Готовые ДЗ варианты Остальные (402П_2)

Посмотреть архив целиком

Задание №402П


Для изготовления различных по назначению пружин, рессор, дисков сцепления и других деталей небольшого сечения до 20 мм, работающих в условиях трения и под действием статических и вибрационных нагрузок, применяют как углеродистую пружинно-рессорную сталь 60, 65, 70, 75, 80, 85, так и дополнительное легирование марганцем: 60Г, 65Г, 70Г, для деталей большего сечения.


  1. Укажите оптимальный режим термообработки пружины клапанов двигателя автомобиля, изготовленной из стали 60, постройте график термообработки для этой стали в координатах температура-время.

  2. Опишите структурные превращения, происходящие при термической обработке.

  3. Приведите основные сведения этой стали: ГОСТ, химический состав, свойства, область применения, требования предъявляемые к этому виду изделий и др.


Оптимальный режим термообработки 60.


Закалка 780oC, масло, высокий отпуск 560oC,


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. Таким образом, задача закалки — получение структуры мартенсита с максимальным процентным содержанием углерода.


Рассмотрим закалку стали 60.

Критические температуры для стали 60:

Ас3 = 750 С

Ас1 = 725 С


При нагреве до температуры 725С структура сплава остается постоянной – перлит. Как только пройдена точка Ас1 на границах зерен перлита начинает зарождаться аустенит. В нашем случае мы имеем полную закалку, т.к. температура превышает Ас3 , то весь перлит переходит в аустенит. Таким образом, нагрев до 780С мы получили однофазную структуру = аустенит, при этом при повышении температуры после 750С зерно растет.

Для получения мартенситной структуры необходимо переохладить аустенит до температуры мартенситного превращения, следовательно, скорость охлаждения должна превышать критическую. Такое охлаждение наиболее просто осуществляется погружением закаливаемой детали в жидкую среду (вода или масло), имеющую температуру 20-25С. В результате такой обработки получается теплостойкий мартенсит, с некоторым количеством остаточного аустенита.


Отпуск при 560С.

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

Сталь 60 подвергается отпуску при t = 560С — высокий отпуск. При этом надо учитывать, что при температурах отпуска более 500С охлаждение производят в воде.


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).

Итак, снимается фазовый наклеп, возникший при мартенситном превращении. Ферритно-карбидную смесь, которая образуется после такого отпуска, называют сорбитом отпуска.

Сведения о стали:

Сталь конструкционная углеродистая качественная ГОСТ 1050-88

Характеристика материала 60

Марка :

60

Заменитель:

55, 65Г

Классификация :

Сталь конструкционная углеродистая качественная

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86. Калиброванный пруток ГОСТ 7414-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 7419.0-78, ГОСТ 7419.1-78, ГОСТ 7419.3-78, ГОСТ 7419.5-78 - ГОСТ 7419.8-78, ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74. Лента ГОСТ 1530-78, ГОСТ 2284-79, ГОСТ 21996-76, ГОСТ 21997-76. Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70. Проволока ГОСТ 9389-75.

Применение:

цельнокатаные колеса вагонов, валки рабочие листовых станов для горячей прокатки металлов, шпиндели, бандажи, диски сцепления, пружинные кольца амортизаторов, замочные шайбы, регулировочные шайбы, регулировочные прокладки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой прочности и износостойкости.

Химический состав в % материала 60 .

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

As

0.57 - 0.65

0.17 - 0.37

0.5 - 0.8

  до   0.25

  до   0.04

  до   0.35

  до   0.25

  до   0.25

  до   0.08



Температура критических точек материала 60.

Ac1 = 725 ,      Ac3(Acm) = 750 ,       Ar3(Arcm) = 745 ,       Ar1 = 690

Механические свойства при Т=20oС материала 60 .

Сортамент

Размер

Напр.

в

T

5

KCU

Термообр.

-

мм

-

МПа

МПа

%

%

кДж / м2

-

Сталь

 

 

700

510

17

60

 

Закалка и высокий отпуск

Сталь

30

К

920

590

19

50

240

Закалка 780 - 830oC, масло, Отпуск 560oC,



Физические свойства материала 60 .

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

2.04

 

 

7800

 

 

100

 

11

68

 

483

 

200

2.08

11.9

53

 

487

 

300

1.89

 

 

 

 

 

400

1.74

13.9

36

 

529

 

500

 

14.6

 

 

 

 

600

 

 

 

 

567

 

T

E 10- 5

10 6

C

R 10 9



Технологические свойства материала 60 .

Свариваемость:

не применяется для сварных конструкций.

Флокеночувствительность:

малочувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости:

не склонна.



Обозначения:

Механические свойства :

в

- Предел кратковременной прочности , [МПа]

T

- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

5

- Относительное удлинение при разрыве , [ % ]

- Относительное сужение , [ % ]

KCU

- Ударная вязкость , [ кДж / м2]



Физические свойства :

T

- Температура, при которой получены данные свойства , [Град]

E

- Модуль упругости первого рода , [МПа]

- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град]

- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]

- Плотность материала , [кг/м3]

C

- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]

R

- Удельное электросопротивление, [Ом·м]



Свариваемость :

без ограничений

- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки

ограниченно свариваемая

- сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке

трудносвариваемая

- для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг






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.