Решение: Микроструктура стали после хромирования и закалки

Задание 5. Описание микроструктуры и её изменений при термической обработке. Для конструкционной стали с низким содержанием углерода (предположительно сталь типа 20 или аналогичная легированная), подвергнутой химико-термической обработке (хромированию) и закалке, процесс изменения структуры выглядит следующим образом: 1. Исходное состояние: Структура представляет собой смесь феррита и перлита. Феррит — это чистый \( \alpha \)-железо с растворенным углеродом, обладающий высокой пластичностью. Перлит — эвтектоидная смесь феррита и цементита \( Fe_3C \). 2. Нагрев под закалку: При нагреве выше критической точки \( Ac_3 \) происходит превращение феррито-перлитной смеси в аустенит (\( \gamma \)-железо). Атомы углерода полностью растворяются в решетке аустенита. 3. Химико-термическая обработка (ХТО — хромирование): В поверхностный слой диффундируют атомы хрома. Это приводит к образованию в поверхностной зоне твердых растворов и карбидов хрома типа \( (Cr, Fe)_7C_3 \) или \( (Cr, Fe)_{23}C_6 \), что значительно повышает твердость до 55-60 HRC. 4. Закалка (быстрое охлаждение): При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит. Мартенсит — это пересыщенный твердый раствор углерода в \( \alpha \)-железе с тетрагональной решеткой. В сердцевине, из-за низкого содержания углерода, образуется малоуглеродистый мартенсит с твердостью 35-40 HRC, что обеспечивает необходимую вязкость и прочность детали. Задание 6. Описание изображений микроструктур. При переписывании в тетрадь схематично изобразите два круга (поле зрения микроскопа): 1. Исходная микроструктура: Рисуются светлые зерна (феррит) и темные участки с полосчатой структурой (перлит). Подпись: Феррит + Перлит. 2. Конечная микроструктура: Рисуется игольчатая структура (мартенсит). У края круга (поверхность детали) иголки должны быть более мелкими и плотными, с обозначением слоя хромирования. Подпись: Сердцевина — малоуглеродистый мартенсит; Поверхностный слой — мартенсит, легированный хромом + карбиды хрома. Итоговые характеристики: Твердость сердцевины: 35-40 HRC. Твердость поверхности: 55-60 HRC.