Файл: ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ.pdf

уменьшения напряжений и деформации изделия при закалке. После закалки сталь имеет мартенситную структуру и твердость не ниже HRC 55, после чего следует отпуск при 500 – 540 °С. Для предупреждения отпускной хрупкости после нагрева деталь следует охладить в масле. Однородная по всему сечению структура сорбита отпуска позволяет получить требуемое сочетание прочности и пластичности.

Контрольныевопросы

1.Как определить прокаливаемость?

2.Как можно повысить прокаливаемость?

3.Какой вид имеет диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита стали У8, У12?

4.Что такое критическая скорость закалки и каковы факторы, влияющие на нее?

5.В чем природа твердости мартенсита?

6.Что такое красностойкость и каковы способы ее повышения?

7. Что такое обратимая отпускная хрупкость?

8.Как влияют легирующие элементы на порог хладноломкости?

9.Как выглядит диаграмма изотермического распада для сталей мартенситного класса?

10. Как выглядит диаграмма изотермического распада для сталей аустенитного класса?

11. Каковы технологические недостатки хромоникелевых сталей?

12.Как влияют легирующие элементы (хром, никель, марганец, кремний, вольфрам и др.) на полиморфизм железа?

13.Как обозначаются конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества?

14. Как обозначаются качественные углеродистые конструкционные стали?

15.Как обозначаются инструментальные углеродистые стали?

16.Как обозначаются легированные стали?

ЗАДАЧИ

В задачах необходимо выбрать материал, наиболее экономичный и удовлетворяющий эксплуатационным и технологическим свойствам деталей, а также выбрать режимы различных видов термообработки указанных деталей или инструмента.

1. Какую сталь следует выбрать для изготовления болтов на токарных станках? Требуемая прочность σв ≥45 кгс/мм2. Стали: Ст4, Ст5сп, 40Х, ЗОХГСНА.

57

2.Выбрать сталь для изготовления кожухов электродвигателей методом глубокой вытяжки. Стали: Ст1кп, Ст5, 50.

3.Какие из перечисленных сталей для изготовления осей можно охладить после отпуска при 600 °С на воздухе? Стали: 40ХНР, 40ХГ, 40Х, 40, 45, ЗОХГС, ЗОХМ, 40ХНМА.

4.Выбрать материал и термообработку для изготовления валов диа-

метром 50 мм, σт ≥150 кгс/мм, ψ≥15%. Стали У8, 40ХНМ, ЗОХГСА,

Н18К9М5Т.

5.Шестерни коробки скоростей изготовляют из наследственно мелкозернистой стали. Описать режимы обработки для получения поверхностной твердости 59 - 62 HRC. Стали: 20, 20ХН, 18ХГТ.

6.Выбрать сталь и режим термообработки для изготовления вала зуб-

чатой передачи диаметром 45 мм (σт ≥60 кгс/мм2,ψ≥ 30 %). Твердость поверхности шейки вала – 50 – 54 HRC.

7.Какие заготовки (литые, кованые или сортовой металл) следует использовать для изготовления шатунов с наибольшей прочностью?

8.Выбрать материал для массового изготовления винтов, служащих для крепления электроарматуры. Стали: Ст2, А12, сталь 10.

9.Выбрать материал для изготовления валов электродвигателей σт ≥25 кгс/мм2, δ≥17%. Стали: 40Х, 20ХН, Ст5.

10.Выбрать сталь для изготовления распределительного вала диаметром

70 мм с σт > 50 кгс/мм2, δ≥ 20 %, на поверхности кулачков HRC > 50.

Стали: 40Г, 40ХМ, 20, Ст2.

11. Выбрать сталь и режим термообработки для изготовления тяжело нагруженных валов с высокими свойствами по всему сечению диаметром

50 мм. Стали: 35ХМ, 50Х, 40Г.

12.Выбрать сталь и режим термообработки для изготовления валов диа-

метром 70 мм при условии, что σт > 80 кгс/мм2, ан > 5 кгс/см2. Стали: 40ХНМА, 20ХГНР, 60С2.

13.Выбрать сталь и режим термообработки для изготовления турбин-

ного вала диаметром 300 мм при условии, что σт > 70 кгс/мм2, ан≥ 5 кгс/см2. Стали: ЗОХГСА, 34ХНЗМ. 18ХНЗА, У7, 60С2.

14.Выбрать стали и термообработку для изготовления ответственных шестерен вместо сталей 12ХНЗА, 20Х2Н4А. Стали: 18ХГТ, 20, 15, 20ХГР.

15.Выбрать сталь для изготовления сварной конструкции,

σв≥45 кгс/мм2, σт > 25 кгс/мм2. Стали: 20, 40, 20Г, 50С2, 12Х2Н4А, 12ХНЗА.

16.Какую сталь и в каком состоянии (литом, кованом, после механической обработки) рационально использовать для изготовления зубьев ковшей экскаваторов? Стали: ШХ15, 05Х18Н9Т, Г1ЗЛ.

17.Выбрать сталь для изготовления вала диаметром 70 мм для работы с

большими нагрузками σт ≥75 кгс/мм2, ан ≥9 кгс/см2. Стали: 20ХНЗА,

58

38ХЗМФ, Ст4, 45.

18.Изготовить три вала двигателей, ан > 75 кгс/мм2. Первый вал имеет диаметр 30 мм, второй – 50 мм, третий – 120 мм. Стали: 40, 40Х, 40ХНМА, Ст5, ЗОХГСА.

19.Выбрать сталь и режим обработки для изготовления зубчатых колес диаметром 50 мм, работающих в условиях износа, удара и повышенных напряжений. Стали: 20, 15Х, 12Х2Н4А, 18ХГТ.

20.Выбрать сталь для изготовления шпинделей диаметром 75 мм токарных станков. Твердость в поверхностном слое должна быть HRC 56 - 62. Стали: У7, 60, Ст5, Ст4сп,40Х.

21.Выбрать сталь для изготовления конических зубчатых колес диаметром 50 мм, работающих в условиях динамических нагрузок повышенного износа. Сталь должна иметь высокую вязкость в сердцевине. Стали: 15, 20, 15Х, 20ХГНР.

22.Для изготовления зубчатых колес выбрать сталь, для которой следует применять закалку с индукционным нагревом. Стали: 18ХГТ, 20Х, 20, 15.

23.Выбрать сталь и режимы обработки для изготовления стаканов цилиндров мощных двигателей. Стали: 38ХМЮА, 40, 40Х, Ст4сп.

24.Выбрать сталь для изготовления болтов на станках-автоматах. В конструкциях болты не воспринимают значительных нагрузок.

Стали: 08, А12, А20, 45Х.

25.Выбрать стали для изготовления деталей методом глубокой вытяжки на вырубных штампах. Стали: 10кп, 30, 18ХНВА.

26.Выбрать сталь конструкции, изготовление которой требует сварки и применения сложной гибки. Стали: 10кп, 08, 20, 40Х.

27.Выбрать сталь для изготовления шестерни диаметром 50 мм. Высокая прочность сердцевины не требуется. Стали: 15, 20, 40, 40ХН.

28.Выбрать сталь для изготовления шестерни диаметром 70 мм с высокой вязкостью и прочностью сердцевины. Стали: 15, 20, 12X2H4, I2XH3A.

29.Выбрать материал для изготовления валов диаметром 50 мм, упрочняемый поверхностной закалкой при индукционном нагреве. Стали: 45, 55, СтЗ, Ст5.

30.Выбрать сталь и режим обработки для изготовления шпинделей быстроходных станков. Стали: 38ХМЮА, ЗОХТ2М, 45, У8.

31.Выбрать сталь и режим обработки для изготовления цилиндров двигателей. Стали: 38ХМЮА, 40ХН, Ст2.

32.Изготовить оси диаметром 12 мм с одинаковыми прочностными свойствами по сечению и предложить термообработку. Стали: 35, 08кп, 15Х.

33.Выбрать сталь и режим термообработки для изготовления коленчатых валов диаметром 30 мм с одинаковыми свойствами по всему сече-

нию. Стали: 35Г2, 40Х, 50, Ст5.

59

34.Выбрать материал и режим термообработки шестерни ответственного назначения диаметром 60 мм. Стали: 40ХН, ЗОХГС, 35ХМ, 40, 30, Ст5.

35.Выбрать сталь и термообработку для изготовления валов высокой прочности диаметром 110 мм. Стали: 40ХНМА, ЗОХГС, 35.

36.Выбрать сталь и термообработку для изготовления клапанов выпуска автомобильных двигателей. Стали: 13Х6СМ, 40Х9С2, ЗОХГСНА, 30.

Инструментальные стали

37.Выбрать стали для изготовления напильников. Стали: Р18, Х12Ф1,

У12.

38.Выбрать стали для изготовления зубил. Стали: 7ХФ, 9Х5Ф, ХВГ.

39.Как избавиться от остаточного аустенита в структуре быстрорежущей стали?

40.Выбрать сталь для изготовления матрицы вырубного штампа. Стали:

У12, Х6ВФ, Х12Ф1, 40ХНМА.

41.Выбрать сталь для изготовления торцевой фрезы диаметром 100 мм. Стали: Р18, Р6М5,ХВГ.

42.Выбрать сталь для изготовления штампов горячего прессования. Стали: ЗХ2В8Ф, 5ХНМ, 5ХНВ.

43.Какую сталь использовать для изготовления хирургического инстру-

мента. Стали: У10, ШХ15, 30X13, 10X13.

44.Выбрать сталь и режим термообработки для изготовления пуансона диаметром 25 мм вытяжного штампа. Стали: У12, Р18, ХВГ, У7, 7ХФ.

45.Выбрать стали для деревообрабатывающего инструмента, работающего с ударными нагрузками (долота, топоры). Стали: 9ХС, XI2, У7, 7ХФ.

46.Выбрать сталь и режим термообработки для изготовления машинных метчиков диаметром 20 – 30 мм. Стали: Р18, ХВГ, У7, В1.

47.Выбрать сталь и термообработку для изготовления крупных и сложных штампов. Стали: Х12Ф1, 5ХНМ, ЗХ2В8.

48.Для контроля размеров гнезда под подшипник использовали измерительные калибры из стали ХВГ. После длительного использования калибров обнаружен массовый брак – гнезда оказались с завышенными размерами. Объясните причину брака. Выбрать режим термообработки калибров из стали ХВГ.

49.Какую сталь применяют для изготовления бритв? Указать термообработку.

50.Выбрать сталь и термообработку для изготовления вырубных штампов крупных в сложных форм. Стали: 7ХГ2ВМ, 9ХФ, У7, 45, 60С2.

51.Выбрать сталь и термообработку для изготовления матриц, ис-

60