8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки.
Для достижения описанных эксплуатационных свойств назначим закалку и отпуск. Закалка с 820÷835°С в масле. После закалки сталь имеет структуру мартенсита твердостью не ниже HRC 50.
Отпуск 520÷530°С для предупреждения отпускной хрупкости, к которой чувствительны стали с хромом, в том числе совместно с никелем. Вал после указанного нагрева следует охлаждать в масле. Структура стали после отпуска – сорбит отпуска.
9. Зарисуйте график термической обработки.
10. Запишите полученный ответ.
Сталь 20ХН3А; режим обработки – закалка с 820÷835°С в масле на структуру мартенсита; отпуск при 520÷530°С с охлаждением в масле на структуру сорбита отпуска.
Задача по выбору материала с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной
1. Прочитайте условия задачи.
Заводу необходимо изготовить маломодульную шестерню (m = 4) для дозирующего плунжерного насоса. Шестерня работает в условиях изгиба, циклического нагружения, а также испытывает ударные нагрузки в момент зацепления и трение поверхности. Рекомендовать материал и технологический процесс упрочняющей термической обработки, если максимальные напряжения, возникающие при работе, не превышают 700 МПа при σ-1= 400 МПа, диаметр шестерни
50 мм.
2. Запишите условия задачи с помощью общепринятых обозначений.
Дано: D = 500 мм;
σ0,2 = 700 МПа;
σ-1 = 400 МПа.
Найти: марку материала-?
режим обработки-?
3. Определите условия работы детали.
Деталь – шестерня, работает в условиях изгиба, т. е. статистического нагружения, испытывает циклические (знакопеременные) нагрузки, а также подвергается воздействию динамических нагрузок и имеет трение поверхности.
Данные условия работы, согласно табл.1, соответ-ствуют номеру условия 3.
4. Определите возможные «отказы» детали.
Согласно табл.2, шестерни, работающие в подобных условиях, могут разрушаться за счет усталости, деформации при перегрузках и за счет усталостного изнашивания.
5. Составьте профиль свойств, обеспечивающих безаварийную работу детали.
Профиль свойств
|
σ0,2 МПа |
σ-1 МПа |
δ % |
КСU Дж/м2 |
Т50 |
D50 |
HRC Пов. |
HRC серд. |
Кор. ст. |
Траб |
|
70 |
400 |
8 |
50 |
0 |
50 |
60 |
40 |
0 |
0 |
Так как по условиям работы детали возникают напряжения, не превышающие 700 МПа, то для сопротивления пластическому деформированию необходимо иметь у материала σ0,2≥700 МПа.
σ-1 задано в условиях задачи и составляет 400 МПа.
Так как материал, работающий в подобных условиях, должен обеспечивать достаточную пластичность и сопротивляется хрупкому разрушению, он должен иметь δ≥8%, а ударную вязкость КСU≥50 Дж/м2.
Шестерня работает в обычных климатических условиях, порог хладноломкости не является определяющим свойством и приравнивается к 0 (Т50 = 0). Так как шестерня работает на изгиб, то прокаливаемость материала должна быть определена D50 =50 мм.
Работа шестерни в условиях износа требует повышенной твердости поверхности HRC 60. Для сохранения достаточной вязкости сердцевины ее твердость должна быть HRC 40.
Деталь работает в обычных условиях, поэтому коррозионная стойкость не требуется, ее приравниваем к 0
(кор. ст.= 0).
Рабочая температура не определяет условия работы детали, поэтому ее также принимаем за 0 (Траб = 0).