверке качества поступивших на завод поковок из

углеродистой отожженной стали в лаборатории обнаружен дефект

поверхностном слое, показанный на рис. 220.

Указать

структуру

стали и содержание

углерода

в поверхност-

ном

и нижележащих слоях, а также подробно дать характеристику

дефекту стали, обнаруженному микроанализом, объяснив причины,

которые могли его вызвать, и меры, предупреждающие его образо-

вание.

Как

изменились бы механические свойства стали, если бы подоб-

ный

дефект сохранился в поверхностном слое готового изделия?

№

248. На рис. 211, а, б показаны микроструктуры закаленной

стали, содержащей 0,4 %С после правильной закалки и после закалки,

выполненной

с нарушением режима.

Описать приведенные микроструктуры и объяснить, какая из

них правильно характеризует

структуру

закаленной стали.

Рекомендовать температуры закалки стали, содержащей 0,4% С,

указать, в чем заключалось нарушение этого режима и как это

307

^^ш^^^^ш

К ВЕН

Рис. 221. Микроструктура углеродистой стали (0,4% С) после закалки.

Х400

Рис. 222. Микроструктура углеродистой стали (0,45% С) после закалки с различных темпе.

ратур.

Х300:

а —

750°

С; б —

825°

Рис. 223. Микроструктура углеродистой ста-

ли

(1,1% С) после отжига. X 200

308

может влиять на свойства стали после окончательной термической

обработки.

№

249. На рис. 222, а, б показаны микроструктуры стали, со-

держащей 0,45% С в образцах диаметром 10 мм после закалки с на-

гревом до 750 и до

825°

Сие охлаждением в воде.

Описать структуры, указать различие в

структуре

и твердости.

Рекомендовать температуру закалки стали, содержащей 0,45% С,

для получения при последующем отпуске (указать его температуру)

однородной структуры сорбита.

№

250. Метчики, изготовленные из углеродистой стали с содер-

жанием 1,1% С, ломались в работе значительно раньше срока нор-

Рис. 224. Микроструктура углеродистой стали после различной термической обработки.

Х300

мального затупления. Микроанализ стали (рис. 223) позволил

уста-

новить

причину брака.

Объяснить дефекты структуры этой стали и указать, можно ли

исправить

структуру

стали в партии метчиков, поступивших для

термической обработки, и каким способом.

М 251. На рис. 224, а, б показаны микроструктуры углеродистой

стали (из цилиндрического образца диаметром 15 мм) после

отжига и после улучшающей термической обработки.

№

252. На рис. 225 показаны микроструктура и твердость

угле-

родистой стали (0,45% С) после различной термической обработки.

Описать эти структуры и объяснить, какой термической обра-

ботке необходимо подвергнуть сталь для получения приведенных

структур.

№

253. Углеродистая сталь в зависимости от условий охлажде-

ния

при закалке получает различную

структуру

и твердость.

На

рис. 226, а показана микроструктура стали эвтектоидного

состава после охлаждения в воде, а на рис. 226, б — после охлажде-

ния

в масле.

Описать эти структуры, указать твердость и объяснить, почему

при

охлаждении в масле и в воде сталь получила разную

структуру.

309

•

ИР

Рис.

225. Микроструктура углеродистой стали. X 200:

а — НВ

160-170;

б — НВ

240-260

Рис. 226. Микроструктура закаленной углеродистой стали (0,85% С) в за-

висимости от скорости охлаждения.

Х400:

а — в воде: б — в масле

Рис. 227. Микроструктура углеродистой стали (0,45% С) в образце диаметром 40 мм после

закалки

и отпуска.

Х200:

а — поверхностный слой, HRC 35; б — сердцевина, НВ 180

310