МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н.Э.БАУМАНА



















Домашнее задание по курсу ”Материаловедение”

Вариант Д-20





















Выполнил: студент гр. Э7-42 Валов А.Д.







Москва 2006г.

Условие задания


Для наиболее нагруженных зубчатых колес, работающих в условиях высокой температуры (250-350 °С) используются комплексно легированные теплостойкие цементируемые стали 12Х2НВФА

20Х3МВФ-Ш

16Х3НВФМБ-Ш


  1. Зубчатое колесо трансмиссии авиационного двигателя изготавливается из стали 20Х3МВФ-Ш. Назначьте режимы цементации и последующей термической обработки, обеспечивающей эффективную толщину слоя 1,1 – 1,3 мм, твердость на поверхности HRC59-62 твердость сердцевины HRC 38-42. Постройте график термической обработки, включающий цементацию и последующую термическую обработку в координатах температура-время

  2. Опишите процесс химико-термической обработки, а также структурные превращения, происходящие на поверхности и в сердцевине детали на всех этапах термической обработки.

  3. Приведите основные сведения о стали:

- химический состав по ГОСТу;

- область применения;

- требования, предъявляемые к этому виду изделий;

- механические и технологические свойства;

- влияние легирующих элементов и др.






Цементация стали

Технологический процесс диффузионного насыщения углеродом называется цементацией. Обычно после цементации сталь подвергают закалке или отпуску. После такого комплексного процесса концентрация углерода на поверхности стальной детали составляет 0,8-1%, структура низкоотпущенного мартенсита с мелкими сфероидальными карбидами хорошо сопротивляется износу, твердость поверхности равна 750 – 950 HV. Сердцевина детали содержащая 0,08 – 0,25 % С, остается вязкой. Поверхности, не подлежащие цементации, защищают гальваническим омеднением; толщина медного слоя составляет 0,02 – 0,05 мм.

Цементации обычно подвергают также детали машин, которые должны иметь износостойкую рабочую поверхность: зубчатые колеса, валы и пальцы, распределительные валики, кулачки, червяки и т.д.


Газовый карбюратизатор

Исходную среду для цементации (науглероживания) называют карбюратизатором. При газовой цементации в качестве карбюратизатора используют разбавленный природный газ (состоящий почти полностью из метана), контролируемые атмосферы, получаемые в специальных генераторах, а также жидкие углеводороды (керосин, бензол и др.), каплями подаваемые в герметичное рабочее пространство печи, где они образуют активную газовую среду. Основная ведущая реакция при наличии метана:

СН4=2Н2

В зависимости от состава газовой смеси и содержания углерода в стали атмосфера в рабочем пространстве печи может быть науглероживающей, обезуглероживающей и нейтральной. Нейтральному составу соответствует равновесная концентрация углерода на поверхности стали, называемая углеродным потенциалом. Науглероживание будет происходить, если концентрация углерода на поверхности стали будет меньше углеродного потенциала газовой смеси при данной температуре.


Режимы цементации и последующей термической обработки

Для данной марки стали цементацию следует проводить при температуре 1000 °С. При заданной эффективной толщине цементируемого слоя (за нее принимают сумму заэвтектоидной, эвтектоидной и половины доэвтоктоидной зоны) от 1,1 – 1,3 мм скорость цементации составит 0,75 мм/ч. Следовательно, время цементации будет составлять 1,2 – 1,7 ч.

Для получения заданного комплекса механических свойств после цементации необходима дополнительная термическая обработка детали. Нужно получить не только высокую поверхностную твердость, но и высокую прочность, а также высокую ударную вязкость. Для обеспечения указанных свойств необходимо мелкое зерно как на поверхности детали, так и в сердцевине. Легирующие элементы данной стали (молибден, вольфрам, ванадий) способствуют уменьшению зерна. Поэтому возможна термическая обработка, состоящая из одной закалки и отпуска, что позволит избежать потери поверхностной твердости. Тем не менее следует проводить две закалки и отпуск, так это способствует повышению прочности на изгиб, что важнее в данном случае.

При первой закалке сталь нагревают до температуры на 30 – 50 °С выше температуры Ас3 цементируемой стали (1030-1060 °С) и закаливают в масле.

При второй закалке деталь нагревают до температуры, превышающей на 30 – 50 °С температуру Ас1.












Случайные файлы

Файл
159682.rtf
132476.rtf
задача 12.doc
163267.rtf
1737-1.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.