Задание № Д-22.

Распределительные валы из цементируемых сталей марок: 15Х, 18ХГТ, 25ХГТ, 25ХГМ и др. изготавливают горячей штамповкой и упрочняют цементацией с последующей поверхностной закалкой при индукционном нагреве ТВЧ.

1. Распределительный вал двигателя автомобиля диаметром 30 мм изготовлен из стали 18 ХГТ. Назначьте режимы газовой цементации и поверхностной закалки, обеспечивающие твердость поверхности HRC 57-63, твердость сердцевины НВ не более 240. Постройте график термообработки, включающий цементацию и последующую термическую обработку в координатах температура-время.

2. Опишите структурные изменения, происходящие в стали на всех стадиях термической обработки. Укажите структуру стали на поверхности и в сердцевине вала после термической обработки.

3. Приведите основные сведения об этой стали: химический состав по ГОСТу, область применения, механические свойства сердцевины после выбранного режима термической обработки, технологические свойства, достоинства и недостатки и др.































Отчёт

1). Цианирование заключается в одновременном насыщении поверхностей заготовок азотом и углеродом. Процесс цианирования может выполняться в жидкой и газовой среде. В зависимости от температуры цианирование подразделяется на низкотемпературное (530-650) и высокотемпературное (800-930). При цианировании используются ядовитые вещества.

Газовое цианирование, или нитроцементация, выполняется в газовой среде, состоящей из цементирующего и нитрирующего газов. При высокотемпературной нитроцементации глубина цианированного слоя может достичь 1.8 мм при длительности процесса 6-7 ч.

Нитроцементация эффективна для инструментальных (в частности, быстрорежущих) сталей; она используется для деталей сложной конфигурации, склонных к короблению. Однако, поскольку этот процесс связан с использованием токсичных цианистых солей, он не нашел широкого распространения.

В практике нитроцементации встречаются следующие дефекты слоя:

1. сетка трооститных выделений на границах аустенитных зёрен

2. тёмная составляющая на границах зерён

3. карбонитридная фаза в виде корочки или сетки на границах аустенитных зерён

4. высокое содержание остаточногго аустенита.

Высокотемпературное газовое цианирование применяется для изделий из конструкционных сталей с целью повышения их поверхностной твёрдости, износостойкости и предела выносливости.

В качестве цианизирующей среды для цианирования деталей машин и инструментов, которое ведётся при температуре 700−750 или 800−880С, применяется смесь, состоящая из 70−80% науглероживающего газа и 20−30% аммиака.


Газовое цианирование применяется для деталей, изготовляемых из среднеуглеродистой легированной стали. При этом чем ниже содержание углерода в стали, тем более глубоким должен быть цианированный слой. Требуемая глубина цианированного слоя так же зависит от степени нагруженности деталей при эксплуатации и от сечения детали. После цианирования с этого же нагрева производится закалка деталей, после чего микроструктура поверхностного слоя состоит их нитроаустенита или нитромартенсита в поверхностной зоне и мартенситной или троостомартенситной зоны, расположенной под первой зоной.

Цианированный слой по сравнению с цементованным обладает более высокой износостойкостью.

Состав ванны для высокотемпературного цианирования:

20% NaCN

40% Na2CO3

40% NaCl

температура плавления 580−610С

В нащем случае можно применить цементацию со следующими параметрами: Т=860С

=3,5 часа

в результате получаем глубину цианированного слоя =0,6мм


2). Влияние легирующих элементов на свойства стали:


сталь 18ХГТ

элемент

влияние на свойства аустенита

влияние на прочие свойства

хром

понижает точку А3 и повышает точку А1, сдвигает точку S влево, сужает -область, препятствует росту зерна, резко увеличивает прокаливаемость, уменьшает Vз.кр, понижает точку МН, увеличивает Аост.

Растворяется в цементите, замещая атом железа, поваышает стойкость против коррозии (при содержании >1%) и окисления, увеличивает износостойкость, повышает сопротивляемость снижению прочности при высоких температурах.

марганец

понижает все критические точки, сдвигает точку S влево, расширяет -область, увеличивает склонность к росту зерна, увеличивает прокаливаемость, замедляет превращения аустенита, уменьшает Vз.кр­, резко понижает точку МН (при 4% до 0С), резко увеличивает Аост.

противодействует красноломкости при повышении в стали содержания серы, увеличивает износостойкость, особенно при высоком содержании углерода, повышает вр стали в равновсном и высокоотпущенном состоянии, увеличивает склонность к отпускной хрупкости, в инструментальной стали содействует уменьшению деформации при закалке.

титан

резко повышает точки А1 и А3, резко сдвигает точку S влево, сужает -область, препятствует росту зерна, повышает прокаливаемость в растворённом виде, уменьшает Vз.кр­

связывает углерод в карбиды, снижает твёрдость мартенсита и уменьшает прокаливаемость в среднехромистой стали, предовращает получение аустенита после закалки в высокохромистой стали. Сталь с 2% Ti и 0.5%С не закаливается.Предотвращает межкристаллитную коррозию.























3). Основные сведения о стали 18ХГТ:

классификция – сталь конструкционная, легированная.

заменитель - Стали: 30ХГТ, 20ХН2М, 25ХГТ, 12Х2Н4А.

вид поставки - Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, 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, ГОСТ 4543-71.

назначение - Улучшаемые и цементируемые детали , от которых требуется высокая прочность и вязкость сердцевины, а также высокая поверхностная твердость, работающая при больших скоростях и повышенных удельных давлениях под действием ударных нагрузок. Зубчатые колёса, коробки передач грузовых автомобилей, раздаточных коробок главной передачи автомобилей и автобусов. После азотирования может применяться для ходовых винтов станков червячных валов и других деталей с минимальной деформацией.

основные свойства – Оптимальными свойствами прочности обладают детали из стали 18ХГТ с глубиной цементованного слоя 0,9мм (концентрация углерода 0,75%) после непосредственной закалки с температуры подстуживания 830-850С.

недостаток – пониженная ударная вязкость.

























химический состав:

Химический элемент

%

Кремний (Si)

0.17-0.37

Марганец (Mn)

0.80-1.10

Медь (Cu), не более

0.30

Никель (Ni), не более

0.30

Сера (S), не более

0.035

Титан (Ti)

0.03-0.09

Углерод (C)

0.24-0.32

Фосфор (P), не более

0.035

Хром (Cr)

1.00-1.30

Технологические свойства:

Температура ковки

Начала 1220, конца 800. Сечения до 200 мм охлаждаются в зольниках, более 200 мм - в печах.

Свариваемость

ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, КТС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием

После нормализации при НВ 364 и B = 860 МПа K тв.спл. = 0.45, K б.ст. = 0.25.

Склонность к отпускной способности

склонна

Флокеночувствительность

не чувствительна

















Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

государственный технический университет им. Н. Э. Баумана





Факультет: Энергетического машиностроения


Кафедра: Э-2







Домашнее задание по материаловедению



Вариант №Д-22



Студент

Ковнер И.И.

Группа A Э2-41

Подпись __________


Случайные файлы

Файл
4825.rtf
185358.rtf
72406.doc
150336.rtf
oplatatruda.doc




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.