Задание № 322А

Для изготовления слесарно-монтажного инструмента(гаечные ключи, молотки, отвертки и др.) чаще всего применяют простые конструкционные и инструментальные стали.

  1. Укажите оптимальный режим термообработки слесарного молотка(на твердость 50-55 HRC), изготовленного из стали 50, построите график термообработки в координатах температура-время.

  2. Опишите структурные превращения, происходящие при термической обработке стали.

  3. Приведите основные сведения об этой стали: ГОСТ, хим.состав, свойства, применения, достоинства, недостатки, другие стали для изготовления слесарного молотка и др.



































Термообработка

Сталь 50 - доэвтектоидная сталь. Для данной стали оптимальным режимом термической обработки является закалка при 850С. Закаливание производят в воду, с последующим отпуском при 600С.




t

А 850 оС А

Ас3 (760 оС)

Ас1 (725 оС)


вода

600 оС

Мн

Высокий

отпуск


Ф+П М Сотп




Рис. 1. Режим термообработки стали 50


Структурные изменения

Комплексную термическую обработку состоящую из полной закалки и высокого отпуска конструкционных сталей называют улучшением.

Сталь 50 относится к сталям перлитного класса. Для нее характерны два критических температурных перехода: Ас1 = 725˚С и Ас3 = 760˚С. Доэвтектоидная сталь, как правило, подвергают полной закалке, при этом оптимальной температурой нагрева является температура Ас3 + ( 30-50˚С ). Такая температура обеспечивает получение при нагреве мелкозернистого аустенита. Зерна аустенита образуются на границе фаз феррита и цементита. При этом помимо растворения цементита в аустените происходит еще и аллотропное модифицирование раствора железа α в раствор железа γ. Поскольку процесс растворения цементита происходит медленнее, нежели образование аустенитных кристаллов, то по достижению закалочных температур необходима некоторая выдержка.

При дальнейшем охлаждении в воде, благодаря очень высокой скорости охлаждения (превышающей Vкр) происходит образование структуры мелкозернистого мартенсита. Это не что иное, как пересыщенный твердый раствор углерода в железе α.

Поскольку мартенсит представляет собой очень твердую структуру, то как правило на поверхности закаленной детали образуются очень сильные остаточные напряжения. Это может привести к образованию трещин, сколов и прочих хрупких разрушений. Во избежании этого после закалки проводят продцедуру отпуска. Именно после закалки и отпуска при 450-650˚С достигаются максимумы предела упругости и релаксационной стойкости. Продолжительность выдержки при отпуске устанавливают таким расчетом, чтобы обеспечить стабильность свойств стали. Продолжительность среднего и высокого отпуска обычно составляет 1-2 часа для деталей небольшого сечения.


Влияние температуры отпуска на свойства стали 50


t отпуска, °С

0,2, МПа

B, МПа

5, %

, %

KCU, Дж/м2

HB


Диаметр заготовки 40 мм. Закалка 840 °С, вода

400  

600  

830  

14  

50  

64  

240  









500  

530  

760  

15  

56  

88  

215  









600  

450  

680  

17  

64  

139  

190  









Диаметр заготовки 60 мм. Закалка 840 °С, вода

400  

550  

770  

14  

48  

56  

217  









500  

490  

710  

15  

55  

70  

200  









600  

420  

630  

19  

63  

108  

180  












Основные данные.

  1. ГОСТ 1050-88.

  2. Назначение: после нормализации с отпуском и закалки с отпуском – зубчатые колеса, штоки, тяжелонагруженные валы, малонагруженные пружины и рессоры, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали работающие на трение.

  3. Вид поставки: Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 10702-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Валки ОСТ 24.013.21-85, ГОСТ 5399-69.

  4. Заменитель: Стали: 45,50Г,50Г2,55







Химический состав: по ГОСТ 1050-74


Химический элемент

%

Кремний (Si)

0.17-0.37

Марганец (Mn)

0.50-0.80

Медь (Cu), не более

0.25

Мышьяк (As), не более

0.08

Никель (Ni), не более

0.25

Сера (S), не более

0.040

Углерод (C)

0.47-0.55

Фосфор (P), не более

0.035

Хром (Cr), не более

0.25




  1. Физические свойства:


Таблица зависимости физических свойств от температуры.

Температура испытания, °С

20  

100  

200  

300  

400  

500  

600  

700  

800  

900  

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

216  

213  

207  

200  

180  

171  

154  

136  

123  

 

Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

88  

87  

84  

81  

71  

67  

61  

54  

49  

 

Плотность, pn, кг/см3

7810  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

48  

48  

47  

44  

41  

38  

35  

31  

27  

 

Уд. электросопротивление (p, НОм · м)

272  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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)

11.2  

12.0  

12.8  

13.4  

13.9  

14.2  

14.5  

13.4  

 

 

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

487  

500  

517  

533  

559  

584  

 

 

 

 


Случайные файлы

Файл
58963.rtf
11530-1.rtf
181560.rtf
28748.rtf
42593.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.