Готовые ДЗ варианты Остальные (404A)

Посмотреть архив целиком

Московский Государственный Технический Университет им. Н. Э. Баумана















Домашнее задание

по предмету

Материаловедение

вариант 404А







выполнил:

студент группы МТ 2-52

Седов А. В.

проверил:

Сафонова Е. А.









2003г.

Задание



Для изготовления измерительного инструмента в зависимости от размера, формы, сложности, класса точности, условия работы применяют как углеродистые, так и легированные стали:

  1. Укажите оптимальный режим химико-термической и термической обработки скобы, изготовленной из стали 15Х, постройте график термообработки для этой стали в координатах температура-время.

  2. Опишите структурные превращения, протекающие при её термической обработке.

  3. Приведите основные сведения об этой стали: ГОСТ, химический состав, применение, преимущества, недостатки, влияние хрома, требования, предъявляемые к измерительному инструменту, влияние легирующих элементов, другие марки сталей, которые можно применить для изготовления этого инструмента и др.





























Основные свойства, которыми должны обладать стали этого назначения, - высокая износостойкость постоянство размеров и формы в течение длительного срока службы. К дополнительным требованиям относят возможность получения низкой шероховатости поверхности и малой деформации при термической обработке.



Режим химико-термической обработки:

Для получения требуемых свойств проводим сначала химико-термическую обработку – цементацию. Её проводим или в твердом, или в газовом карбюризаторе. Процесс в обоих случаях идёт через газовую фазу. Наиболее распространенный твёрдый карбюризатор состоит в основном из древесного угля с добавкой 20-25% ВаСО3 для интенсификации процесса и 3-5% СаСО3 для предотвращения спекания частиц карбюризатора. Деталь и карбюризатор упаковывают в контейнер (стальной ящик) и нагревают в печи до 910-930С. Продолжительность выдержки при температуре цементации для ящика с мин. размером 150 мм составляет 5,5-6,5ч для слоя толщиной 700-900мкм. После цементации ящики охлаждают на воздухе до 400-500С и затем раскрывают.



Режим термической обработки стали:

Эксплуатационные свойства деталь получает после термической обработки, состоящей в двойной закалке и низком отпуске. Для уменьшения коробления их закаливают не в воде, а в масле. При первой закалке деталь нагревают до температуры tз1 на 30-50С выше температуры Ас3 цементируемой стали. (По данным ГОСТ 4543-71 температура закалки стали 15Х составляет 880 С (Ас3(сm)=838С)). При второй закалке деталь нагревают до tз2 с превышением на 30-50С температуры Ас1. (По данным ГОСТ 4543-71 температура второй закалки составляет 770-820С (Ас1=766С)). Последующий отпуск назначаем при температуре 180С в масле. После двойной закалки и низкого отпуска поверхностный слой приобретает структуру отпущенного мартенсита с включениями глобулярных карбидов. Сердцевина приобретает структуру бейнита. Получаемая структура обеспечивает твердую поверхность (174-217HB) и вязкую сердцевину, устойчивую к воздействию циклических и ударных нагрузок. (рис 1)























Ас3(сm)=838С

Ас1=766С

Аr3(rсm)=799С

Аr1=702С





























Данная химико-термическая и термическая обработка обеспечивает получение следующих свойств(минимальные значения):

0,2 >345 МПа; >18%;

в>590 МПа; >45%;

Повышение температуры отпуска до 200С повышает в до 780МПа, 0,2 -до 550МПа при =7%, =46%, KCU=39МДж/см².

Структурные превращения при химико-термической обработке.

Технологический процесс диффузионного насыщения углеродом называется цементацией. Атомарный углерод адсорбируется поверхностью стали и диффундирует в глубь металла. При цементации стали атомы углерода диффундируют в решетку -железа. По достижении предела насыщения аустенита углеродом, определяемого линией ES на диаграмме Fe-Fe3C на поверхности может образоваться сплошной слой цементита. Но обычно при температуре цементации диффузионный слой состоит только из аустенита, а после медленного охлаждения из продуктов распада – феррита и цементита. Цементованный слой имеет переменную концентрацию углерода по толщине, убывающую от поверхности к сердцевине детали. (рис. 2) В связи с этим после медленного охлаждения в структуре цементованного слоя можно различить (от поверхности к середине) три зоны: заэвтектоидную, состоящую из перлита и вторичного цементита, образующего сетку по бывшему зерну аустенита; эвтектоидную , состоящую практически из одного пластинчатого перлита, и доэвтектоидную – из перлита и феррита. Количество феррита в этой зоне непрерывно возрастает по мере приближения к сердцевине.



Структурные превращения при термической обработке.

Первая закалка:

При нагреве во всём объёме детали образуется аустенит. Нагрев до температур, лишь немного превышающих Ас3 , вызывает перекристаллизацию сердцевины детали с образованием мелкого аустенитного зерна, что обеспечит мелкозернистость продуктов распада. При температуре tз1 весь диффузионный слой переходит в аустенитное состояние.

Вторая закалка:

В процессе нагрева мартенсит, полученный в результате первой закалки, отпускается, что сопровождается образованием глобулярных карбидов, которые в определённом количестве сохраняются после неполной закалки в поверхностной заэвтектоидной части слоя, увеличивая его твёрдость. Поверхностный слой приобретает структуру мелкоигольчатого мартенсита и изолированных участков остаточного аустенита 15-20%.

Низкий отпуск:

Мартенсит закалки в поверхностном слое переводится в отпущенный мартенсит, снимающий напряжение.

После двойной закалки и низкого отпуска поверхностный слой приобретает структуру отпущенного мартенсита с включениями глобулярных карбидов. Сердцевина приобретает структуру бейнита.






Сталь 15Х. Основные данные.

Вид поставки — сортовой прокат, в том числе фасонный ГОСТ4543-71, ГОСТ2591-71, ГОСТ2879-69, ГОСТ4693-77, ГОСТ10702-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ14955-77. Полоса ГОСТ103-78.Поставки и кованные заготовки ГОСТ1133-71, ГОСТ8479-70. Трубы ГОСТ8733-87, ГОСТ8734-75, ГОСТ9567-75.

Применение:

Для изготовления втулок, пальцев, шестерен, валиков, толкателей, других цементируемых деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали работы в условиях износа при трении.

Температура точек С [180]:

Ас3(сm)=838С

Ас1=766С

Аr3(rсm)=799С

Аr1=702С

Химический состав,% (ГОСТ 4543-71).

С


Мn


Si


Сr


Сu


Ni

Р


S






не более


0,12— 0,18


0,40—0,70


2,4—2.8


0.7-0.8


0,20


0,25


0,035


0.035




Механические свойства проката

Источник




Состояние поставки, режимы термообработки




σ0.2


σв

δв

ψ


KCU

нв

(HRC9), не более




МПа


%


Дж/см2






ГОСТ 4543—71


Пруток. Закалка 880°С, вода или масло, закалка 770-820С вода или масло, отпуск 180°С, воздух или масло.


1470


1670


6


25


64







Механические свойства поковок ГОСТ 8479-70



Термообработка



Сечение





КП


σ0.2


σв

δв

ψ


KCU

нв

(HRC9), не более




МПа


%


Дж/см2








Закалка, отпуск.






До 100


345


345


590


18


45


59




174-217


Случайные файлы

Файл
91593.rtf
83061.rtf
71794.rtf
150888.rtf
92832.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.