материаловедение. Лабораторная работа 4 Выбор стали и термической обработки деталей машин. Задача 5
 Скачать 21.09 Kb.
|
|
Лабораторная работа №4 Выбор стали и термической обработки деталей машин. Задача №5: Выбрать марку стали, вид и режим термической обработки для изготовления коленчатых валов с диаметром шейки 60 мм двигателя. Предел текучести стали должен быть: б) не ниже 750 МПа, ударную вязкость не ниже 0,8 МДж/м2 Требуется: Обосновать выбор марки стали Обосновать выбор вида и режима термической обработки Определить структуру и механические свойства после закалки и после отпуска Решение: Химический состав стали марки 20ХНЗА, следующий: 20ХНЗА (ГОСТ 4543-71) 0,17 – 0,23% С; 0,30-0,60% Mn; 0,17 – 0,37 % Si; 0,60 – 0,40 % Cr; 2,75 – 3,15 % Ni; 0,025 % S; 0,025 % Р.сталь Сталь 20ХНЗА, согласно ГОСТ, в состоянии поставки имеет твёрдость не более 250 НВ. Следовательно, предел прочности и при твёрдости 230-250 НВ не превышает 670 – 750 МПа. Таким образом, для получения заданной величины предела текучести вал необходимо подвергнуть термической обработке. Для повышения прочности можно провести нормализацию, или закалку с высоким отпуском (улучшение). Проводить закалку с высоким отпуском сложнее, но позволяет получить не только более высокие характеристики, но и более высокую вязкость. Сталь 20ХНЗА легирована никелем и хромом для повышении прокаливаемости и закаливаемости. Она получает после закалки достаточно однородные структуру и механические свойства в сечении диаметром до 75 мм. Назначение режимов термообработки. Для стали 20ХНЗА рекомендуется термическая обработка: 1. Закалка с 820—835° С в масле. При закалке с охлаждением в масле (а не в воде, как это требуется для углеродистой стали) возникают меньшие напряжения, а следовательно, и меньшая деформация. После закалки сталь имеет структуру мартенсит и твердость не ниже 50 HRC. 2. Отпуск 520—530° С. Для предупреждения отпускной хрупкости, к которой чувствительны стали с хромом (марганцем), вал после нагрева следует охлаждать в масле. Механические свойства стали 20ХНЗА в изделии диаметром до 75 мм после термической обработки: Предел прочности σв, МПа 900-1000 Предел текучести σ0,2, МПа 750-800 Предел выносливости σ-1, МПа 400-430 Относительное удлинение δ, % 8-10 Относительное сужение Ψ, % 45-50 Ударная вязкость αН,кДж/м2 9
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||