15. 03. 01 Машиностроение
 Скачать 68.83 Kb.
|
|
Вариант 32 32.1 Зубчатые колеса в зависимости от условий работы и возникающих напряжений можно изготавливать из стали обыкновенного качества, качественной углеродистой и легированной с различным содержанием легирующих элементов. Выбрать, руководствуясь техническими и экономическими соображениями, сталь для изготовления колес диаметром 50 мм и толщиной Δ (15, 35, 50) мм с пределом текучести не ниже 400 МПа. Указать термическую обработку колес, механические свойства и структуру выбранной стали в готовом изделии и для сравнения механические свойства и структуру сталей 45 и 40 ХН после улучшающей термической обработки. 32.2 Для трубопроводов пароперегревателей выберите аустенитную жаропрочную сталь. Расшифруйте состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термообработки и дайте его обоснование. Опишите влияние температуры на механические свойства этой стали. Опишите структуру после термообработки. 32.3 Для изготовления деталей самолета выберите алюминиевый деформируемый сплав не упрочняемый термической обработкой. Расшифруйте состав сплава. Опишите, каким способом производится упрочнение этого сплава, и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава. Вариант 33 33.1 Выбрать сталь для изготовления валов редукторов диаметром d (30, 50, 70) мм. По расчету сталь должна иметь предел текучести не ниже σ0.2 (400, 550, 700) МПа. Указать: состав, и марку выбранной стали; рекомендуемый режим термической обработки; структуру после каждой операции термической обработки; механические свойства в готовом изделии. Можно ли применять углеродистую сталь обыкновенного качества для изготовления валов требуемого сечения и прочности? 33.2 Назначьте режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду, температуру отпуска) шпилек из стали МСт5, которые должны иметь твердость НБ 207...230. Опишите их микроструктуру и свойства. 33.3 Выберите латунь для изготовления деталей путем глубокой вытяжки. Расшифруйте состав и опишите структуру сплава. Назначьте режим термообработки, применяемой между отдельными операциями вытяжки, обоснуйте выбранный режим. Дайте общую характеристику механических свойств сплава. Вариант 34 34.1 Выберите углеродистую сталь для изготовления пил. Назначьте режим термообработки. Опишите сущность происходящих в ее процессе превращений, структуру и свойства инструмента. 34.2 Выберите быстрорежущую сталь для изготовления резцов. Расшифруйте состав и определите, к какой группе относится сталь по назначению. Назначьте режим термообработки, приведите подробное обоснование, объяснив влияние легирующих элементов на всех этапах термообработки. Опишите микроструктуру и главные свойства стали после термообработки. 34.3 Выберите баббит, используемый в качестве материала для вкладышей ответственных подшипников скольжения. Расшифруйте состав и определите, к какой группе относится этот сплав. Зарисуйте и опишите микроструктуру сплава. Укажите основные требования, предъявляемые к баббитам. Вариант 35 35.1 Назначьте режим термообработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска) шпинделей для станков из стали Ст6, которые должны иметь твердость HRC 40...45. Опишите микроструктуру и свойства изделий. 35.2 Назначьте нержавеющую сталь для изготовления деталей, работающих в среде уксусной кислоты при температурах до 40 °С. Приведите химический состав стали, необходимую термообработку и получаемую структуру. Объясните коррозионную устойчивость материала и роль каждого легирующего элемента. 35.3 Для деталей арматуры выбрана бронза Бр ОЦС 4-4-2,5. Расшифруйте состав и опишите структуру сплава. Объясните назначение легирующих элементов. Приведите механические свойства сплава. Задание 2 Пример решения Исходные данные Магниевый сплав Мл5 применяют для изготовления деталей швейных машин (шпульки, катушки). Обоснуйте целесообразность использования этого относительно дорогого цветного сплава по сравнению с дешевым заменителем (ковкий чугун КЧ 37-12). Решение Вращающиеся с большой частотой детали швейных машин испытывают большие центробежные силы. Напряжение от центробежной силы прямо пропорционально плотности материала. Черные сплавы, в том числе ковкий чугун, примерно в 4,5 раза превосходят магниевые сплавы по плотности, а также по пределу прочности, т.е. имеют примерно одинаковую удельную прочность. Соответственно, в случае вышеупомянутых деталей, форма и размеры которых определяются их кинематической функцией, по воздействию центробежных сил магниевый сплав Мл5 примерно равноценен ковкому чугуну КЧ 37-12. При разгоне швейной машины вращающиеся детали, выполненные из ковкого чугуна, будут создавать примерно в 4,5 раза большую инерцию, чем в случае, если бы они были изготовлены из магниевого сплава Мл5. При литье чугуна потребуется значительно большая температура заливки (Тпл = 1150...1500 °С, рис. 2 приложения), чем в случае магниевых сплавов (Тпл « 650 °С). Хотя цена магниевых сплавов примерно в 7 раз превышает цену черных сплавов (табл. 6, 45 приложения), это не будет существенным при изготовлении относительно малогабаритных деталей швейных машин. Таким образом, по ряду технологических и эксплуатационных характеристик магниевый сплав Мл5 является более предпочтительным для изготовления вращающихся деталей швейных машин, чем ковкий чугун КЧ 37-12. Литейный сплав Мл5 легирован несколькими элементами (табл. 51 приложения).
Марганец улучшает коррозионную стойкость, а цинк и алюминий повышают механические свойства. Отливки из высокопрочного сплава Мл5 подвергаются упрочняющей термической обработке: закалке (420 °С, выдержка 12 - 24 часа) и отпуску (170 °С, выдержка 16 часов), после чего обладают хорошими прочностными свойствами (ст B = 255 МПа, ст02 = 120 МПа, 8 = 6%). |