Готовые ДЗ варианты Остальные (430П)

Посмотреть архив целиком



Московский Государственный Технический Университет им. Баумана










Домашнее задание по материаловеденью













Факультет Энергомашиностроение


Группа Э7-41






Студент : Третьяков С.В.


(Фамилия, инициалы)


Преподаватель: Гресс М.А.


(Фамилия, инициалы)




2004 г.

Задание № 430 П.

Рессорно-пружинная легированная сталь, характеризуется высокими пределами текучести (упругости) и выносливости при достаточной вязкости и пластичности, применяют для изготовления рессор, пружин, буферов, деталей, работающих в условиях динамических и знакопеременных нагрузок, например:

55СГ, 60С-2, 60СГ, 50ХГ, 70С2ХА и др.


  1. Укажите оптимальный режим термической обработки рессоры автомашин толщиной от 3 до 14 мм, изготовленной из стали 60С2, построить график термообработки для этой стали в координатах температура-время.

  2. Опишите структурные превращения, происходящие при термической обработке.

  3. Приведите основные сведения об этой стадии: ГОСТ, химический состав, механические свойства, область применения, требования, предъявляемые к этому виду изделий.
































Отчёт.


Особенностью работы деталей типа упругих элементов состоят в том, что в них используют в основном упругие свойства стали и не допускают возникновения пластической деформации при нагрузке (статической, динамической, ударной). В связи с этим данные стали должны иметь большое сопротивления малым пластическим деформациям, т.е. высокие пределы упругости (текучести) и выносливости при достаточных пластичности и сопротивлению хрупкому разрушению. Кроме того важной характеристикой рессорно-пружинных сталей является релаксационная стойкость.

Для достижения данных свойств, сталь должна иметь структуру мартенсита по всему сечению детали после закалки, т.е. иметь однородную структуру, которая обеспечивается хорошей закаливаемостью и сквозной прокаливаемостью. После термообработки пружинная сталь должна содержать минимальное количество остаточного аустенита, так как у него предел упругости меньше, чем у мартенсита и следовательно он снижает сопротивление малым пластическим деформаций. Наиболее распространенный вид обработки для данной стали является полная закалка и средний отпуск. Закалённая на мартенсит сталь имеет невысокий предел упругости. Он заметно повышается при отпуске, когда образуется структура троостита. В этой структуре феррит из-за сильного фазового наклёпа имеет высокую плотность малоподвижных дислокаций. Кроме высоких упругих свойств отпуск на троостит обеспечивает повышение пластичности и вязкости. Хорошие результаты даёт изотермическая закалка на структуру нижнего бейнита. Стали 55С2, 60С2, применяют для пружин и рессор толщиной до 18 мм. Эти стали стойки к росту зерна при нагреве под закалку, но склонны к обезуглероживанию. Отжиг не производится, т.к. по механическим свойствам легированные стали не отличаются от углеродистых.




Для данной стали оптимальным режимом термической обработки является закалка при 820С. Закаливание производят в масло, с последующим отпуском при 305С.

Сталь 60С2 относится к сталям перлитного класса. Для нее характерны два критических температурных перехода – Ас1 = 770˚С и Ас3 = 820˚С. Такая температура обеспечивает получение при нагреве мелкозернистого аустенита и, соответственно, после охлаждения – мелкокристаллического мартенсита. Нагрев до температуры AС3 приводит к сохранению в структуре кристаллов доэвтектоидного феррита, что при некотором уменьшении прочности обеспечивает повышенную пластичность закаленной стали. При температуре AС1 в стали происходит превращение перлита в аустенит. Для данного типа стали после закалки используется охлаждение погружением в масло. При непрерывном охлаждении в масле с Vохл > Vкр с стали происходит превращение аустенита в мартенсит.

Это не что иное, как пересыщенный твердый раствор углерода в железе α и имеет тетрагональную пространственную решетку. 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. Окончательной операцией термической обработки является низкий отпуск при 300-320˚С, уменьшающий остаточные напряжения и не снижающие твёрдость стали. При этом процессе происходит распад мартенсита. Режим термической обработки назначают в зависимости от состава стали и условий работы пружин. Наиболее высокая упругая прочность достигается в результате среднего отпуска на тростит. При этом отношение уп/в становится близким к единице.



Схема изменения прочности пружинных сталей в зависимости от температуры отпуска

Влияние кремния:

С(Si) –кремний:

Влияние на свойства аустенита: повышает критические точки А­1 и А3, сужает -область, увеличивает склонность к росту зерна, резко увеличивает прокаливаемость, замедляет превращения аустенита, уменьшает Vз.кр­, не оказывая влияния на точку, несколько увеличивает Аост.

Влияние на прочие свойства: активно раскисляет, является легирующим элементом стали со специальными электрическими и магнитными свойствами, повышает вр и снижает aH и δ стали в равновесном и высокоотпущенном состоянии, увеличивает склонность к отпускной хрупкости.


Основные данные :



Общие сведения.


Заменитель

стали: 55С2, 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, ГОСТ 1051-73. 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.

Назначение

тыжелонагруженные пружины, торсионные валы, пружинные кольца, цанги, фрикционные диски, шайбы пружинные.



Химический состав:

Химический элемент

%

Кремний (Si)

1.5-2.0

Медь (Cu), не более

0.20

Марганец (Mn)

0.60-0.90

Никель (Ni), не более

0.25

Фосфор (P), не более

0.035

Хром (Cr), не более

0.30

Сера (S), не более

0.035








Физические свойства:

Таблица зависимости физических свойств от темпиратуры.

Температура испытания, °С

20

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

212

206

198

192

181

178

158

144

134


Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

82

80

77

74

69

68

60

54

50


Плотность, pn, кг/см3

7680

7660

7630

7590

7570

7520





Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

28

29

29

30

30

30

29

29

28


Температура испытания, °С

20- 100

20- 200

20-300

20-400

20-500

20-600

20-700

20-800

20-900

20-1000

Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)

11.8

12.7

13.3

13.7

14.1

14.5

14.4

12.2



Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))

510

510

520

535

565

585

620

700




Случайные файлы

Файл
115523.rtf
49870.rtf
114456.rtf
130203.rtf
Candid_3_kurs.doc




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.