Жураев дз №1 Спец.стали. Национальный исследовательский технологический университет

• Название: Национальный исследовательский технологический университет
• Дата: 29.07.2022
• Размер: 0.61 Mb.
• Имя файла: Жураев дз №1 Спец.стали.doc
• Тип: Документы; #637927

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МИСиС»
Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра металловедения и физики прочности

Домашнее задание №1

по курсу «Специальные стали»


Вариант №4


Студента группы БМТМ-18-1

Жураева У. Р.

Москва, 2020г.

1 Постановка задачи

Выбрать марку стали и рекомендовать способ и режим упрочняющей обработки; описать структуру и свойства поверхностного слоя и сердцевины.

Дано: Ведущая шестерня заднего моста автомобиля имеет MAX d=50 мм. Прочность сердцевины Ϭ_В=1050…1150 МПа. Выбрать сталь, т.о., описать структуру.

2 Решение задачи

На рисунке 1 представлены шестерни.



Рисунок 1 – Шестерни заднего моста автомобиля

Шестерни заднего моста автомобиля должны обладать:

- Высокой твердостью и износостойкостью поверхности => поверхностная термическая обработка обязательна;

- Хорошая прокаливаемость;

- Бонусом будем коррозионная стойкость из-за работы со смазками.

3. 
   Описание выбранных сталей
   

Было выбрано 3 стали: сталь 55, 40Х, 30ХН3А [1]. Химический состав этих сталей представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав сталей в процентах

С	Mn	Si	Cr	Ni	N	P	S	Cu	As
Сталь 55
0,52-0,60	0,50-0,80	0,17-0,37	≤0,025	-	≤0,25	Не более
						0,035	0,040	0,25	0,08
40Х
0,36-0,44	0,50-0,80	0,17-0,37	0,80-1,10	≤0,30	-	0,025	0,035	0,30	-
30ХН3А
0,27-0,33	0,30-0,60	0,17-0,37	0,60-0,90	2,75-3,15	-	0,025	0,025	0,30	-

Далее в подобрана термическая обработка и поверхностное упрочнение для каждой выбранной стали, чтобы она соответствовала заданным условиям.

1. 
   Сталь 55 – конструкционная углеродистая, качественная сталь:
   

• 
  Закалка (840°С, масло) + Отпуск (500°С) → Ϭ_В=970…1120 МПа, HRC 40,0;
  
• 
  Закалка ТВЧ (HRC 50…60);
  
• 
  Прокаливаемость: max расстояние от торца=24 мм → HRC 22,5…33,0;
  

2. 
   40Х – конструкционная легированная сталь:
   

• 
  Закалка (850°С, вода) + Отпуск (500°С) → Ϭ_В=1150 МПа, HRC 35,5;
  

• 
  Закалка ТВЧ (HRC 50…60);
  
• 
  Прокаливаемость: max расстояние от торца=30 мм → HRC 22,5…37,5;
  

3. 
   30ХН3А – конструкционная легированная сталь:
   

• 
  Закалка (820°С, масло) + Отпуск (500°С) → Ϭ_В=1170 МПа, HRC 38,0;
  
• 
  Цементация (920°…950°С, HRC 59…63);
  
• 
  Прокаливаемость: max расстояние от торца=42 мм → HRC 51,5.
  

4 Экономический расчет

Марка стали	Вид поставки	Цена, руб./т
Сталь 55	Круг	31.200
40Х	Круг	33.480
30ХН3А	Круг	78.144

ВЫВОДЫ

1. 
   Для удовлетворения поставленных условий было подобрано 3 наиболее подходящих марки стали: сталь 55, 40Х и 30ХН3А
   
2. 
   Наилучшим вариантом будет сталь 55, так как после подобранной т.о. она удовлетворяет почти всем условиям (не проходит по прокаливоемости на 1 мм), к тому же она более дешевая.
   
3. 
   Однако, учитывая, что шестерни работают еще и в коррозионной среде, можно выбрать сталь 40Х. Она дороже, но содержит хром, который ↑коррозионную стойкость.
   
4. 
   Сталь 30ХН3А также можно выбрать для шестерней, которые используются в более экстремальных условиях (нагрузках). Эта сталь легирована еще никелем, который ↑ хладостойкость.
   

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   В. Г. Сорокин. Марочник сталей и сплавов / А. В. Волосникова, С. А. Вяткин и др. – М.: Машиностроение, 1989. – 640 с.