Готовые ДЗ варианты Остальные (308п)

Посмотреть архив целиком

Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э.Баумана.












Домашнее задание по курсу:

Материаловедение.





Вариант 309П.













Выполнил: Савченко А.А.

Группа РК5-42

















Москва 2004 г.

Вариант 309 П. Задание:


Для пружин особо ответственного назначения применяют легированную сталь, в которую дополнительно вводятся вольфрам, ванадий, никель. Эту сталь, характеризующуюся высокими пределами упругости и выносливости при достаточной вязкости и пластичности, применяют для изготовления рессор, пружин, буферов и деталей, работающих в условиях динамических и знакопеременных нагрузок и при повышенных температурах, например: 50ХФА, 50ХГФА, 65С2ВА, 70С3ХВМА и др.



1. Укажите оптимальный режим термической обработки клапанной пружины для легковых автомобилей, изготовленной из стали 50ХФА, постройте график термообработки в координатах t () сек.

2. Опишите структурные превращения, происходящие при термической обработке.

3. Приведите основные сведения о стали: ГОСТ, химический состав, свойства, требования, предъявляемые к улучшенным сталям, достоинства, недостатки, влияние легирующих элементов на прокаливаемость и вязкость стали.





Оптимальный режим термообработки клапанной пружины.


Сталь 50ХФА относят к категориям: 3, 3А, 3Б, 3В, 3Г, 4, 4А, 4Б

Закалка 850 С, масло. Отпуск 520 С.

Закалка – термическая обработка, в результате которой в сплаве образуется неравновесная структура. Конструкционные и инструментальные стали закаливают для упрочнения.

После закалки на мартенсит и высокого отпуска свойства легированных сталей определяются концентрацией углерода в мартенсите. Чем она выше, тем больше твердость и прочность, ниже ударная вязкость. Легированные элементы влияют на механические свойства косвенно, увеличивая или уменьшая концентрацию углерода в мартенсите. Карбидообразующие элементы (Cr, Mo, W,V) увеличивают прочность связи атомов углерода с атомами твердого раствора, снижают термодинамическую активность (подвижность) атомов углерода, способствуют увеличению его концентрации в мартенсите, т.е. упрочнению. Таким образом, задача закалки — получение структуры мартенсита с максимальным процентным содержанием углерода.




Рассмотрим закалку 50ХФА.


Критические температуры для 50ХФА:

Ас1 = 752 С

Ас3 = 788 С


Сталь 50ХФА относится к сталям перлитного класса. Для нее характерны два критических температурных перехода – Ас1 = 752˚С и Ас3 = 788˚С. При температуре Ас1 структура стали претерпевает изменение с образованием аустенитной структуры. Зерна аустенита образуются на границе фаз феррита и цементита В нашем случае мы имеем полную закалку, т.к. температура превышает Ас3 , то весь перлит переходит в аустенит. Таким образом, нагрев до 788С мы получили однофазную структуру - аустенит, при этом при повышении температуры после 780С зерно растет.


Для получения мартенситной структуры необходимо переохладить аустенит до температуры мартенситного превращения, следовательно, скорость охлаждения должна превышать критическую. Поскольку мартенсит представляет собой очень твердую структуру, то, как правило, на поверхности закаленной детали образуются очень сильные остаточные напряжения. Это может привести к образованию трещин, сколов и прочих хрупких разрушений. Во избежание этого после закалки проводят процедуру отпуска. Именно после закалки и отпуска достигаются максимумы предела упругости и релаксационной стойкости. Эта температура отпуска отве­чает практически полному превращению остаточного аустенита и выделению значительного количества карбидов.


2)

Отпуск при 520С 1,5 часа в воде.

Отпуск – термическая обработка, в результате которой в предварительно закаленных сталях происходят фазовые превращения, приближающие их структуру к равновесной.

50ХФА подвергается отпуску при t = 520С — средний отпуск.


При высоких нагревах в углеродистых сталях происходят изменения структуры, не связанные с фазовыми превращениями: изменяются форма, размер карбидов и структура феррита. Происходит коагуляция: кристаллы цементита укрупняются и приближаются к сферической форме. Изменения структуры феррита обнаруживаются, начиная с температуры 400 С: уменьшается плотность дислокаций, устраняются границы между пластинчатыми кристаллами феррита (их форма приближается к равноосной).
















Сведения о стали


Характеристика материала 50ХФА

Марка:

50ХФА

Заменитель:

60С2А, 50ХГФА, 9ХС.

Классификация:

Сталь конструкционная легированная


Применение:

тяжелонагруженные ответственные детали, к которым предъявляются требования высокой усталостной прочности, пружины, работающие при температуре до 300 °С и другие детали.





Марка :

50ХФА

Вид поставки:

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 14959-79, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 7419.0-78 - ГОСТ 7419.8-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 7419.0-78 - ГОСТ 7419.8-78. Лента ГОСТ 2283-79. Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405-75. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.














Химический состав в % материала 50ХФА .

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

V

Cu

0.46 - 0.54

0.17 - 0.37

0.5 - 0.8

до   0.25

до   0.025

до   0.025

0.8 - 1.1

0.1 - 0.2

до   0.2



Температура критических точек материала 50ХФА.

Ac1 = 752 ,      Ac3(Acm) = 788 ,       Ar3(Arcm) = 746 ,       Ar1 = 688 ,       Mn = 300



Механические свойства при Т=20oС материала 50ХФА .

Сортамент

Размер

Напр.

в

T

5

KCU

Термообработка.

-

мм

-

МПа

МПа

%

%

кДж / м2

-

Поковки

100 - 300

 

835

685

12

38

490

Закалка и отпуск

 

 

 

1300

1100

8

35

 

Закалка 850oC, масло, Отпуск 520oC,

Лента отожжен.

 

 

900

 

8

 

 

 



    Твердость материала   50ХФА   после закалки и отпуска      

HB = 262 - 311







Физические свойства материала 50ХФА .

T

E 10- 5

10 6

C

R 10 9

Град

МПа

1/Град

Вт/(м·град)

кг/м3

Дж/(кг·град)

Ом·м

20

2.18

 

40

7800

 

320

100

2.15

11.7

39

7780

490

 

200

2.1

12.2

38

7750

505

 

300

2

12.9

37

7720

510

 

400

1.88

13.5

36

7680

530

 

500

1.78

14

33

7650

560

 

600

1.6

14.4

31

7610

580

 

700

1.42

14.6

29

 

620

 

800

1.32

13.1

28

 

700

 

T

E 10- 5

10 6

C

R 10 9


Случайные файлы

Файл
81948.rtf
180113.rtf
aktiv.doc
128944.rtf
118137.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.