6. По составленной таблице профиля свойств, из справочника выберите марку материала, удовлетворяющего этим требованиям.
Выбираем сталь 20ХГМ.
7. Обоснуйте выбор марки стали.
Сталь 20ХГМ является конструкционной низкоуглеродистой легированной цементируемой сталью. Легирована сталь хромом, марганцем и молибденом.
Сталь имеет следующий химический состав:
С - 0,23÷0,29%; Cr - 0,9÷1,2%; Mn - 0,9÷1,2%; Mo - 0,2÷0,3%.
Эта сталь относится к экономлегированной, т. к. дефицитный никель заменен в ней марганцем. Молибден введен для измельчения зерна и снижения склонности к перегреву.
Хром и молибден увеличивают прокаливаемость и, растворяясь в феррите, упрочняют сталь, повышают ее сопротивляемость пластическому деформированию. Мелкое зерно обеспечивает достаточную вязкость. Так как сталь малоуглеродистая и цементуемая, возможно повысить твердость поверхности за счет химико-термической обработки-цементации или нитроцементации.
После цементации возможно получение твердости на поверхности 58÷62 HRC при твердости в сердцевине 30÷42, т. е. заданная нами твердость в таблице удовлетворяет требованиям.
8. Назначьте вид и режим упрочняющей термической обработки по справочнику.
Для достижения описанных эксплуатационных свойств назначим цементацию, закалку и отпуск. Температура нагрева под цементацию 910÷930ºС, выдержка 7 часов, охлаждение в масло. В качестве карбюризатора используется природный газ СН4. После цементации для измельчения зерна поверхностного слоя рекомендуем закалку с температуры 850ºС в масло. После закалки проводится отпуск при 160÷180ºС, охлаждение на воздухе.
9
.
Зарисуйте график термической обработки.
10. Запишите полученный ответ.
Рекомендуем сталь 20ХГМ; режим обработки –
цементация при 910÷930ºС в масло, закалка с 850ºС в масло и отпуск при 160÷180ºС с охлаждением на воздухе.
Задачи по чугунам
1. Прочитайте условия задачи.
Выберите марку чугуна для изготовления корпуса редук-тора, от которого требуется предел прочности 98 МПа, твер-дость 143÷229 НВ, относительное удлинение не менее 1%. Вы-бор марки обоснуйте и если необходимо назначьте режим обработки.
2. Запишите условие задачи с помощью общепринятых обозначений.
Дано: σв = 98 МПа, δ ≥ 1%,
твердость 143÷229 НВ.
Найти: марку - ?
структуру - ?
режим обработки - ?
3. Определите условия работы детали.
Деталь – корпус редуктора работает в условиях слабых нагрузок.
Данные условия работы, согласно табл.1, соответствуют номеру условия 1.
4. Определите возможные «отказы» детали.
Согласно табл.2, детали, работающие в подобных условиях, могут подвергаться коррозионному разрушению.
5. Составьте профиль свойств, обеспечивающих безаварийную работу детали.
Профиль свойств
|
σ0,2 МПа |
σ-1 МПа |
δ % |
КСU Дж/м2 |
Т50 |
D50 |
HВ пов. |
HRC серд. |
Кор. Ст. |
Траб |
|
0 |
58,8 |
1 |
≥ 50 |
0 |
0 |
143 -229 |
143 -229 |
0 |
0 |
Так как по условиям работы предел прочности 98 МПа, то можем вычислить предел выносливости по формуле зависимости его от предела прочности.
Так как по условиям работы материал должен иметь стойкость против хрупкого разрушения, поэтому одним из условий надежной работы материала является значение ударной вязкости KCU ≥ 50 Дж/м2.
Коррозионная стойкость, рабочая температура не являются определяющими факторами, поэтому их приравниваем к 0.
Порог хладноломкости не является определяющим свойством и приравнивается к 0 (Т50 = 0).
Так как размер детали не определен, прокаливаемость приравниваем к 0.
Предел текучести в задаче не определен, поэтому его приравниваем к 0.