Готовые ДЗ варианты Остальные (207С)

Посмотреть архив целиком

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н. Э. БАУМАНА













Домашнее задание

по материаловедению








Студентка Цуканова Ю.В. ,

группа ИУ4-32

Преподаватель Горничев А.А.


















г.Москва

2002

Задание 207С

1)Приведите марку шарикоподшипниковой стали для изготовления шариков и роликов диаметром 10-13,5 мм, укажите рациональный режим ее термиеской 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, химиеский состав, свойства, требования в отношении чистоты и карбидной ликвации и т.п.



1)Материалы, устойчивые к усталостному виду изнашивания предназначены для таких изделий массового производства, как подшипники качения и зубчатые клеса.Усталостное выкрашивание на их рабочих поверхностях вызывают циклические контактные напряжения сжатия. Они создают в поверхностном слое мягкое напряженное состояние, которое облегчает пластическое деформирование поверхностного слоя деталей, и как следстввие, развитие в нем процессов усталости.

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 сеченим 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 регламентированны карбидная неоднородность и загрязненность неметаллическими включениями,так как, выходят на рабочую поверхность, они служат концентраторами напряжений и способствуют более быстрому развитию усталостного выкрашивания.

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






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

Размер * детали, мм

Тем

пера

тура, °С

Охлаждающая среда

Выдерж­ка,

Продол­житель­ность

от­пуска при

150-160 °С, ч

HRC

после от­пуска

ШХ15 ШХ15СГ

До 20

35-50

20-30

840-860 840-860 860- 880

Масло

20-60

45-75

35-75

2

3 — 5

3 — 5

62 — 66

62 — 66

61—65

ШХ15 ШХ15СГ

23—50

Св. 50 .

845-850 860- 880

3-5%-й р-р Na2CO3или 10%р-р NaCl

30—40

35-75

2—3

3—6

62-66

62—65

Примечание. Нагрев можно осуществлять индукционным методом при t900 ч- 920 "С, продолжительность 30—120 с.

* Шарика, ролика или толщины стенки кольца.


T, C

закалка


8500


Изготовление заготовки



800


отпуск



низкий

отпуск

100


шлифовка



t, ч


2)Зернистый перлит получают путем нагрева сталей до температуры 750-7700С и последующего медленного охлаждения. 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 , так же как и послде отжига, образуется ферритно-перлитная структура.Нормализация позволяет несколько уменьшить анизотропию свойств, вызванную наличием в горячедеформированной стали вытянутых неметаллических включений.Свойства нормализованных горячекатанных полуабрикатов существенно зависят от сечения: чем меньше сечение , тем быстрее произойдет охлаждение на спокойном воздухе и тем выше будет прочность стали.

При закалке желательно получить структуру наивысшей твердости, т.е. мартенсит, при последующем отпуске которого можно понизить твердость и повсить пластичность стали. При полной закалке сталь переводят в однофазное аустенитное состояние, т.е. нагревают выше критических температур.

Сталь должна иметь высокую прокаливаемость для получения мартенсuта и максuмальной твердости подшип­ников .Применительно к подшипниковым сталям под критическим рас­стоянием понимают не расстояние до полумартенсuтной зоны, а расстояние до зоны, начиная с которой твердость становится ниже HRC 61. Поэтому и температура закалки, и время нагрева под закалку, и продолжительность от­пуска должны быть в строго определенном интервале .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 .


Твердость сталей ШХ15 и ШХ15СГ в зависимости от температуры отпуска



Сталь

Продол­житель­ность отпуска, ч

HRC при температуре отпуска, °С





150

175 | 200 | 250





не более

ШХ15

2

4

6

63,0

62,5 62,2

62,0 61,0 60,8

60,2

59,1

59,0

58,0 57,0 56,8


При отпуске стали происходит несколько процессов. Основной-распад мартенсита, состоящий в выдеоении углерода в виде карбидов, кроме того, распадаются остаточный аустенит, совершаются карбидное превращение и коагуляция карбидов, уменьшаются несовершенства кристаллического строения и остаточные напряжения.

3)

Сталь конструкционная подшипниковая ШХ15.

Заменитель- стали ШХ9,ШХ12, ШХ15СГ.

Вид поставки- сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 801-78, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71.Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75.Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Проволока ГОСТ 4727-83.

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

Мп

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).









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.