Файл: Завод должен изготовить вал двигателя буровой установки с характерным диаметром.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 119
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МО-21-05
| № варианта | Содержание задания |
| 1 | Завод должен изготовить вал двигателя буровой установки с характерным диаметром d =120 мм. Материал вала должен иметь временное сопротивление растяжению не ниже в 900 МПа. Выбрать сталь для изготовления валов, обосновать сделанный выбор, рекомендовать режим термической обработки и указать структуру в готовом вале. |
| 2 | Тросы, применяемые в условиях морской нефтегазодобывающей платформы, должны обладать высоким пределом прочности в=900 МПа и высокой устойчивостью против коррозии в морской воде, Указать состав стали, устойчивой, против корродирующего действия морской воды (без применения защитных покрытий), технологический процесс изготовления тросов обеспечивающий получение высоких механических свойств в готовом тросе, и структуру стали. Сравнить структуру, стойкость против коррозии и поведение при сварке стали выбранного состава с хромистой сталью с содержанием 14 % Сг и 0,1 % С. Указать для сравнения механические свойства, режим обработки и структуру стали, применяемой для изготовления тросов, от которых по условиям эксплуатации не требуется повышенной стойкости против коррозии. |
| 3 | На заводе изготавливали валы двигателей внутреннего сгорания диаметром d=40 мм из стали с пределом текучести 200 – 230 МПа и относительным удлинением 20 – 22%. В дальнейшем был получен заказ на валы такого же диаметра для более мощных двигателей; завод должен был гарантировать предел текучести не ниже σ0.2=550 МПа и ударную вязкость не ниже 800 кДж/м2. Указать стали, режим термической обработки, структуру и механические свойства после окончательной обработки. Указать, как изменится отношение σ0.2/σВ у выбранных сталей в результате выполнения улучшающей термической обработки. |
| 4 | Шестерни привода штанговых насосных установок подвергаются действию знакопеременных и ударных нагрузок и должны иметь максимально однородные свойства в продольном и поперечном направлениях. Их изготавливают в зависимости от типа привода из стали с временным сопротивлением растяжению в 900-950 МПа. Ударная вязкость, соответственно, должна быть не ниже 700 кДж/м2. Выбрать сталь для шестерен, обеспечивающую комбинацию требуемых свойств, привести состав, марку, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии. |
| 5 | Зубчатые колеса нефтедобывающего оборудования в зависимости от условий работы и возникающих напряжений можно наготавливать из стали обыкновенного качества, качественной углеродистой и легированной с различным содержанием легирующих элементов. Выбрать, руководствуясь техническими и экономическими соображениями, сталь для изготовления колес диаметром d=50мм и толщиной 20 мм с пределом текучести не ниже σ0.2= 360-380 МПа. Указать термическую обработку колес, механические свойства и структуру выбранной стали в готовом изделии и сравнить их с механическими свойствами и структурой сталей 45 и 40 ХН после улучшающей термической обработки. |
| 6 | Выбрать сталь для изготовления валов приводов оборудования нефтегазпереработки диаметром d=45 мм. По расчету, сталь для валов, соответственно, должна иметь предел текучести не ниже σ0.2=500 МПа. Указать: состав и марку выбранных сталей; рекомендуемый режим термической обработки; структуру после каждой операции термической обработки; механические свойства в готовом изделии. Можно ли применять углеродистую сталь обыкновенного качества для изготовления валов требуемого сечения и прочности? |
| 7 | Выбрать сталь для изготовления тяжело нагруженных коленчатых валов диаметром d=80 мм, предел текучести, соответственно, должен быть не ниже σ0.2=1100 МПа. Рекомендовать состав и марку стали, режим термической обработки, структуру и механические свойства после закалки и после отпуска. |
| 8 | Конические зубчатые колеса диаметром d=70 мм в электротележке работают в условиях динамических нагрузок и повышенного износа. По требованию конструктора сталь должна обладать высоким сопротивлением вязкому и хрупкому разрушению изделия в сердцевине. Выбрать углеродистую цементуемую сталь, указать состав, рекомендовать режим термической обработки для получения максимальной вязкости в сердцевине изделия, если цементация выполняется в твердом карбюризаторе. Одновременно для сравнения указать режим термической обработки после цементации в газовой среде. Указать механические свойства стали в сердцевине изделия и твердость на поверхности после окончательной термической обработки к объяснить, целесообразно ли применение для этой цели стали обыкновенного качества. |
| 9 | Палец шарнира диаметром d=15 мм работает на изгиб и срез и должен, кроме того, обладать высокой износостойкостью на поверхности и высоким сопротивлением хрупкому и вязкому разрушению в сердцевине. Выбрать углеродистую сталь, привести ее состав и марку, рекомендовать режим химико-термической и термической обработки и указать структуру, механические свойства в сердцевине и твердость на поверхности после окончательной обработки. Указать желательную толщину твердого поверхностного слоя. Объяснить, в каких случаях необходимо выбрать легированную сталь, и какие механические свойства можно гарантировать в сталях выбранных различных марок. |
| 10 | Заводу нужно изготовить зубчатые колеса сложной формы диаметром 50 мм и высотой 100 мм для нефтегазового оборудования. Они должны иметь твердость на поверхности не ниже HRC 58-60, а в сердцевине временное сопротивление растяжению не ниже в=550 МПа при ударной вязкости не ниже 500-600 кДж/м2. Завод изготовил первую партию зубчатых колес из углеродистой цементуемой стали, однако некоторые зубчатые колеса получили деформацию при закалке. Выбрать сталь и рекомендовать режим термической обработки после цементации для получения заданных механических свойств и предупреждения брака по деформации. Указать структуру стали в сердцевине и поверхностном слое после окончательной обработки и причины, вызывающие деформацию при закалке. |
| 11 | Стаканы цилиндров мощных моторов для приводов бурового оборудования должны иметь особо повышенную износостойкость на рабочей поверхности и высокую твердость (HV 950-1000) и предел текучести в сердцевине не менее σ0.2=750 МПа. Указать марку стали, применяемую для этого, и рекомендовать режим термической и химико-термической обработки, последний с учетом сокращения его продолжительности. Сопоставить последовательность применяемых при этом термических операций, продолжительность химико-термической обработки, толщину, структуру и твердость поверхностного слоя и сравнить выбранные сталь и режим обработки с составом стали и обработкой, применяемой при цементации или нитроцементации. |
| 12 | Завод изготовляет коленчатые валы диаметром d=65 мм; сталь в готовом изделии должна иметь предел текучести не ниже σ0.2=700 МПа и ударную вязкость не ниже 500 кДж/м2.Кроме того, вал должен обладать повышенной износостойкостью не по всей поверхности, а только в шейках, т. е. в участках, сопряженных с подшипниками и работающих на износ. Привести марку стали, рекомендовать режим термической обработки всего вала для получения заданных свойств и высокопроизводительный режим последующей термической обработки, повышающей твердость только в отдельных участках поверхности вала; указать необходимое для этого оборудование. Привести структуру и твердость стали в поверхностном слое шейки вала, а также структуру и механические свойства в остальных участках. |
| 13 | Завод изготовлял червячные колеса для листогибочного оборудования диаметром 150 мм и толщиной 40 мм из серого чугуна. В дальнейшем потребовалось изготовить колеса из чугуна, обладающего временным сопротивлением в 2,5 раза более высоким, и относительным удлинением не менее δ = 3-5 %. Указать структуру серого чугуна, обладающего наиболее высокими механическими свойствами, которые можно получить в отливке указанной толщины. Привести способ получения чугуна, имеющего прочность в 2,5 раза больше прочности указанного серого чугуна с и без термической обработки, а также охарактеризовать его структуру. |
| 14 | Завод изготовляет чугунные детали двух групп: а) массивные сложной формы (без внутренних отверстий); б) тонкостенные. Детали воспринимают в эксплуатации динамические нагрузки. Поэтому чугун в обоих случаях должен иметь повышенные механические свойства, в том числе относительное удлинение около δ=6 %. Выбрать и обосновать тип и марку чугуна для деталей каждой из указанных групп. Какая термическая обработка необходима для получения указанных свойств. |
| 15 | Червяк редуктора диаметром 35 мм можно изготовить из цементуемой и нецементуемой стали. Обосновать, в каких случаях целесообразно применять цементуемую, а в каких случая нецементуемую сталь. Временное сопротивление растяжению в сердцевине детали должно быть в=600 МПа. Выбрать марку цементуемой и нецементуемой углеродистой качественной стали. Указать химический состав, рекомендовать режим химико-термической и термической обработки и сопоставить механические свойства стали обоих типов в готовом изделии. |
| 16 | Цех изготавливает зубчатые колеса бурового оборудования диаметром d=50 мм, толщиной ∆=20 мм из цементуемой стали. Выбрать сталь для зубчатых колес, работающих в условиях износа и удара, но при повышенных напряжениях. Указать химический состав выбранных сталей, рекомендовать режим термической обработки, объяснить назначение каждой операции термической обработки и ее влияние на структуру и свойства стали. Рекомендовать толщину цементованного слоя для данной детали. |
| 17 | Несущие конструкции современных морских и речных танкеров должны иметь повышенные габариты и массу, если их изготавливают из углеродистой строительной стали обыкновенного качества. Выбрать марку строительной стали с примерно таким же относительно низким содержанием углерода, но с пределом текучести в 1,2 раза более высоким, чем у стали марки Ст3, и хорошей свариваемостью. Объяснить, какими путями может быть достигнуто указанное улучшение свойств. |
| 18 | В термическом цехе обрабатывают зубчатые колеса из стали 20Х диаметром 50 мм и толщиной ∆=10 мм. Цех отказался от выполнения цементации в твердом карбюризаторе и наметил более производительный процесс газовой нитроцементации. Сравнить условия и режим всего цикла химико-термической и термической обработки зубчатых колес в случае выполнения цементации в твердом карбюризаторе и нитроцементации. Требуемая толщина поверхностного твердого слоя 0,4-0,6 мм. Указать микроструктуру и твердость поверхности, а также механические свойства в сердцевине после окончательной обработки. |
| 19 | Завод приводит химико-термическую обработку массовых партий зубчатых колес диаметром 50 мм из стали 20 в термическом цехе. Зубчатые колеса поступали в термический цех из механического цеха, а затем вновь возвращались для окончательной обработки в механический цех. Для повышения производительности и сокращения длительности производственного цикла завод изменил марку стали и начал выполнять закалку с индукционного нагрева. Это позволило проводить термическую обработку непосредственно в потоке механического цеха. Привести марку стали, из которой следует изготавливать зубчатые колеса толщиной ∆=90 мм, закаливаемые с индукционного нагрева. Указать технологический режим обоих процессов термической обработки. Дать описание влияния легирующих элементов на прокаливаемость стали. |
| 20 | Стаканы цилиндров двигателей внутреннего сгорания с толщиной стенки ∆=20 мм должны обладать высоким сопротивлением износу на поверхности, На заводе детали изготавливают из стали 20 с последующей цементацией и термической обработкой. В дальнейшем завод начал изготавливать цилиндры более ответственного назначения с повышенной износостойкостью и твердостью на поверхности не ниже HV 950-1000. Эту твердость сталь должна сохранить при нагреве до 300-400 °С. Указать сталь, которую необходимо выбрать для этой цели, и изменения, которые следует внести в технологический процесс термической и химико-термической обработки. |
| 21 | Для повышения износостойкости стаканов цилиндров мощных двигателей внутреннего сгорания, работающих при температурах Т=550 °С, применяют азотирование. Выбрать сталь для указанных температурных параметров, пригодную для азотирования, привести химический состав, рекомендовать режим термической обработки и режим азотирования и указать твердость поверхностного слоя и механические свойства нижележащих слоев в готовом изделии. |