Готовые ДЗ варианты Остальные (225A)

Посмотреть архив целиком

Московский Государственный Технический Университет

им. Н. Э. Баумана


















Домашнее задание

по курсу

Материаловедение









Студентка: Гайдамака А.И.

Группа: Э1-42

Преподаватель: Скибина Г.В.


















Москва 2004г.


Задание № 225А

Для изготовления измерительного инструмента в зависимости от его размера, формы, сложности, точности, условий работы на практике применяют как углеродистые, так и легированные стали.

  1. Укажите оптимальный режим термической обработки калибра, изготовляемого из стали 9ХС, объясните ваш выбор: постройте график термообработки в координатах температура - время.

  2. Объясните все структурные превращения, происходящие при термической обработке стали.

  3. Приведите все основные сведения об этой стали: ГОСТ, химический состав, свойства, область применения, достоинства, недостатки, влияние легирующих элементов, требования, предъявляемые к измерительному инструменту, другие стали, для изготовления измерительного инструмента и др.







































Заданная сталь 9ХС относится к инструментальным легированным сталям. Сталь для калибров должна обладать высокой износостойкостью, геометрической точностью размеров, обусловленными высокой твердостью. Для обеспечения заданных свойств применим термическую обработку стали, состоящую из неполной закалки и низкого отпуска при температуре 170-200 ºС на мартенсит отпуска. Температура закалки составляет 840 ºС ( А1 +70 ºС ). В качестве охлаждающей среды выбираем масло. Указанный режим термической обработки обеспечивает получение твердости 63-64 HRC.



t Асm (870 оС)

А 840 оС А Аоднородный II

Ас1 (770 оС)


масло

170 оС

Мн

Низкий

отпуск


Ф+П Мк Тотп

М+ЦII+Аостаточный


Структурные превращения при термической обработке.

Сталь подвергаем неполной закалке при этом её нагреваем до образования аустенита и цементита вторичного. Далее выдерживаем при данной температуре (840 ºС) для получения однородного аустенита.

Последующее охлаждение в масле со скоростью большей, чем Vкрит (меньшая скорость охлаждения, при которой аустенит превращается в мартенсит ), обеспечивает получение мелкозернистого мартенсита.

Рассмотрим превращение в масле, происходящее в стали 9ХС, при нагреве исходной равновесной структуры Ф+Ц. На практике при обычных скоростях нагрева (электропечи) под закалку перлит сохраняет своё пластинчатое или зернистое строение до температуры Ac1 (770 ºС для стали 9ХС). При температуре Ac1 в стали происходит превращение перлита в аустенит. Кристаллы (зёрна) аустенита зарождаются в основном на границах фаз феррита и цементита. Образование зёрен аустенита происходит с большей скоростью, чем растворения цементита перлита, поэтому необходима выдержка стали при температуре закалки для полного растворения цементита и получения гомогенного аустенита.
















Изменения структуры стали при закалке в масло.

При непрерывном охлаждении в стали с Vохлажд > Vкрит аустенит превращается в мартенсит. Мартенситное превращение развивается в стали с высокой скоростью ( 1000-7000 м/с) в интервале температур Мн…Мк. При этом необходимо учитывать, что с увеличением содержания углерода в стали температуры Мн и Мк понижаются ( точки Мн и Мк изменяют своё положение на графике ). Введение легирующих элементов также изменяет положение точек Мн и Мк . Например, введение кремния и хрома их повышает. В результате закалки стали 9ХС её структура имеет

кроме мартенсита и некоторое количество остаточного аустенита ( 6-8 % ).

Образование в результате закалки мартенсита приводит к большим остаточным напряжениям, повышению твердости, прочности, однако при этом возрастает склонность к хрупкому разрушению, что требует проведения дополнительно последующего отпуска.

Отпуск – это нагрев закалённых сталей до температур, не превышающих Ac1

При отпуске происходит несколько процессов. Основной - распад мартенсита, состоящий в выделении углерода в виде карбидов. Кроме того, распадается остаточный аустенит, совершаются карбидное превращение и коагуляция карбидов, уменьшаются несовершенства кристаллического строения твёрдого раствора и остаточные напряжения.

Рассмотрим превращения в закаленной стали при отпуске. Первое превращение при отпуске развивается в диапазоне 80...200ºС и приводит к формированию структуры отпущенного мартенсита. В результате этого уменьшается удельный объем мартенсита, снижаются остаточные напряжения. Второе превращение при отпуске развивается в интервале температур 200...260оС и состоит из следующих этапов:

1) превращение остаточного аустенита в отпущенный мартенсит;

2) распад отпущенного мартенсита

3) снижение остаточных напряжений;

4) некоторое увеличение объема, связанное с переходом А остМ отп.

Третье превращение при отпуске развивается в интервале 300...400ºС . При этом заканчивается распад отпущенного мартенсита и процесс карбидообразования. Формируется феррито-карбидная смесь, существенно снижаются остаточные напряжения.

Структуру стали после низкого отпуска (до 250 С) называют отпущенным мартенситом; структуру стали после среднего отпуска 350...500ºС – трооститом отпуска; после высокого отпуска 500...600 ºС – сорбитом отпуска.

В стали 9ХC после неполной закалки в масле и низкого отпуска при 170ºС образуется структура отпущенного мартенсита.


Сталь 9ХС. Основные данные.

  1. ГОСТ 5950-73. Инструментальные легированные стали.

  2. Назначение: сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Ответственные детали, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами.

  3. Химический состав

Химический элемент

%

Ванадий (V), не более

0.15

Вольфрам (W), не более

0.20

Кремний (Si)

1.20-1.60

Марганец (Mn)

0.30-0.60

Медь (Cu), не более

0.30

Молибден (Mo), не более

0.20

Никель (Ni), не более

0.35

Сера (S), не более

0.030

Титан (Ti), не более

0.03

Углерод (C)

0.85-0.95

Фосфор (P), не более

0.030

Хром (Cr)

0.95-1.25


  1. Критические точки


Критическая точка

°С

Ac1

770

Ac3

870

Ar1

730

Mn

160




  1. Механические свойства при повышенных температурах


t испытания, °C

0,2, МПа

B, МПа

5, %

, %

KCU, Дж/м2

HB

Состояние поставки [27]

20  

445  

790  

26  

54  

39  

243  

200  

320  

710  

22  

48  

88  

218  

400  

330  

620  

32  

63  

98  

213  

600  

170  

200  

52  

77  

 

172  

700  

83  

98  

58  

77  

147  

 

Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с.

800  

110  

130  

26  

68  

 

 

900  

65  

74  

41  

95  

 

 

1000  

42  

46  

52  

 

 

 

1100  

20  

31  

54  

 

 

 

1200  

15  

20  

83  

100  

 

 


Случайные файлы

Файл
182843.rtf
113967.rtf
73922-1.rtf
122666.rtf
19479.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.