авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

«Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный технологический университет» ...»

-- [ Страница 4 ] --

характерные свойства, которые должен иметь сплав в Заводу нужно изготовить вал диаметром 70 мм для соответствующем изделии.

работы с большими нагрузками. Сталь должна иметь предел Для решения задачи надо, прежде всего, определить текучести не ниже 750 МПа, предел выносливости не ниже группу сплавов (например, конструкционных сталей общего 400 МПа и ударную вязкость не ниже 0,9 МДж/м2.

назначения, чугунов, жаропрочных сталей и сплавов, Завод имеет сталь: Ст. 4, 45 и 20ХНЗА.

инструментальных материалов и т.д.) Какую из этих сталей следует применить для Затем по литературным источникам определить изготовления вала? Нужна ли термическая обработка наиболее пригодный сплав, из числа приведенных в выбранной стали и если нужна, то какая? Дать выбранной группе, и режим его обработки. При этом характеристику микроструктуре и указать механические необходимо рассмотреть возможность использования более свойства после окончательной обработки.

дешевого материала (например, углеродистой стали Решение задачи обыкновенного качества или чугуна). Свойства основных Стали марок Ст.4, 45 и 20ХНЗА имеют состав, %.

материалов приведены в учебниках и в указанной ниже Сталь С Мп Si Сг Ni Р S справочной литературе.

Ст.4 0,18- 0,4- 0,12- 0,3 0,3 0,050 0, Для выбранного сплава необходимо выбрать Сталь 45 0,27 07 0,3 0,8 0,3 0,050 0, термическую или химико-термическую обработку. При 20ХНЗА 0,42- 025- 0,17- 0,9 2,7- 0,025 0, этом необходимо учитывать экономичность выбранного 0,50 036 0,37 3, режима (например, для деталей, изготовляемых в больших 0,17- 0,3- 0,17 количествах, обработку с индукционным нагревом;

газовую 0,23 0,6 0, цементацию - при необходимости химико-термической 204 0,2-0,3 МДж/м2, а после закалки и высокого отпуска ( °С) достигают 0,6-0,7 МДж/м2.

Сталь марки Ст. 4, согласно ГОСТ, имеет следующие свойства в состоянии поставки: в Так как вал двигателя в работе воспринимает = 420-540 МПа, 0,2 = 240-260 МПа, = 2,1%. динамические нагрузки, а также и вибрации, более Сталь 45, согласно ГОСТ, в состоянии поставки имеет целесообразно принимать закалку и высокий отпуск.

твердость не более НВ 207. При твердости НВ 190-200 После закалки в воде углеродистая сталь 45 получает сталь имеет предел прочности не выше 600-620 МПа, а при структуру мартенсита, однако, вследствие небольшой твердости ниже НВ 180 предел прочности не превышает прокаливаемости углеродистой стали, эта структура в 550-600 МПа. А предел текучести составляет 270-320 МПа. изделиях диаметром более 20-25 мм образуется только в Сталь 20ХНЗА, согласно ГОСТ, в состоянии поставки сравнительно тонком и поверхностном слое толщиной до 2 имеет твердость не более НВ 250. Предел прочности при 4 мм.

твердости НВ 230-250 не превышает 670-750 МПа. Предел Последующий отпуск вызывает превращение текучести составляет 350-400 МПа. Таким образом, для мартенсита в сорбит только в тонком поверхностном слое, получения заданной величины предела текучести вал но не влияет на структуру и свойства перлита и феррита в необходимо подвергнуть термической обработке. основной массе изделий.

Низкоуглеродистая сталь Ст. 4, как сталь Сорбит отпуска обладает более высокими обыкновенного качества, имеет повышенное содержание механическими свойствами, чем феррит и перлит.

серы и фосфора, которые понижают механические свойства, Наибольшие напряжения от изгиба, кручения и и особенно сопротивление ударным нагрузкам. Для такого повторно переменных нагрузок воспринимают наружные ответственного изделия, как вал двигателя, поломка слои, которые и должны обладать повышенными которого нарушает работу машины, применение более механическими свойствами. Однако в сопротивлении дешевой по составу стали обыкновенного качества динамическим нагрузкам, которые воспринимает вал, нерационально. участвуют не только поверхностные, но и нижележащие Сталь 45 относится к классу качественной слои металла.

углеродистой, а сталь 20ХНЗА - к классу Таким образом, углеродистая сталь не будет иметь высококачественной легированной стали. Эти стали требуемых свойств по сечению вала диаметром 70 мм.

содержат соответственно 0,42-0,5 и 0,17-0,23 % С и Сталь 20ХНЗА легирована никелем и хромом для принимают закалку. повышения прокаливаемости и закаливаемости. Она Для повышения прочности можно применять получает после закалки достаточно однородные структуру и нормализацию или закалку с высоким отпуском. механические свойства в сечении диаметром до 75 мм.

Последний вариант обработки сложнее, но позволяет Для стали 20ХНЗА рекомендуется термическая получить не только высокие характеристики, но и более обработка:

высокую ударную вязкость. В стали 45 минимальные 1. Закалка с 820-835° С в масле.

значения ударной вязкости после нормализации составляют При закалке с охлаждением в масле (а не в воде как 206 это требуется для стали 45) возникают меньшие химический состав и механические свойства;

обосновать напряжения, а, следовательно, и меньшая деформация. сделанный выбор марок стали, рекомендовать режим После закалки сталь имеет структуру мартенсит и твердость термической обработки и указать структуру стали в готовом не ниже HRC 50. вале.

2. Отпуск 520-530° С. Для предупреждения отпускной хрупкости, к которой чувствительны стали с хромом, вал после нагрева следует охлаждать в масле. Задача Механические свойства стали 20ХНЗА в изделии Зубчатые колеса в зависимости от условий работы и диаметром до 75 мм после термической обработки: возникающих напряжений можно изготавливать из стали Предел прочности в = 900-1000 МПа обыкновенного качества, качественной углеродистой и Предел текучести Т = 750-800 Мпа легированной с различным содержанием легирующих Предел выносливости -1 = 400-430 МПа элементов.

Относительное удлинение % = 8-10 Выбрать, руководствуясь техническими и Относительное сужение % = 45-50 экономическими соображениями, сталь для изготовления КСV = 0,9 МДж/м Ударная вязкость колес диаметром 50 мм и высотой 30 мм с пределом Таким образом, эти свойства обеспечивают требования, прочности не ниже 350-380 MПa.

указанные в задаче, для вала диаметром 70 мм. Указать термическую обработку колее, механические свойства и структуру выбранной стали в готовом изделии и для сравнения механические свойства и структуру сталей Задача Подобрать марку стали для изготовления тяжело и 40ХН после улучшающей термической обработки.

нагруженных коленчатых валов двигателей диаметром мм;

предел прочности стали должен быть не ниже 750 МПа. Задача Рекомендовать химический состав стали, режим Многие зубчатые колеса двигателей должны обладать термической обработки;

указать структуру после каждой высокими характеристиками прочности и вязкости. В операции термической обработки и механические свойства случае изготовления зубчатых колес путем нареза из в готовом изделии. прутка, ударная вязкость в поперечном направлении, т.е. в направлении изгиба зуба, будет относительно низкой.

Подобрать марки стали для изготовления зубчатых Задача Завод должен изготовить три вала двигателей. Все они колес диаметром 50 мм и высотой 40 мм, обеспечивающей должны иметь предел прочности при растяжении не ниже получение после термической обработки предела текучести 750 МПа. не ниже 500 МПа, твердости не ниже НВ 250-260 и ударной вязкости не ниже 0,4 МДж/м2.

Однако первый вал имеет диаметр 35 мм, второй вал 50 мм и третий - 120 мм. Указать химический состав стали, режим термической Выбрать марки стали для изготовления валов, указать обработки и микроструктуру стали в готовом изделии.

208 принят химический состав чугуна, для того чтобы Задача Цех изготовляет зубчатые колеса диаметром 50 мм из обеспечить получение заданных свойств.

цементуемой стали. Подобрать марки стали: а) для Указать, каким требованиям должны отвечать зубчатых колес, работающих в условиях обычного износа и химический состав и структура чугуна, если цилиндры удара, б) для зубчатых колес, работающих при повышенных нагреваются в работе до 500-600 °С.

удельных давлениях.

Указать химический состав выбранных марок стали, Задача рекомендовать режим термической обработки, объяснить Шатуны подвергаются действию знакопеременных и назначение каждой операции термообработки и ее влияние ударных нагрузок, поэтому они должны иметь максимально на структуру и свойства стали. однородные свойства в продольном и поперечном Сопоставить механические свойства стали выбранных направлениях. Шатуны двигателей изготовляют в марок в готовом изделии и привести механические зависимости от типа двигателей из стали с пределом свойства, которые можно подучить при изготовлении прочности при растяжении: а) 700-750 МПа и б) 900- подобных зубчатых колес из модифицированного чугуна, МПа. Ударная вязкость в обоих случаях должна быть не ниже 0,7-0,8 МДж/м2.

хорошо работающего на износ.

Подобрать марки стали для изготовления шатунов обоих типов, привести химсостав, режим термической Задача Станины станков изготавливают литьём. Предел обработки, микроструктуру и механические свойства в прочности должен быть 200-250 МПа. готовом изделии.

Выбрать марку сплава, пригодного для изготовления станины, имеющей неодинаковую толщину в разных Задача сечениях, и указать режим термической обработки станины Валы диаметром 70 мм для гидротурбин, и структуру сплава. испытывающие в работе значительные напряжения, часто При решении задачи учесть, что в литой детали изготовляют из хромоникелевой стали, обладающей после необходимо иметь возможно меньше напряжений и термической обработки высокими характеристиками термическая обработка должна предупредить деформацию прочности В более 750-800 МПа, предел выносливости - (коробление) станины в процессе эксплуатации станка. ниже 300-350 МПа (при повышенной вязкости).

Выбрать марку хромоникелевой стали, указать ее химический состав, режим термической обработки, Задача Блок цилиндров двигателей трактора изготовляют из структуру и механические свойства после окончательной чугуна с твердостью НВ 170-240 и повышенной прочностью термической обработки.

и износоустойчивостью. Указать, какие специфические дефекты встречаются в Подобрать марку чугуна, привести его структуру и хромоникелевой стали в результате неправильного ведения механические свойства и указать, какой должен быть процесса термической обработки (отпуска).

210 (HRC 58-62).

Задача Рессоры грузового автомобиля изготовляют из Указать режим обработки, обеспечивающий качественной легированной стали;

толщина рессоры до 10 получение требуемых свойств, если пальцы изготовляют мм. массовыми партиями: а) из стали 20, б) из стали 45.

Сталь в готовой рессоре должна обладать высокими Привести химический состав сталей 20 и 45 и сопоставить пределами прочности, выносливости и упругости и не механические свойства в сердцевине изделия из стали 20 и ломаться при эксплуатации. 45.

Рекомендовать режим термической обработки, Задача структуру и механические свойства, которые можно Подобрать марку стали для изготовления валов получить при правильном выборе состава стали и диаметром 50 мм для двух редукторов. По расчету сталь обработки пружины. одного из валов должна иметь предел прочности не ниже Объяснить, как влияет состояние поверхности на 600 МПа, а для другого - не ниже 800 МПа.

качество рессоры и указать способ обработки Указать: 1) химический состав стали выбранных поверхностного слоя, позволяющий повысить предел марок, 2) рекомендуемый режим термической обработки выносливости. для получения заданного предела прочности, 3) структуру стали после каждой операции термической обработки, 4) механические свойства в готовом изделии.

Задача Цилиндрические пружины железнодорожных вагонов изготавливаются в массовых количествах. Пружины Задача относительно больших размеров (например, с толщиной На заводе изготовлялись валы для двигателей проволоки 10-15 мм и высотой пружины более 100 мм) внутреннего сгорания диаметром 60 мм из стали, имеющей удобно изготовить навивкой в горячем состоянии. предел текучести 200-230 МПа и относительное удлинение Подобрать марку пружинной стали, не содержащей 20-22%.

дорогих элементов и привести ее химический состав. В дальнейшем был получен предел текучести:

Указать механические свойства и микроструктуру после а) в валах одного типа 600 МПа и ударную вязкость 0,6 МДж/м2;

навивки и термической обработки.

Указать, какое сочетание механических свойств б) в валах другого типа 800 МПа и ударную вязкость 0,8 МДж/м2.

необходимо иметь в пружинах и как влияет на повышение механических свойств применение термической обработки. Указать марки, химический состав и микроструктуру стали, обеспечивающие получение заданного предела текучести и ударной вязкости.

Задача Поршневые пальцы диаметром 30 мм и длиной 50 мм Рекомендовать режим термической обработки валов, должны иметь по условиям работы вязкую сердцевину и привести структуру и механические свойства после твердую поверхность, хорошо сопротивляющуюся износу окончательной обработки.

212 свойства в сердцевине (предел текучести должен быть не Задача Червяк редуктора диаметром 35 мм можно изготовить менее 750 МПа).

из цементуемой и нецементуемой стали. Обосновать, в Указать марку и состав стали, применяемой для этой каких случаях целесообразно применять цементуемую и в цели, и рекомендовать режим термической и химико каких случаях нецементуемую сталь. Предел прочности в термической обработки.

сердцевине детали должен быть 600-700 МПа. Сопоставить последовательность применяемых при Выбрать марку цементуемой и марку нецементуемой этом термических операций, продолжительность химико углеродистой качественной стали. Указать химический термической обработки, толщину, структуру и твердость состав, рекомендовать режим химико-термической и поверхностного твердого слоя и сравнить выбранный состав термической обработки и сопоставить механические стали и режим обработки с составом стали и обработкой, свойства стали обоих типов в готовом изделии. применяемой при цементации.

Задача 16 Задача Заводу поручено изготовить зубчатые колеса сложной Стаканы цилиндров двигателей внутреннего сгорания формы диаметром 50 мм и высотой 100 мм, которые с толщиной стенки 40 мм должны обладать высоким должны обладать твердостью на поверхности не ниже HRC сопротивлением износу на поверхности. На заводе эти 58-60, а в сердцевине прочности не ниже 400 МПа и детали изготовляются из стали 20 с последующей ударной вязкостью не ниже 0,5-0,6 МДж/м2. цементацией и термической обработкой.

Завод изготовил первую партию зубчатых колес из В дальнейшем завод начал изготовлять цилиндры углеродистой цементуемой стали, однако некоторые более ответственного назначения с повышенной зубчатые колеса получили деформацию при закалке. износоустойчивостью и твердостью на поверхности не ниже Подобрать марку стали и рекомендовать режим HRC 62-64. Эту твердость сталь должна сохранить при термической обработки после цементации, чтобы нагреве до 300-400 °С.

обеспечить получение заданных механических свойств и Указать, какие изменения необходимо было внести в устранить брак по деформации. технологический процесс термической и химико Указать микроструктуру стали в сердцевине и термической обработки, выбрать марку стали для поверхностном слое после окончательной обработки и изготовления цилиндров.

причины, вызывающие деформацию при закалке.

Задача Цементованный слой в деталях, изготовленных из Задача Стаканы цилиндров мощных моторов должны хромоникелевой стали, может получить после закалки обладать особо повышенной износоустойчивостью на пониженную твердость (HRC 52-56) вследствие сохранения рабочей поверхности и поэтому высокой твердостью ( HRC в структуре значительного количества остаточного 62-64). Одновременно требуются высокие механические аустенита.

214 Указать марку и химический состав цементуемой режим термической обработки, если предел прочности стали, в которой можно получить для сердцевины детали должен быть не ниже 300 МПа.

диаметром 80 мм, предел прочности 800-900 МПа при ударной вязкости 0,8 МДж/м2, а для поверхностного слоя Задача Объяснить, можно ли при нагреве для отпуска превратить Изготовление червячных колес диаметром 140 мм и остаточный аустенит в мартенсит и получить при этом толщиной 30 мм производилось заводом из серого чугуна. В указанную высокую твердость. дальнейшем потребовалось увеличить стойкость колёс.

Указать и обосновать режим дополнительной Серый чугун в этом случае должен обладать пределом термической обработки, позволяющей получить в детали прочности в 1,5 раза выше и относительным удлинением не необходимые твердость и структуру. Привести менее 2 - 3%.

последовательность и режим всех операций термической Указать структуру и предел прочности серого чугуна, обработки, а также структуру в поверхностном слое и в обладающего наиболее высокими механическими сердцевине детали после закалки и после окончательной свойствами, которые можно получить в отливке указанной обработки. толщины.

Привести способ получения чугуна, имеющего прочность в 1,5 раза больше прочности указанного серого Задача Завод изготавливает два типа зубчатых колес. Размеры чугуна.

колес одинаковы (диаметр 50 мм и высота 70 мм), работают колёса в равных условиях. Предел текучести должен быть Задача не ниже 540-550 МПа. При реконструкции крана, предпринятой для Выбрать сталь для зубчатых колёс с учётом, что увеличения его грузоподъёмности, конструктор не изменил второй тип имеет более сложную форму. Привести состав и диаметр ведущей оси крановой тележки, а заменил марку стали, учитывая технологические особенности материал оси другой сталью с пределом текучести в 1,5 раза термической обработки и необходимость предотвратить более высоким.

деформацию и образование трещин при закалке. Указать марку углеродистой качественной и Обосновать сделанный выбор материала, легированной стали, из которой можно изготовить ось рекомендовать режим термической обработки и указать тележки, рекомендовать режим термической обработки и механические свойства в готовом изделии. сопоставить механические свойства выбранных марок со Ст. 5, из которой ранее изготовлялась ведущая ось диаметром 70 мм.

Задача Известно, что многие крупные детали для железнодорожного транспорта, изготавливают литыми, Задача затем подвергают термической обработке для повышения Выбрать стали для шпинделей токарных и механических свойств. Выбрать марку стали и обосновать шлифовальных станков с учетом того, что шпиндели 216 работают в условиях износа, которые, кроме того, должны температур.

обеспечить высокую точность обработки. Деформация Выбрать состав стали для труб, не испытывающих шпинделей шлифовальных станков при окончательной больших нагрузок, но нагревающихся в работе от 450-500° термической обработке должна быть минимальной. Оба С до 600 °С.

шпинделя должны иметь повышенную износостойкость. Указать режим термической обработки и Указать структуру выбранной стали и твердость микроструктуру стали, а так же объяснить роль поверхностного слоя и сердцевины после окончательной легирующих элементов, позволяющих использовать эти обработки. стали для длительной работы при высоких температурах.

Задача 25 Задача В целях экономии коленчатые валы легкового Лопатки и другие детали особо мощных реактивных автомобиля изготавливают не из стали, а из чугуна - двигателей кратковременного действия работают в сильной материала, мало чувствительного к надрезу. окислительной среде при высоких температурах (1000 Выбрать класс и марку чугуна с пределом прочности 1500 °С). Металл, из которого изготавливают эти детали, не ниже 400 МПа и относительным удлинением 2-3%. должен обладать повышенной коррозионной стойкостью Указать структуру выбранного чугуна и форму высокими характеристиками кратковременной прочности выделения графита и объяснить, какие изменения в этом при указанной температуре.

случае надо внести в условия выплавки. Выбрать металл или сплав для названных изделий, указать его состав и свойства, а также привести метод защиты изделий от окисления.

Задача Щёки и шары машин для дробления руды и камней работают в условиях повышенного износа, Задача сопровождаемого ударами. Нержавеющая хромоникелевая сталь некоторых Выбрать сталь для изготовления щёк и шаров, указать составов обладает хорошей стойкостью против действия её химический состав и свойства, в том числе ряда химических сред, но после сварки становится обрабатываемость резанием на станках. чувствительной к интеркристаллитной коррозии в зоне, Рекомендовать наиболее эффективный прилегающей к сварному шву.

технологический процесс изготовления и режим Указать химический состав, режим термической термической обработки щёк и шаров. Указать структуру обработки и микроструктуру нержавеющей стали, стойкой стали в готовом изделии. против действия органических кислот и указать, какой компонент должна содержать эта сталь для сохранения стойкости против интеркристаллической коррозии.

Задача Многие детали установок расщепления нефти, в частности трубы печей, подвержены действию высоких 218 диаметром 50 мм.

Задача Лопатки реактивных и турбореактивных двигателей При выборе марки стали для долбяка учесть, что работают в окислительной среде при температурах 600- обрабатывающий материал имеет твердость НВ 200-220.

900°С. К этим сплавам предъявляются требования: высокая Долбяк при работе испытывает динамические нагрузки.

окалиностойкость, сопротивление ползучести, высокая Рекомендовать режим термической обработки длительная прочность при температурах до 800-900 °С. выбранной стали и указать структуру и механические Требуется выбрать состав сплава указать методы свойства.

термической обработки и привести структуру и свойства после окончательных операций этой обработки. Задача Выбрать марку стали для изготовления топоров. В целях предотвращения смятия и выкрашивания в процессе Задача На заводе изготавливали кольца для работы, лезвие топора должно иметь твердость HRC 50- шарикоподшипников диаметром 20 мм из стали ШX 15. на высоту 30-40 мм. Остальная часть не подвергается Появилась необходимость увеличения диаметра, термической обработке.

шарикоподшипников до 50 мм. Указать химический состав стали, режим термической Подобрать марку стали для изготовления колец обработки, обеспечивающий указанные требования, а так шарикоподшипников увеличенных размеров. Указать же способ закалки, позволяющий получить необходимую режим термической обработки и структуру в готовом твердость только в лезвии топора.


изделии.

Задача На завод поступило несколько партий прутков из Задача При сборке строительных конструкций потребовалось стали 45Х, поставляемых с твердостью НВ 160-180. Однако большое количество болтов. одна из поступивших партий имела твердость НВ 200-250.

Подобрать марку стали для изготовления болтов, Указать способ и режим термической обработки, обеспечивающую изготовление болтов на быстроходных позволяющий снизить твердость этой партии прутков.

станках-автоматах. Подобрать быстрорежущую сталь для изготовления фрез, Указать химический состав, режим термической пригодных для обработки стали 45Х.

обработки, механические свойства выбранной стали. Привести химический состав, структуру и Объяснить роль элементов присутствующих в стали термическую обработку выбранной быстрорежущей стали.

на её технологичность.

Задача Известно, что штампы сложной формы сильно Задача Выбрать марку быстрорежущей стали, наиболее деформируются при закалке.

пригодной для изготовления долбяков с наружным Указать режим термической обработки штампов из 220 стали Х12М, при выполнении которой значительно Задача уменьшается деформация. Указать структуру стали после На заводе для обрабатывания чугунных и стальных закалки и объяснить причины, способствующие деталей применялась быстрорежущая сталь нормальной уменьшению деформации. теплостойкости.

В целях повышения производительности обработки появилась необходимость замены применяемой стали для Задача Выбрать марку легированной инструментальной стали резцов.

для изготовления круглых плашек, обрабатывающих Выбрать сплав, обеспечивающий указанные условия.

мягкую низкоуглеродистую сталь. Привести химический состав, структуру, твердость, Указать режим термической обработки и способы прочность и теплостойкость и способ изготовления этих защиты от обезуглероживания и окисления при нагреве для сплавов и сравнить их с аналогичными характеристиками закалки. Привести химический состав, структуру и свойства быстрорежущей стали.

после окончательной термообработки.

Задача При разработке горных пород используют пневматические долота, которые должны обладать высокой твердостью в пределах HRC 55-58 и износостойкостью. А так как при работе они испытывают ударные нагрузки, то и достаточную вязкость.

Выбрать марки стали для долот простой и сложной формы.

Указать режим термической обработки, привести структуру и свойства выбранных сталей.

Задача Выбрать сталь для пуансонов выдавливания жаропрочных сплавов разогревающихся при работе до температур 700-720 °С, если диаметр пуансона составляет 60 мм.

Рекомендовать режим термической обработки пуансона. Привести химсостав выбранной стали, свойства и механические свойства после термической обработки.

222 Приложение 1 -1 - предел выносливости, МПа КС - ударная вязкость, определенная на образцах без надреза УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ кДж/м2;

Критические точки А1- нижняя критическая точка;

КСU - ударная вязкость, определенная на образцах с надрезом кДж/м2.

А3- верхняя критическая точка;

Ас1 - нижняя критическая точка при нагреве;

Ас1е - начало превращения;

Твердость Ас1б - конец превращения;

НВ - твердость по Бринеллю;

Ас3 - верхняя критическая точка при нагреве доэвтектоидной HRC - твердость по Роквеллу (по шкале С);

стали;

HV - твердость по Виккерсу;

Аст - верхняя критическая точка при нагреве заэвтектоидной H100 - микротвердость при испытании с нагрузкой 100 гс.

стали;

Ar1 - нижняя критическая при охлаждении;

Физические свойства 4Js - магнитное насыщение, Т;

1T = 104 Гс;

Аr3 - верхняя критическая точка при охлаждении;

Мн - температура начала мартенситного превращения;

Вг - остаточная индукция, Т;

Мк - температура конца мартенситного превращения. Нс - коэрцитивная сила, А/м;

1 А/м = 0,01256 Э;

- удельное электросопротивление, Ом-мм2/м, мкм-Ом-м S - удельная электропроводимость, См/м;

Структурные составляющие А - аустенит П - перлит µmax- максимальная магнитная проницаемость, Г/м;

1 Г/м = 7,96-105 Гс/Э;

К - карбиды Ф - феррит - плотность, г/см3;

М- мартенсит Ц – цементит - коэффициент линейного расширения в 1/ °С;

- коэффициент теплопроводности, Вт/(м • °С) 1 Вт/(м • °С) Механические свойства =0,0024 кал/(см - °С).


Условные характеристики т1- предел пропорциональности при растяжении, МПа;

Т- предел текучести при растяжении, МПа;

0,2 - предел текучести при растяжении (при допуске на величину остаточной деформации 0,2%), МПа;

- относительное удлинение, %;

- относительное сужение;

В- предел прочности при растяжении, МПа;

сж предел прочности при сжатии, МПа;

изг - предел прочности при изгибе, МПа;

224 Приложение 2 Продолжение таблицы Таблица 1 694 2,55 578 58 - 78 192 4-35 192 11 92 Соотношение чисел твердости по Бринеллю, по Роквеллу и Виккерсу 650 2,60 555 56. 77 186 4,40 187 9 91 606 2,65 534 54 - 76 183 4,45 183 8 90 Твердость по Виккерсу Твердость по Роквеллу Твердость Твердост Твердость по ь по по 587 2.70 514 52 - 75 178 4,50 179 7 90 Бринеллю Бринелл Роквеллу шкала (Dm = ю шкала 551 2,75 495 50 - 74 174 4,55 174 6 89 10мм (Dm = Р = 3000кг) 10мм 534 2.80 477 49. 74 171 4.60 170 4 88 Р 3000кг) 502 2,85 461 48 - 73 166 4.65 167 3 87 Твердость по Виккерсу 474 2,90 444 46. 73 162 4,70 163 2 86 Диаметр отпечатка Диаметр отпечатка Число твердости Число твердости 460 2.95 429 45 - 72 159 4-75 159 1 85 А, (60 кг) С (150 кг) В (100 кг) С (150 кг) В (100 кг) А (60 кг) в мм в мм 435 3,00 415 43 - 72 155 4,80 156 0 84 423 3.05 401 42 - 71 152 4.85 152. 83 401 зло 388 41 - 71 149 4.90 149. 82 1224 2,20 780 72 - 84 228 4,00 229 20 10 390 3,15 375 40. 70 148 4,95 146 - 81 380 3,20 363 39. 70 143 5,00 143 - 80 _ 1116 2,25 745 70 - 83 222 4.05 223 19 99 361 3,25 352 38. 69 140 5.05 140. 79 _ 1022 2,30 712 68 _ 82 217 4,10 217 17 98 941 2.35 682 66 - 81 213 4,15 212 15 97 59 344 3,30 341 36. 68 138 5,10 137 _ 78 _ 868 2,40 653 64 - 80 208 4,20 207 14 95 59 334 3,35 331 35 - 67. 134 5,15 134 - 77 804 2,45 627 62 - 79 201 4,25 201 13 94 58 320 3,40 321 33 - 67 131 5.20 131 - 76 _ 746 2,50 601 60 - 78 197 4.30 197 12 93 226 Продолжение таблицы 311 3,45 311 32 - 66 129 5,25 128 - 75 303 3,50 302 31 - 66 127 5,30 126 - 74 292 3,55 293 30 - 65 123 5,35 123 - 73 285 3,60 285 29 - 65 121 5,40 121 - 72 278 3,65 277 28 - 64 118 5,45 118 - 71 270 3,70 269 27 - 64 116 5,50 116. 70 261 3,75 262 26 - 63 115 5,55 114 _ 68.

255 3,80 255 25 - 63 113 5,60 111 - 67 249 3,85 248 24 - 62 ПО 5,65 110 - 66 240 3,90 241 23 102 62 109 5,70 109 - 65 235 3.95 235 21 101 61 108 5.75 107 - 64 Приложение 3 пластической деформации.

Хладноломкость - склонность некоторых металлов и Термины основных свойств металлов сплавов при понижении температуры переходить от вязкого Прочность — способность металлов выдерживать разрушения к хрупкому.

напряжения, не разрушаясь под действием приложенных сил. Критическая температура хрупкости - температура Предел прочности при растяжении - напряжение, перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому и равное отношению наибольшей нагрузки, предшествовавшей наоборот.

разрушению образца, к первоначальной площади сечения Усталость - разрушение металла под действием образца. повторно-переменных напряжений (циклов).

Предел текучести (физический) при растяжении - Предел выносливости - наибольшая величина напряжение, при котором образец деформируется (течет) без максимального напряжения цикла, не вызывающего заметного увеличения нагрузки. разрушения практически при очень большом числе циклов Предел текучести (условный) при растяжении - (107 и более).

напряжение, при котором образец получает остаточное Термическая усталость - склонность стали к удлинение, равное 0,2 % первоначальной расчетной длины. образованию поверхностной сетки трещин при многократном Пластичность - свойство металлов менять свою форму нагреве и охлаждении.

и размеры без разрушения под действием внешних сил. Разгаростойкость - сопротивление стали термической Относительное удлинение - отношение абсолютного усталости.

удлинения, т.е. приращения расчетной длины образца после Жаростойкость (окалиностойкость) - способность разрыва к его первоначальной расчетной длине, выраженное металлов и сплавов противостоять окислению в процентах. (окалинообразованию) при нагреве до высоких температур.

Относительное сужение - отношение абсолютного Жаропрочность — способность металлов и сплавов сужения, т.е. уменьшения площади поперечного сечения сохранять при повышенных температурах прочность, т.е.

образца после разрыва к первоначальной площади его противостоять механическим нагрузкам.

поперечного сечения, выраженное в процентах. Ползучесть - свойство металлов медленно и Твердость - способность металла противодействовать непрерывно деформироваться (ползти) в течение вдавливанию в него более твердого металлического или длительного времени при постоянной нагрузке и алмазного наконечника. повышенных температурах.

Ударная вязкость - способность металла оказывать Предел ползучести - напряжение, вызывающее сопротивление действию ударных нагрузок. Хрупкое деформацию заданной величины за определенный разрушение - разрушение металла, происходящее без промежуток времени при заданной температуре.

заметной пластической деформации. Предел длительной прочности - напряжение, Вязкое разрушение - разрушение металла, вызывающее разрушение при данной температуре за данный происходящее после значительной предварительной интервал времени.

229 Износостойкость - свойство металла оказывать сопротивление поверхностному износу.

Наклеп - поверхностное упрочнение металла при пластической деформации в холодном состоянии.

Теплостойкость - способность рабочей кромки стального инструмента сохранять в эксплуатации (при нагреве) структуру и свойства, необходимые для резания или деформирования.

Закаливаемость - способность стали к повышению твердости при закалке.

Прокаливаемость - способность стали воспринимать закалку на определенную глубину.

Синеломкость — хрупкость, возникающая при нагреве стали в интервале температур синего цвета побежалости (300 °С).

Отпускная хрупкость необратимая - снижение ударной вязкости стали при отпуске в интервале 250-400 °С.

Отпускная хрупкость обратимая - снижение ударной вязкости некоторых легированных сталей после медленного охлаждения с температуры отпуска в интервале 450-650° С.

свойства углеродистой стали. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1998.

Список рекомендуемой литературы 27 с.

1. Арзамасов Б.Н., Сидорин И.И. Материаловедение. 14. Евтушенко А.Т., Бутыгин В.Б., Околович Г.А.

М.: Машиностроение, 1986. 384 с. Технология производства и свойства металлов. Барнаул: Изд 2. Бутыгин В.Б. Металловедение. Барнаул: Изд-во во АлтГТУ, 1998. 260 с.

АлтГТУ, 1998. 173с. 15. Калашникова Н.Ф., Салманов К.С., Бутыгин В.Б.

3. Бутыгин В.Б.. Степаненко Н.А. Исследование Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Барнаул:

закаливаемости и прокаливаемости стали. Барнаул: Изд-во Б.и., 1985. 23 с.

АлтГТУ, 1996. 23с. 16. Калашникова Н.Ф., Салманов Н.С., Бутыгин В.Б.

4. Бутыгин В.Б., Жданов А.Н. Влияние режимов Термическая обработка стали. Барнаул: Б.и, 1985. 39 с.

термической обработки на структуру и свойства 17. Лахтин Ю.М. Основы металловедения. М.:

инструментальных сталей Барнаул: Б.и., 1991. 16 с. Металлургия, 1988.-407с.

5. Бутыгин В.Б. Исследование влияния термической 18 Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. обработки на структуру и свойства инструментальных М.: Машиностроение, 1980.

сталей. Барнаул: Б.и., 1978. 8 с. 19. Околович Г.А., Салманов Н.С. Инструментальные 6. Бутыгин В.Б. Материаловедение и материалы для штампов холодного и горячего конструкционные материалы. Барнаул: Б.и., 1983. 31 с. деформированная. - Барнаул: Б.и., 1986. - 19 с.

7. Бутыгин В.Б. Инструментальные материалы и 20. Огневой В.Я. Определение основных инструментальное обеспечение автоматизированного механический свойств материалов. - Барнаул: Изд-во производства. Барнаул: Б.и., 1991. 78 с. АлтГТУ, 1996. - 24 с.

8. Бутыгин В.Б. Изучение диаграммы состояния 21. Степаненко Н.Л. Критерии оценки конструктивной двойных сплавов. Б.и.;

1983. 11с. прочности металлических материалов. - Барнаул: Изд-во 9. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение М.: АлтГТУ, 1993. -14 с.

Металлургия, 1989. С. 141-182.

10. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, Подписано в печать 16.10.2006 г. Формат 60х84 1/16. Объем в 1989. 543 с. усл.п.л. 13,48. Тираж 100 экз. Заказ № 11. Гурьев A.M. Жданов А.Н. Изучение зависимости между химическим составом, структурой и свойствами Издательство ВСГТУ. г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40 в.

чугунов. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1996. 19 с.

12. Гурьев A.M., Жданов А.Н., Кириенко A.M.

Исследование влияния цементации на структуру и свойства стали. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1994. 26 с.

13. Евтушенко А.Т., Свит П.П. Исследование влияния термической обработки на структуру и механические 232

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.