Задание № 1.

Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду, температуру отпуска ) для детали или инструмента из указанной стали, для получения заданного значения твердости или прочности (σ в). Опишите микроструктуру и свойства материала до и после термической обработки. Деталь – рессора, марка стали – 55, значение твердости или предела прочности – 45-50HRC

Рессоры испытывают в работе многократные знакопеременные нагрузки и после снятия нагрузки должны полностью восстанавливать свои первоначальные размеры. В связи с такими условиями работы металл, применяемый для изготовления пружин и рессор, должен обладать, кроме необходимой прочности в условиях статического, динамического или циклического нагружений, достаточно хорошей пластичности, высокими пределами упругости и выносливости и высокой релаксационной стойкостью, а при работе в агрессивных средах (атмосфере пара, морской воде и др.) должен быть также и коррозионо-стойким.

Данная деталь (рессора) изготовлена из стали марки – 55.

Характеристика материала. Сталь 55

Марка	Сталь 55 Углеродистая
Классификация	Сталь конструкционная углеродистая качественная
Применение	зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев гусениц и муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.

Химический состав в % материала стали 55

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As	N
0.52 - 0.60	0.17 – 0.37	0.50 - 0.80	до 0.30	до 0.040	до 0.035	до 0.25	до 0.3	до 0.08	до 0.008

Температура критических точек материала сталь 55.

Ac1	Ac3
725	755

Механические свойства при комнатной температуре материала сталь 55

σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/см2	HRC	Термообработка
1100 – 1380	1260 – 1590	4 – 5	31 – 36	19 – 49	47	Закалка и отпуск

Материал должен обладать необходимой прочностью в условиях статического, динамического или циклического нагружений, достаточно хорошей пластичностью, высокими пределами упругости и выносливости и высокой стойкостью, а при работе в агрессивных средах (атмосфере пара, морской воде и др.) должен быть также и коррозионо-стойким.

Общее требование, предъявляемое к рессорно-пружинным сталям, — обеспечение высокого сопротивления малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкости (сопротивление релаксации напряжений). Эти характеристики обеспечивают точность и надёжность работы пружин и постоянство во времени таких эксплуатационных свойств, как крутящий момент, силовые параметры. Высокую прочность стали 55 приобретает после термической обработки, включающей в себя закалку и низкий отпуск:

Закалка 840°С, масло, охлаждение после высокого отпуска в масле
t отпуска, °С	σ0,2, МПа	σв, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HRC
400	1100 – 1380	1260 – 1590	4 – 5	31 – 36	19 – 49	47

Прочность стали сохраняется благодаря низкому отпуску, а удовлетворительная пластичность обеспечивается высокой степенью чистоты и мелкозернистой структурой.