Задание Д-10


Для изготовления нагруженных болтов применяются легированные стали после объемного упрочнения.


  1. Выберите легированную сталь для изготовления ответственного болта диаметром 36 мм. Назначьте и обоснуйте режим упрочняющей термической обработки, обеспечивающий: . Постройте график термообработки в координатах температура-время с указанием: критических точек стали, температуры нагрева, времени выдержки, среды охлаждения

  2. Опишите структурные превращения, происходящие в стали на всех стадиях термической обработки

  3. Приведите основные сведения об этой стали: химический состав по ГОСТу, область применения, требования, предъявляемые к этому виду изделий, механические свойства после выбранного режима термической обработки, технологические свойства, влияние легирующих элементов, достоинства и недостатки и др.

Сталь 38ХН2МА относится к конструкционным легированным сталям.

Конструкционным легированные стали-самая многочисленная группа сталей. Сталь характеризуется низким содержанием углерода - до 0,6% и сравнительно не высоким содержанием легирующих элементов - до 7-8%. Подразделяется на три подгруппы: низколегированная - до 2,5% легирующих элементов;

среднелегированная - 2,5-6,0% легирующих элементов;

высоколегированная - более 6,0% легирующих элементов.

Основную массу легированных конструкционных сталей подвергают смягчающему отжигу для облегчения обработки резанием или несложной холодной обработки давлением.

Умягчение большинства этих сталей происходит в интервале температур от 700 до 8000С.

К изделиям, для которых используются различные марки конструкционной легированной стали, относятся:

валы, шпиндели, зубчатые колёса и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твёрдости, износостойкости, прочности и работающие при ударных нагрузках;

диски трения, валы, шестерни, втулки подшипников, кривошипы, коленвалы дизелей и другие детали, требующие повышенной прочности и износостойкости;

оси, фланцы, пальцы, вилки, детали сварных конструкций, работающих в условиях знакопеременных нагрузок;

шестерни, валы, крепёжные детали, работающие при температуре до 450 - 500 oС;

штоки, валы экскаваторов, червячные валы, другие детали, работающие при температуре до 4000С.

Для изготовления ответственного болта диаметром 36 мм выберем конструкционную легированную сталь 38ХН2МА.


Общие сведения Марка стали 30ХН2МА

Вид поставки

Сотовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70.

Назначение

Коленчатые валы, шатуны, ответственные болты, шпильки, диски, звездочки и другие ответственные детали, работающие в сложных условиях нагружения при нормальных, пониженных и повышенных температурах.

Химический состав

Химический элемент

%

Кремний (Si)

0.17-0.37

Медь (Cu), не более

0.30

Молибден (Mo)

0.20-0.30

Марганец (Mn)

0.30-0.60

Никель (Ni)

1.25-1.65

Фосфор (P), не более

0.025

Хром (Cr)

0.60-0.90

Сера (S), не более

0.025

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C

s 0,2 , МПа

s B , МПа

d 5 , %

y , %

KCU, Дж/м 2

Поковки сечением 40 мм. Закалка. Высокий отпуск.

20

1100

1200

15

60

125

200

950

1100

16

63

120

400

800

950

20

75

100

500

700

800

20

80

70

600

450

540

30

93

105

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С

s 0,2 , МПа

s B , МПа

d 5 , %

y , %

KCU, Дж/м 2

Закалка 850 °С, масло. Выдержка при отпуске 1 ч.

200

1550

1750

10

60

125

300

1450

1600

13

62

90

400

1300

1400

11

60

100

500

1100

1200

15

65

125

600

900

1000

19

70

200

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм

s 0,2 , МПа

s B , МПа

d 5 , %

y , %

KCU, Дж/м 2

HB

Прутки. Нормализация 860 °С, вода. Отпуск 680 °С. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 600-620 °С, вода.

40

900

1000

12

62

150

300

80

800

930

13

63

140

275

Механические свойства дополнительные данные

s 0,2 , МПа

s B , МПа

y , %

KCU, Дж/м 2

HB


после закалки 1150 °С и НТМО. НТМО: 500 °С, деформация 50\%, масло. Отпуск 200 °С, 4 ч.

1760

2050

20

36

540











после закалки 1150 °С и НТМО. НТМО: 700 °С, деформация 50\%, масло. Отпуск 200 °С, 4 ч.

1620

1860

25

35

500











после закалки 1150 °С и НТМО. НТМО: 900 °С, деформация 50\%, масло. Отпуск 200 °С, 4 ч.

1550

1760

40

40

460











Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1200, конца 800. Охлаждение замедленное. Для крупных сечений проводится противофлокенная обработка.

Температура критических точек

Критическая точка

°С

Ac1

730

Ac3

775

Mn

340

Предел выносливости

s -1 , МПа

t -1 , МПа

n

s B , МПа

Термообработка, состояние стали

456

230

1Е+7

1060

Закалка 850 С, выдержка 1,5 ч, масло. Отпуск 560 С, выдержка 2 ч. Дельта10 = 9 \%, пси = 55 \%, KCU = 87 Дж/см2

500

 

1Е+7

1800

Закалка 850 С, выдержка 1,5 ч, масло. Отпуск 560 С, выдержка 2 ч. Дельта10 = 6 \%, пси = 45 \%, KCU = 33 Дж/см2

Прокаливаемость

Термообработка

Крит.диам. в масле, мм

Крит. твердость, HRCэ

Закалка 850 С, масло.

75

49-56

Физические свойства

Температура испытания, °С

20

100

200

300

400

500

600

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

204

201

194

186

182

171

159

Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

80

79

76

72

69

67

61

Плотность, pn, кг/см3

7850

 

 










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.