Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Сталь 45Х - файл 1.doc


Сталь 45Х
скачать (293.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc294kb.20.12.2011 08:57скачать

содержание

1.doc

Министерство сельского хозяйства.

ФГОУ ВПО Тюменская сельскохозяйственная академия

Механико-технологический институт
Контрольная работа

Выполнил:

Руководитель:


Тюмень 2008 г.


План.
I. Исходные данные

II. Характеристика стали

а) температура критических точек

б) назначение стали

в) химический состав

г) механические свойства в состоянии поставки

д) механические свойства после термообработки

е) вид стали по классификации

ж) технологические свойства

з) прокаливаемость

III. Термическая обработка материала до механической обработки

IV. Термическая обработка готовой стали

V. Температурный режим термообработки

VI. Диаграмма изотермического превращения аустенита при охлаждении

VII. Вывод по работе

VIII. Список литературы


Ι. Исходные данные.




№ варианта


Наименование детали


Марка стали


Состояние поставки

Твердость после термической обработки


9

Шестерня коленчатого вала



45Х


Поковка


НВ229…269

ΙΙ. Характеристика стали.
А) Температура критических точек


Температура критических точек 0С

Аc1

Аc3

Аr1

Аr3

735

770

660

690


Ас1 – нагревание стали Аr1 – охлаждение стали
Ас3 – нагревание стали Аr3 – охлаждение стали

Б) Назначения стали:
Валы, шестерни, оси, болты, шатуны и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости, прочности и работающие при незначительных ударных нагрузках.

В) Химический состав


Массовая доля элементов, %, по ГОСТ 4543-71

C

Si

Mn

S

P

Cr

Ni

Mo

N

Cu

0,41-0,49

0,17

-

0,37

0,5

-

0,8



0,035




0,035


0,8

-

1,1



0,3

_



0,008



0,3



C-(углерод): С увеличением содержания углерода в стали снижается плотность, растёт электрическое сопротивление и коэрцитивная сила и понижаются теплопроводность, остаточная индукция и магнитная проницаемость.
Si-(Кремний): Способствует получению более однородной структуры, положительно сказывается на упругих характеристиках стали. Кремний способствует магнитным превращениям, а при содержании его в количестве 15…20% придает стали кислотоупорность.
Mn-(марганец): Повышает прочность, износостойкость, практически не снижая пластичность и резко уменьшает красноломкость стали. А также увеличивает глубину прокаливаемости стали при термической обработке.
S-(сера): Снижает ударную вязкость и пластичность в поперечном направлении вытяжки при прокате и ковке, а также предел выносливости.

Р-(Фосфор): Уменьшает развитие трещин.
Cr-(Хром): Повышает твердость, прочность, а при термической обработке увеличивает глубину прокаливаемости, положительно сказывается на жаропрочности, жаростойкости, повышает коррозийную стойкость.
Ni-(никель): Действует так же, как и марганец. Кроме того, он повышает электросопротивление и снижает значение коэффициента линейного расширения.
N-(Азот): Придает поверхности высокую твердость, износостойкость, устойчивость против коррозии и усталостную прочность.
Cu-(медь): Увеличивают коррозионную стойкость стали в атмосферных условиях и понижают порок хладноломкости.


Г) Механические свойства в состоянии поставки



Сечение,

мм

σ0,2, Н/мм2

σв

Н/мм2

δ,

%

Ψ,

%

KCU,

Дж/см2

HRC

HB

Не менее

До 100
100-300
300-500
500-800

640
540
440
345

785
685
635
590

13
13
13
12

42
40
35
33

59
49
49
39


249-293
223-262
197-235
174-217

До 100
100-300
300-500
500-800

345
345
345
315

590
590
590
570

18
17
14
11

45
40
38
30

59
54
49
29




174-217
174-217
174-217
167-267

σв – предел кратковременной прочности

σ – относительное удлинение при разрыве

Ψ – относительное сужение

KCU – ударная вязкость

HB – твердость по Бринеллю

HRC – твердость по Роквелу

Д) Механические свойства после термообработки



НД

Режим термообработки

Операция

t, 0С

Охлождающая среда

ГОСТ 8479-70

(поковка)

Закалка
Отпуск

840-860
580-620

Масло
Воздух

Нормализация
Отпуск

850-870
580-620

Воздух
Воздух или с печью






Предел выносливости, H\мм2

Термообработка

Ударная вязкость, KCU, Дж\см, при t, 0с

Термообработка

+20

0

-20

-30

-70

-80

σ-1

τ-1

600

-------

Закалка с 810 0с в масле,

Отпуск при 575 0с



56



--



--



52



--



80

Закалка с 830 с,

Отпуск при 480 с


Е) Вид стали по классификации
Стали конструкционные легированные.
Это стали в состав которых помимо углерода и примесей целенаправленно вводят один или несколько легирующих элементов для обеспечения требуемой прочности, пластичности, вязкости и др. технологических и эксплутационных свойств. Легирование производится с целью изменения механических свойств (прочности, пластичности, вязкости), физических свойств (электропроводности, магнитных характеристик, радиационной стойкости) и химических свойств (коррозионной стойкости).




Ж) Технологические свойства


Ковка

Охлаждение поковок, изготовленных

Вид полуфабриката

Температурный интервал ковки, 0С

Из слитков

Из заготовок

Размер сечения,

мм

Условия охлаждения

Размер сечения, мм

Условия охлаждения

Слиток

1220-800

Поковки всех размеров: ответственного назначения

Отжиг с перекристаллизацией, два переохлождения, отпуск

До 100
101-300

На воздухе

В мульде

Заготовка

1250-780

Валки горячей прокатки


Нормализация, два переохлаждения, отпуск

остальные

Отжиг низкотемп., одно переохлажд.



































Свариваемость

Обрабатываемость

резанием

Флокеночувствительность

Трудно свариваемая.

Способы сварки: РД, РАД и КТ.

Необходимы подогрев и последующая термообработка.

В горячекатном сосотянии при 163-168НВ и ơR=620 Н/мм2
Кv=1,2(твёрдый сплав)
Кv=0,95(быстро режущая сталь)

Чувствительна

Склонность к отпускной

Хрупкости

Склонна


З) Прокаливаемость
Прокаливаемость – это способность стали получать закаленный слой с мартенситной или просто мартенситной структурной и высокой твердостью на ту или иную глубину. Прокаливаемость определяется критической скоростью охлаждения, зависящей от свойства стали. Если действующая скорость охлаждения в сердцевине изделия будет превышать критическую скорость закалки, то сталь получит мартенситную структуру по всему сечению и тем самым будет иметь сквозную прокаливаемость. Если действующая скорость охлаждения в сердцевине будет меньше критической скорости закалки, то изделия будет прокаливаться только на некоторую глубину и прокаливаемость будет не полной. В этом случае в сердцевине произойдет распад аустенита с образованием пластинчатой ферридо-парбидной структуры.
Полоса прокаливаемости стали 45Х после нормализации при 8500 и закалки с 8500 приведены на рисунке



III.Термическая обработка материала до механической обработки.
Основными видами термической обработки, различно изменяющими структуру и свойства стали и назначаемыми в зависимости от требований, предъявляемых к полуфабрикатам (отливкам, поковкам, прокату и т.д.) и готовым изделиям, являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Отжиг I рода в зависимости от исходного состояния стали и температуры его выполнения может включать процессы гомогенизации, рекристаллизации, снижения твёрдости и снятия остаточных напряжений. Характерная особенность этого вида отжига в том, что указанные процессы происходят независимо от того, протекают ли в сплавах при этой обработке фазовые превращения или нет. Поэтому отжиг 1 рода можно проводить при температурах выше или ниже температур фазовых превращений (критических точек Ас1 и АС3).

Этот вид обработки в зависимости от температурных условий его выполнения устраняет химическую или физическую неоднородность, созданную на предшествующих стадиях передела.

Отжиг II рода заключается в нагреве стали до температур выше точек Ас1 или АС3, выдержке и, как правило, последующем медленном охлаждении. В процессе нагрева и охлаждения в этом случае протекают фазовые превращения () определяющие структуру и свойства стали.Полный отжик заключается в нагреве доэвтектоидной стали стали на 30-50°С выше температуры,

соответствующей точки Ас3 , выдержке при этой температуре для полного прогрева завершения фазовых превращений в объеме металла и последующем медленном охлаждении. В большинстве случаев отжиг является подготовительной термической обработкой. Отжигу подвергают отливки, поковки, сортовой и фасонный прокат, трубы, горячекатаные листы и т.д. Понижая прочность и твердость, отжиг облегчает обработку резанием средне- и высокоуглеродистой стали.
IV.Термическая обработка готовой детали.
Закалка – заключается в нагреве стали до температуры выше критической (А3 для доэвтектоидной и А1 – для заэвтектоидной сталей) или температуры растворения избыточных фаз, в выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка не является окончательной операцией термической обработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки обязательно подвергают отпуску.

Инструментальную сталь в основном подвергают закалке и отпуску для повышения твёрдости, износостойкости и прочности, а конструкционную сталь – для повышения прочности, твёрдости, получения достаточно высокой пластичности и вязкости, а для ряда деталей также высокой износостойкости. Для многих легированных сталей температура нагрева под закалку значительно превышает критические точки Ас1 и Ас3, что определяется малой скоростью и степенью растворения карбидов, содержащих легирующие элементы в аустените, для получения нужной степени его легированности. Это повышение температуры не ведёт к заметному росту зерна, т.к. нерастворимые частицы карбидов тормозят рост зерна аустенита.

Отпуск заключается в нагреве закалённой стали до температур ниже АС1, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определённой скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь получает требуемые


механические свойства. Кроме того, отпуск полностью или частично устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке. Эти напряжения снимаются тем полнее, чем выше температура отпуска. Наиболее интенсивно напряжения снижаются в результате выдержки при 550оС в течение 15 – 30 мин. После выдержки в течение 1,5 часов напряжения снижаются до минимального значения, которое может быть достигнуто отпуском при данной температуре. Так же сильно уменьшаются тангенциальные и радиальные напряжения.
V. Температурные режимы термообработки.
Технология металлов состоит из трёх основных видов:
1) металлургии – получение металла заданного состава.

2) термической обработки – получение заданных свойств.

3) механической технологии – получение из металла изделий заданной внешней формы.
^ Температура и время. Цель любого процесса термической обработки состоит в том, чтобы нагревом до определённой температуры и последующим охлаждением вызвать желаемое изменение строение металла.

Основные факторы воздействия при термической обработке – температура и время. Режим термической обработки характеризуют следующие основные параметры: температура нагрева гмах, т.е. максимальная температура, до которой был нагрет сплав при термической обработке; время выдержки сплава при температуре нагрева Тд скорость нагрева VнагР и скорость охлаждения Vохл.


. Диаграмма изотермического превращения

аустенита при охлаждении.

Если сталь со структурой аустенита, полученной в результате нагрева до температуры выше Ас3 (для доэвтектоидной стали) или выше Ас1 (для заэвтектоидной стали), переохладить до температуры ниже Аr1, то аустенит оказывается в метастабильном состоянии претерпевает превращение. Для описания кинетики превращения переохлажденного аустенита пользуются экспериментально построенными диаграммами время-температура-время распада или диаграммами изотермического превращения аустенита, т.е. превращения протекающего при постоянной температуре.

Для изучения изотермического превращения аустенита небольшие образцы, например, из эвтектоидной стали нагревают до температур, соответствующих существованию стабильного аустенита (т.е. выше критической точки Ас1), а затем быстро охлаждают до температуры ниже Ar1 (например, до 700,600,500,390,300 °С) и выдерживают при этих температурах различное время, в том числе и до полного распада аустенита. Степень его распада можно определять различными методами: микроскопическим, магнитным, дилатометрическим и др.





VΙΙ. Вывод.

Изучая данную сталь, я убедился, что эта сталь сложна по своему строению, по химическому составу, механическим свойствам, технологическим характеристикам, а также режимам обработки, при которых образуются готовая сталь.
VIII. Список литературы.

1) А.С. Зубченко « Марочник сталей и сплавов»
2) А.П. Гуляев « Металловединие»
3) В.Г. Сорокина «Стали и сплавы»


Скачать файл (293.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации