Курсовая рассказ. Курсовая Материаловедение изучает закономерности, определяющие строение и свойства материалов в зависимости от их состава и условий обработки, и является одной из основных дисциплин, определяющих подготовки инженеровмашиностроителей
 Скачать 18.58 Kb.
|
|
Курсовая Материаловедение изучает закономерности, определяющие строение и свойства материалов в зависимости от их состава и условий обработки, и является одной из основных дисциплин, определяющих подготовки инженеров-машиностроителей. Поэтому вопрос о правильном выборе конструкционных материалов в соответствие с определенными условиями работы деталей, проведении высокоэффективных методов повышения их прочностных свойств; коррозионно- и износостойкости; широком применении мало операционной и безотходной технологии, а также прогрессивной технологии обработки является актуальным в настоящее время. Цели Узнать характеристику стали марки СТ3. Приобрести навыки выбора способа и режимов термической обработки деталей и инструмента из углеродистых сталей. Задание на курсовую 1. В соответствии с вариантом задания, расшифровать марку стали, указать температуру критических точек, химический состав, механические свойства и назначение. 2. Дать эскиз детали или инструмента, изготавливаемого из данной марки стали. Описать условия эксплуатации и требуемые свойства. 3. Выбрать способ термической обработки стали для получения требуемых свойств. Вычертить участок диаграммы состояния Fe-Fe3C и указать температуры нагрева стали при выполнении термической обработки. Описать структурные превращения при нагреве и охлаждении стали. 4. Вычертить график термической обработки с указанием температур нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения стальной детали или инструмента. Описать структуру и свойства стали после назначенного режима термической обработки. В заключении сделать выводы по работе. Одной из самых востребованных марок стальных сплавов можно смело назвать сталь Ст3. Этот материал можно найти практически везде, начиная от садовых скамеек и заканчивая сложными сварными конструкциями. Сталь Ст3 используется при изготовлении горячекатаного сортового, фасонного (уголки, двутавры, швеллеры), листового, широкополосного универсального проката, холоднокатаного тонколистового проката и гнутых профилей, предназначенных для строительных стальных конструкций со сварными и другими соединениями, а также слитков, блюмов, слябов, сутунки, заготовки катаной и непрерывнолитой, труб, поковок и штамповок, лент, проволоки, метизов и др. Сталь Ст3, характеристики которой будут рассмотрены подробно, применяется в качестве основы при изготовлении просто огромного количества различных заготовок. Это можно связать с уникальными физическими и механическими свойствами. Механические свойства стали Ст3, которые контролируются при выпуске заготовок, следующие: Временное сопротивление. Предел текучести. (205-255 Мпа) Степень изгиба под воздействием большого усилия. Относительное удлинение. Ударная вязкость при определенной температуре. Наиболее важные технические характеристики углеродистой стали 3 следующие: Поверхность имеет твердость 131 МПа. Плотность стали неоднородная, вес также может варьироваться в большом диапазоне. Свариваемость не характеризуется какими-либо ограничениями. К отпускной хрупкости структура не склонна. ось (рис. 1) — Ось — это деталь механизма, предназначенная для соединения и скрепления между собой деталей данного механизма.Ось воспринимает только поперечные нагрузки (напряжение изгиба). Оси бывают неподвижные и вращающиеся. Вал обозначает специализированную деталь машины, конструктивно предназначенную для передачи вращающего момента от/к расположенных на нём деталей и точек закрепления (опор). Оси служат для поддержания вращающихся вместе с ними или на них различных деталей машин и механизмов. Вращение оси вместе с установленными на ней деталями осуществляется относительно ее опор, называемых подшипниками. Примером не вращающейся оси может служить ось блока грузоподъемной машины, а вращающейся оси - вагонная ось. Оси воспринимают нагрузку от расположенных на них деталей и работают на изгиб. Термическая обработка Термической обработкойназывается технологический процесс, состоящий из совокупности операций нагрева, выдержки и охлаждения изделий из металлов и сплавов, целью которого является изменение их структуры и свойств в заданном направлении. Температура нагрева стали выбирается по стальному участку диаграммы состояния Fe—Fe3C в зависимости от марки стали (концентрации углерода) и вида термической обработки. Термообработка малоуглеродистых конструкционных сталей (менее 0,2% С), для которых необходимо сочетание поверхностной твёрдости с достаточно вязкой сердцевиной. В этом случае сначала выполняют цементацию — насыщение поверхности дополнительным количеством углерода, а уже потом сталь нормализуют. После термообработки основной структурной составляющей поверхности сплава становится мартенсит с карбидами высокой износостойкости и твердости – выше 60 HRC. Внутренняя структура металла будет оставаться пластичной и вязкой с показателем твердости 30-42 HRC. Температуры нагрева стали при выполнении термической обработки Цементация - 850С 950С нормализации - 920-950 градусов. Структурные превращения при нагреве и охлаждении стали Превращение перлита в аустенит носит диффузионный характер, так как сопровождается перераспределением углерода. В основе термических превращений, происходящих при термообработке, лежат изменения структуры аустенита. При распаде аустенита происходит образование перлита, мартенсита, троостита или других структур, которые и предопределяют механические свойства стали. Скорость распада аустенита зависит от температуры переохлаждения. Аустенит устойчив только при температуре 727°С. При охлаждении стали, предварительно нагретой до аустенитного состояния, аустенит становится неустойчивым – происходит его структурное изменение. Структура и свойства стали после назначенного режима термической обработки На рисунке дана микроструктура цементованной углеродистой стали марки Ст3; от поверхности образуется структура перлита и цементита (заэвтектоидная зона), далее располагается перлит (эвтектоидная зона) и затем при переходе к сердцевине – перлит и феррит (переходная, доэвтектоидная зона). В переходной зоне, чем ближе к сердцевине, тем меньше становится перлита и больше феррита Вывод по работе 1.Приобретены навыки выбора способа и режимов термической обработки болта из углеродистой стали марки Ст3. 2. Термическая обработка представляет собой совокупность операций нагрева до определенной температуры, выдержки при данной температуре и охлаждении. 3. Сталь марки Ст3 - углеродистая, конструкционная сталь. Её используют для изготовления начиная от садовых скамеек и заканчивая сложными сварными конструкциями. 4. Сталь марки Ст3 в равновесном состоянии после охлаждения она будет иметь структуру, соответствующую диаграмме железо-углерод, – это смесь феррита и цементита, которая называется перлитом. 5. Структурные превращения в сплавах зависят от химического состава, от скорости нагрева и скорости охлаждения, от температуры нагрева и времени выдержки при данной температуре. 6. Режимы термообработки оси из стали марки Ст3 следующие: Нагрев под цементацию детали в течение длительного времени до температуры 850-950°С выдержка при данной температуре. Нормализация при температуре 920-950°С в течение 1-1,5 часов. 7. После термообработки основной структурной составляющей поверхности сплава становится мартенсит с карбидами высокой износостойкости и твердости – выше 60 HRC. Внутренняя структура металла будет оставаться пластичной и вязкой с показателем твердости 30-42 HRC. |