Готовые ДЗ варианты Остальные (420C)

Посмотреть архив целиком

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н. Э. БАУМАНА













Домашнее задание

по материаловедению














Студентка Буторова А.О.

группа РК6-41




вариант 420С















г.Москва

2003


Задание 420С

1) Подберите легированную сталь для изготовления крупногабаритных колец шарикоподшипников, укажите оптимальный режим ее термической обработки, постройте графики термообработки этой стали в координатах: температура–время.

2) Опишите структурные превращения, происходящие в процессе термической обработки стали.

3) Приведите основные сведения об этой стали: ГОСТ, химический состав, свойства и т.п.



















































ОТВЕТ

1) Материалы, устойчивые к усталостному виду изнашивания предназначены для таких изделий массового производства, как подшипники качения и зубчатые колеса.

Подшипники качения работают, как правило, при низких динамических нагрузках, что позволяет изготовлять их из сравнительно хрупких высокоуглеродистых сталей после сквозной закалки и низкого отпуска. Для изготовления шариков, роликов и колец подшипников применяют недорогие технологичные хромистые стали ШХ4, ШХ15, ШХ15ГС и ШХ20ГС, содержащие примерно 1% С.

Прокаливаемость сталей увеличивается по мере повышения концентрации хрома. Сталь ШХ15 предназначена для изготовления деталей подшипников поперечным сечением 10-20 мм, более легированные стали ШХ15СГ и ШХ20СГ- для деталей, прокаливающихся на большую глубину (свыше 30 мм). Сталь поставляют после отжига со структурой мелкозернистого перлита (НВ 1790-2170) и повышенным требованием к качеству металла. В стали строго регламентированы карбидная неоднородность и загрязненность неметаллическими включениями, так как, выходя на рабочую поверхность, они служат концентраторами напряжений и способствуют более быстрому развитию усталостного выкрашивания. (Усталостное выкрашивание на рабочих поверхностях вызывают циклические контактные напряжения сжатия. Они создают в поверхностном слое мягкое напряженное состояние, которое облегчает пластическое деформирование поверхностного слоя деталей и, как следствие, развитие в нем процессов усталости ).


Термической обработкой называют технологические процессы, состоящие из нагрева и охлаждения металлических изделий с целью изменения их структуры и свойств.

T C



закалка


8500


Изготовление заготовки



800


отпуск



низкий

отпуск

100


шлифовка




2)

при нагреве до температуры 750-770 С – зернистый перлит

При нагреве до температуры лишь немного превышающей критическую в сталях сохраняются мелкие карбидные частицы, которые при охлаждении или изотермической выдержке выполняют роль центров кристаллизации сфероидального цементита.


после нормализации (как и после отжига) – ферритно-перлитная структура

Нормализация позволяет несколько уменьшить анизотропию свойств, вызванную наличием в горячедеформированной стали вытянутых неметаллических включений. Свойства нормализованных горячекатаных полуфабрикатов существенно зависят от сечения: чем меньше сечение, тем быстрее произойдет охлаждение на спокойном воздухе и тем выше будет прочность стали.


при закалке – мартенсит

При последующем отпуске мартенсита можно понизить твердость и повысить пластичность стали. При полной закалке сталь переводят в однофазное аустенитное состояние, т. е. нагревают выше критических температур.


при отпуске - распад мартенсита, распадается остаточный аустенит, совершаются карбидное превращение и коагуляция карбидов, уменьшаются несовершенства кристаллического строения и остаточные напряжения.




Сталь должна иметь высокую прокаливаемость для получения мартенсита и максимальной твердости подшипников. При пониженных или повышенных температурах и времени выдержки прокаливаемость подшипниковой стали понижается. Исходная структура, полученная в результате предварительной обработки (нормализации или высокого отпуска), также оказывает большое влияние на прокаливаемость. Причем нормализация повышает прокаливаемость стали более заметно, чем высокий отпуск.


3) Сталь конструкционная подшипниковая ШХ15.

Заменитель - стали ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

ГОСТ 801-78

Назначение - шарики диаметром до 150мм, ролики диаметром до 23мм, кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм, втулки плунжеров, плунжеры, нагнетательные клапаны, корпуса распылителей, ролики толкателей и другие детали, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность.


Химический состав*, %

Сталь

С

Mn

Si

Сr

ШХ15

0,95-1,0

0,20-0,40

0,17-0,37


1,30-1,65

* Не более 0,30% Ni, 0,25% Cu, 0,02% S, 0,027% Р.


Температура критических точек (°С)

Ас1

Ас3

Ar3

Ar1

Мн

724

900

713

700

210


Предел выносливости при n=106

σ-1, МПа

Термообработка

333

НВ 192, отжиг

804

НВ 616,закалка 8300С,отпуск 1500С, масло

652

σ 0,2=1670 Мпа, σв=2160Мпа, НВ 582-670


Теплостойкость

Температура,0С

Время, ч

Твердость, HRC

150-160

1

63


Технологические свойства

Сталь

Температура ковки, °С

Прокалива-емость в масле, диаметр*, мм

начала

конца

ШХ15

1150

850

6-30



Примечание. Стали флокеночувствительны, имеют низкую коррозионную стойкость, склонны к отпускной хрупкости, свариваются КТС.








Механические свойства.

Режимы термообработки

Сечение, мм

σ 0,2

σв

δ5

ψ


KCU,Дж/см2

HRCэ,

Не более

МПа

%

Не менее


Отжиг 8000С, печь до 7300С, затем до 6500С со скоростью 10-20 град/ч, воздух



-

370-410

590-730

15-25

35-55

44

179-207

Закалка 8100С, вода до 2000С, затем масло.Отпуск 1500С, воздух

30-60

1670

2160

-

-

5

62-65


Типовые режимы отжига, нормализации и отпуска шарикоподшипниковых сталей

Операция

Температура нагрева, °С

Выдержка

Охлаждение

НВ

Отжиг смягчающий

790-810

2-6 ч

С печью до 550° С, далее на воздухе

178-207

Нормализация: для подготовки к закалке для уничтожения карбидной сетки

880-900

920-950

10-25 мин

10-25 мин

На воздухе

270-390

270-300

Высокий отпуск

650-700

1-2 ч



229-285


Типовые режимы закалки

Сталь

Темпера-тура, °С

Охлажда-ющая среда

Выдерж­ка,

Продолжитель-ность отпуска при

150-160 °С, ч

HRC

после отпуска

ШХ15

840-860

Масло

20-60


2


62-66


ШХ15

845-850


3-5%-й р-р Na2CO3 или 10% р-р NaCl

30-40


2-3


62-66



Случайные файлы

Файл
77418-1.rtf
90974.rtf
78977.rtf
93249.rtf
18866-1.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.