Файл: Рузаевский институт машиностроения (филиал).pdf

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
13
РГР – 02069964 – 15.04.05 –55–22
Задание 4
10. Назначить и обосновать вид и способ термической или химико- термической обработки изделия из заданной марки стали. Описать сущность происходящих при этом превращений, а также получаемые микроструктуру и механические свойства.
Изделие – винт передачи. Марка стали -ХВГ.
Низколегированная сталь ХВГ. имеет химический состав: 0,95-1,05% C;
0,6-0,9% Mn; 0,6-1,1% Cr; 0,5-0,8% W.
Эта сталь повышенной прокаливаемости (до 60-80 мм);обладает высокой твердостью, имеет теплостойкость 250-260°С, и мало деформируется при закалке.
Данная сталь упрочняется термической обработкой -– закалкой и низким отпуском. В отожженном состоянии имеет перлитную структуру.
Температура нагрева под закалку T
зак
=840-860°С; температура отпуска t
отп
=140-160°С; твердость после обработки 62-64 HRC. Структура после закалки и отпуска – отпущенный мартенсит.
Применяют для износостойких деталей большого сечения.
Wondershare
PDFelement

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
14
РГР – 02069964 – 15.04.05 –55–22
Задание 5
Выбрать и обосновать конструкционный материал для изготовления требуемого изделия или для работы в заданных условиях. Назначить способы и режимы его упрочнения. Описать состав, структуру и свойства выбранного материала.
10 Сплав для изготовления подшипников, работающих в агрессивных средах.
Для подшипников, работающих в химически агрессивных средах используют сталь Х 18, содержащую 0,9 - 1.0 % углерода и 17 – 19 % хрома.
Высокое содержание хрома необходимо для придания стали высокого сопротивления коррозии. Данная сталь обладает высокой коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, в растворах азотной и уксусной кислот, в различных органических средах.
Термическая обработка детарей подшипников (шарики, ролики, кольца)состоит из двух основных операций – закалки и низкого отпуска.
Закалку проводят в масле. Температура нагрева под закалку 830 - 840
о
С. Затем прводится низкий отпуск при 150 - 160
о
С. Приобретаемая твердость 62 HRC.
Структура стали после термической обработки представляет собой мелкоигольчатый мартенсит с равномерно распределенными избыточными карбидами.
Wondershare
PDFelement

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
15
РГР – 02069964 – 15.04.05 –55–22
Задание 6
А.5 Обосновать марку инструментальной стали для изготовления заданного инструмента. Указать ее состав, способы упрочнения и получаемые при этом структуру и свойства.
Сверла из быстрорежущей стали повышенной производительности.
К группе повышенной производительности относятся быстрорежущие стали, содержащие кобальт и ванадий.
Для сверл применяется сталь Р6М5К5. Ее состав: 0,9% C; 4% Cr; 6% W;
2% V;5% Mo; 5% Co.
Для придания стали теплостойкости и твердости инструменты подвергают закалке с 1220°С и многократному отпуску. Во избежание образования трещин при нагреве до температуры закалки применяют подогрев инструмента при 800-850°С в течение 10-15 минут. Выдержка при температуре закалки составляет 10-12с на каждый миллиметр диаметра изделия.
Охлаждающей средой является масло.
После закалки следует трехкратный отпуск при 550 - 570°С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсное твердение в результате частичного распада мартенсити и выделения дисперсных карбидов. Этот процесс сопровождается увеличением твердости.
Б.5 По заданным обозначениям инструментальных материалов описать их состав, структуру и свойства. Указать условия работы и примерный перечень обрабатываемых материалов.
Сталь для штампов горячей обработки давлением 5ХНМ;
Ее химический состав: 0,5-0,6% С; 0,6-0,8% Cr; 1,4-1,8%Ni; 0.15-
0.3% Mo.
Wondershare
PDFelement

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
16
РГР – 02069964 – 15.04.05 –55–22
Термическая обработка состоит в закалке от 830-860
о
С и отпуск при 500-
580
о
С. Твердость 45HRC.
Данная сталь может работать в жестких условиях нагружения и имеет высокие механические свойства. Обладает прокаливаемостью на большую глубину.
Используется для деталей штампов, паровоздушных и пневматических молотов.
Быстрорежущая сталь Р6М5;
Быстрорежущая сталь Р6М5 имеет состав 0.9%C; 4% Cr; 6% W; 5%
Mo.
Для упрочнения проводят закалку с 1220
о
С в расплавленных солях с температурой 400-500
о
С и трехкратный отпуск при 560-570
о
С, в результате которого весь остаточный аустенит превращается в мартенсит и эксплуатационные свойства возрастают. Сталь имеет твердость 63-65 HRC и теплостойкость 630-640
о
С.
Применяется для изготовления резцов, фрез, сверл используемых для обработки металлов с высокими скоростями резания.
Wondershare
PDFelement

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
17
РГР – 02069964 – 15.04.05 –55–22
Задание 7
10. Расшифровать и кратко описать материалы по заданным маркам
(обозначениям).
КЧ30-6; 12Х17; Р6М5; БрОЦ4-3; Л90.
КЧ30-6 – ковкий чугун. Ковкий чугун получают длительным нагревом при высоких температурах (отжигом) отливок из белого чугуна. В своей структуре имеет графитные включения хлопьевидной формы. Предел прочности при растяжении σ
в
= 300МПа, относительное удлинение при растяжении δ = 6%.
12Х17 – коррозионно-стойкая сталь ферритного класса. Содержит следующие основные компоненты: 0,12% углерода и 17% хрома.
Механические свойства: σ
в
= 520МПа, δ = 30%. Из этой стали изготовляют оборудование для заводов пищевой и легкой промышленности, кухонную утварь и посуду.
Р6М5 – быстрорежущая инструментальная сталь. Имеет состав: около
1% углерода; 6% вольфрама; 5% молибдена. Предназначается для изготовления режущего инструмента группы нормальной производительности. Сохраняет твердость не ниже 58 HRC до температуры
620°С.
БрОЦ4-3. Данный сплав является девормируемой оловянной бронзой. В своем составе имеет около 4% олова, 3% цинка, остальное – медь. Обладает высокой пластичностью и коррозионной стойкостью.
Л90 – двухкомпонентная латунь. Содержит 10%цинка и 90% меди.
Хорошо поддается пластической деформации. Имеет высокую коррозионную стойкость.
Wondershare
PDFelement

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
18
РГР – 02069964 – 15.04.05 –55–22
Задание 8
Кратко описать состав, свойства, особенности и область применения в технике и народном хозяйстве заданных материалов: неметаллического и композиционного.
А.5 Неметаллический материал - поливинилхлорид.
Поливинилхлорид (ПВХ), представляющий собой высокомолекулярный продукт полимеризации винилхлорида
(-СН
2
-СНС1-)
n
Среднечисловая молекулярная масса ПВХ составляет 14000...85000.
В основу классификации ПВХ положен способ его полимеризации: буквы
«С», «Е», «М» в обозначении марок соответствуют суспензионному, эмульсионному и массовому (полимеризацией в массе) способам получения.
Средняя молекулярная масса ПВХ определяется константой Фикентчера (К).
Эта константа указывается в марке двумя цифрами. Стоящие после цифр буквы указывают область применения и свойства ПВХ: Т - термостабилизированный,
М - для изготовления мягких материалов, Ж - Для переработки в жесткие материалы и изделия, П - пастообразующий
Жесткий ПВХ называют винипластом. Достоинствами винипластов являются высокие механические свойства, химическая стойкость, технологичность переработки в изделия, обрабатываемость резанием. Мягкие
ПВХ обладают высокой стойкостью к знакопеременным нагрузкам и вибрациям, эластичностью, химической стойкостью.
Поливинилхлорид нашел широкое применение в машиностроении, кабельной и химической промышленности, сельском хозяйстве, промышленности стройматериалов для изготовления, пленок, листов, труб, искусственной кожи, линолеума, клеев.
Wondershare
PDFelement

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
19
РГР – 02069964 – 15.04.05 –55–22
Б.5 Композиционный материал – ВДУ 1.
ВДУ-1 - композиционный материал на основе никеля упрочненный оксидом тория. Композиты на основе никеля и его сплавов обладают высокой жаропрочностью и стабильно работают при температурах выше 1000 °С. При такой температуре длительная прочность выше у материала с никелевой матрицей. При температуре ниже 800 °С более высокую прочность обеспечивает легированная матрица (TD-нихром). При замене оксида тория вследствие его токсичности оксидом гафния прочность и жаропрочность композиционного материала резко падают. Композиционный материал на основе кобальта, упрочнённый оксидом тория (2%), при температурах ниже 470
°С имеет более высокую прочность и пониженную пластичность по сравнению с материалом на никелевой основе; при высоких температурах различие в свойствах сокращается. Легирование кобальтовой матрицы никелем, хромом, молибденом, вольфрамом и цирконием обеспечивает дополнительное повышение свойств композита, что делает возможным его использование при температурах до 1100 °С.
Wondershare
PDFelement

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
20
РГР – 02069964 – 15.04.05 –55–22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Арзамасов Б. Н Материаловедение: Учебник для вузов / Б. Н.
Арзамасов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин и др. / Под общ. ред. Б. Н.
Арзамасова, Г. Г. Мухина. - 8-е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2008. – 648 с.
2. Лахтин Ю.М. Материаловедение: учебник / Ю.М. Лахтин, В.П.
Леонтьева. – М.: Машиностроение, 1990. – 528 с.
3. Мартышкин А.П Материаловедение: учебное пособие Электронное издание/ Мартышкин А.П., Калякулин С.Ю., Ефанов С.А., Борискин С.И.
Производитель:ФГБ ВО «НИ МГУ им. Н.П. Огарёва», 2017 – Объём издания
12,4 Мб.
4. Черепахин А.А. Материаловедение: учебник / А.А. Черепахин, А.А.
Смолькин. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 288 с.: режим доступа к ЭБС http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=550194
Wondershare
PDFelement