Готовые ДЗ варианты П-хх (Тряпки П-14)

Посмотреть архив целиком

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

государственный технический университет им. Н.Э. Баумана







Домашнее задание

по курсу

Материаловедение


Вариант П-14.









выполнил студент

группы Э4-43

Лысенко А.В.


Проверил

Жигалина О.М.














Москва 2005


Общие сведения

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. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71.

Назначение

для изготовления рессорной полосовой стали толщиной 3-24 мм.

Химический состав

Химический элемент

%

Бор (B)

0.001-0.003

Кремний (Si)

0.17-0.37

Медь (Cu), не более

0.20

Марганец (Mn)

0.90-1.20

Никель (Ni), не более

0.25

Фосфор (P), не более

0.035

Хром (Cr)

0.90-1.20

Сера (S), не более

0.035

Механические свойства

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С

0,2, МПа

B, МПа

5, %

, %

KCU, Дж/м2

HRCэ

Закалка 830 °С, масло.

450 

1420 

1570 

41 

59 

45 



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]

HRC

- Твердость по Роквелю



Температура критических точек

Критическая точка

°С

Ac1

750

Ac3

790

Mn

260


Для изготовления упругих элементов общего назначения, в том числе и для рессор и пружин подвески автомобилей и тракторостроении, применяются легированные рессорно-пружинные стали.

Особенность работы деталей типа упругих элементов состоит в том, что в них используются в основном упругие свойства стали и не допускаются при нагрузке (статической, динамической, ударной) возникновение пластической деформации. В связи с этим стали должны иметь высокое сопротивление малым пластическим деформациям, т.е. высокие пределы упругости (текучести) и выносливости при достаточной пластичности и в сопротивлении хрупкому разрушению. Важные характеристики сталей данного типа - релаксационная стойкость и прокаливаемость.

Для обеспечения этих требований сталь должна иметь однородную структуру, т. е. хорошую закаливаемость и сквозную прокаливаемость ( структуру мартенсита по всему сечению детали после закалки).

Наличие в структуре стали феррита, продуктов эвтектоидного распада, остаточного аустенита снижает упругие свойства детали. Известно, что сопротивление малым пластическим деформациям возрастает с уменьшением размера зерна в стали.

К группе рессорно-пружинных сталей общего назначения относятся стали перлитного класса с содержанием углерода 0,5...0,7%, которые для улучшения свойств ( прокаливаемость, предел выносливости, релаксационная стойкость, мелкозернистая структура) дополнительно легируют кремнием (1,5...2,8%), марганцем (0,6... 1,2 %), хромом (0,2...1,2%), ванадием (0,1...0,25%), вольфрамом (0,8...1,2%), никелем (1,4...1,7).

Эксплуатационные свойства стали приобретают после термической обработки, состоящей в закалке и среднем отпуске (350...5200С) на тростит отпуска.

Примем первый вариант термической обработки : закалку и средний отпуск. По данным ГОСТа 14959-79 температура закалки для 55ХГР составляет 8300С (АС3 = 7900С). В качестве охлаждающей среды применяем масло. Последующий отпуск проводим при температуре 4700С ( выше температуры необратимой отпускной хрупкости. Получаемая структура тростита отпуска (мелкозернистая ферритоцементитная смесь) обеспечит высокое сопротивление малой пластической деформации при достаточных значениях пластичности и вязкости НRC = 35...45.

Влияние хрома - повышает НВ, в, износостойкость, коррозионную стойкость, прокаливаемость, до 1,5% пластичность, жаропрочность и жаростойкость, электросопротивление, препятствует росту зерна.

Влияние ванадия - увеличивает НВ, в, , 0,2/ в , отпускоустойчивость, уменьшает V кр, препятствует росту зерна.

Влияние вольфрама - повышает НВ, прокаливаемость, устойчивость структуры при отпуске, препятствует росту зерна, понижает V кр и склонность к отпускной хрупкости.

Влияние никеля - повышает в, , прокаливаемость, склонность к отпускной хрупкости, снижает V кр , способствует графитообразованию.







Режим термообработки стали 55ХГР.


Структурные превращения при термической обработке.

Сталь 55ХГР - сталь перлитного класса. Критические точки стали: А1=7500С, А3=790 оС. Сталь подвергают полной закалке, при этом ее нагревают до образования однородной структуры.

Последующее охлаждение в масле со скоростью большей, чем (наименьшая скорость охлаждения, при которой аустенит превращается в мартенсит), обеспечивает получение мелкозернистого мартенсита.

Рассмотрим превращения, происходящие в стали 55ХГР при нагреве исходной равновесной структуры Ф + Ц. На практике при обычных скоростях нагрева (электропечи) под закалку перлит сохраняет свое пластинчатое или зернистое строение до температуры А1 (750 оС для стали 55ХГР). При температуре А1 в стали происходит превращение перлита в аустенит. Кристаллы (зерна): аустенита зарождаются в основном на границах фаз феррита и цементита. При этом параллельно развиваются два процесса: полиморфный переход и растворение цементита в аустените.

Представим общую схему превращения:

Образование зерен аустенита происходит с большей скоростью, чем растворение цементита перлита, поэтому необходима выдержка стали при температуре закалки для полного растворения цементита и получение гомогенного аустенита.

Из рис.2 видно, что фазовая перекристаллизация приводит к измельчению зерна в стали.

Схема структурных превращений в стали при нагреве


При этом, чем выше дисперсность структуры перлита (Ф + Ц) и скорость нагрева стали, тем больше возникает центров зарождения аустенита, а следовательно, возрастает дисперсность продуктов его распада. Увеличение же дисперсности продуктов распада аустенита приводит к увеличению пластичности, вязкости, уменьшению чувствительности к концентраторам напряжений.

Изменения структуры стали при закалки в масло. При непрерывном охлаждении в стали с аустенит превращается в мартенсит. Мартенситное превращение развивается в сталях с высокой скоростью (1000...7000 м/с) в интервале температур Мн...Мк. При этом необходимо учитывать, что с увеличением содержания углерода в стали температуры Мн и Мк понижаются. Введение легирующих элементов также изменяет положение точек МН и Мк. Например введение кремния их повышает. В результате закалки стали 55ХГР ее структура содержит только мартенсит.























Полученный мартенсит представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в железе и имеет тетрагональную кристаллическую решетку. Атомы углерода занимают в основном октаэдрические поры.

Образование в результате закалки мартенсита приводит к большим остаточным напряжениям, повышение твердости, прочности, однако при этом возрастает склонность к хрупкому разрушению, что требует проведения дополнительно последующего отпуска.

Превращения в закаленной стали при среднем отпуске (4 оС).

Нагрев закаленной стали до температуры А1 принято называть отпуском. Отпуск должен обеспечить получение необходимых эксплуатационных свойств стали. Структура стали 55ХГР после закалки состоит из мартенсита.

Рассмотрим последовательность процессов при отпуске с повышением температуры.

Первое превращение (80-200 оС) идёт с очень малой скоростью и без нагрева. Уменьшение количества растворённого углерода снижает тетрагональность мартенсита – длина образца уменьшается. Содержание углерода в мартенсите в интервале температур первого превращения (80-200 оС) зависит от исходного количества углерода, тогда как при более высоком нагреве оно определяется лишь температурой.

Второе превращение при отпуске начинается при 200-260 оС. Мартенсит распадается, причём его распад распространяется на весь объем, концентрационая неоднородность твердого раствора исчезает; в мартенсите остаётся около 0,2% растворённого углерода. При температуре около 250 оС начинается превращение -карбида в цементит; при этом когерентность решеток твердого раствора и карбида нарушается.


Случайные файлы

Файл
42907.rtf
73291-1.rtf
121647.rtf
11471-1.rtf
117758.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.