К деталям - раздел Образование, Конструкционные легированные стали Какай Выбрать Материал Для Изготовления Детали, Как Ее Изготовить И Упрочнить...
Какай выбрать материал для изготовления детали, как ее изготовить и упрочнить – зависит, прежде всего, от условий работы детали, величины и характера, нагружения при эксплуатации, ее размеров, массы и формы.
В справочной литературе приведены многосторонние сведения о сталях: марки, состав, механические и технологические свойстве, режимы термообработки и получаемые после нее свойства, примерные области применения.
Мнение, что справочник дает ответы на все вопросы, связанные с правильным выбором материала, ошибочно.
Есть большое количество сталей, рекомендуемых для одних и тех же целей и имеющих близкие свойства, установленные стандартными испытаниями. Однако в конкретных условиях работы каждая сталь проявляет себя по-разному, обнаруживая различную конструкционную прочность, и поэтому должна рассматриваться возможность применения нескольких марок стали.
Единого правила выбора оптимального состава материала для различных деталей нет, но всегда необходимо максимальное выполнение требований, предъявляемых к детали, способу ее производства и упрочнения, а именно:
1) эксплуатационное требование – материал должен обеспечить заданную (расчетную) конструкционную прочность (прочность с учетом конструкционных, металлургических, технологических и эксплуатационных факторов, определяющих надежность, долговечность и экономичность конструкции);
2) технологическое требование – трудоемкость изготовления (резанием и давлением) детали должна быть минимальной;
3) экономическое требование – все затраты (стоимость стали, изготовления и упрочнения детали) должны быть минимальны, а эксплуатационная стойкость детали в машине максимальна, т.е. нужно выбирать недорогие углеродистые и низколегированные стали. А дорогие с никелем, молибденом, ванадием, вольфрамом применять, если дешевые не обеспечивают заданных требований.
Поскольку требования к материалу деталей противоречивы (более прочные стали менее технологичны, труднее обрабатываются резанием, холодной объемной штамповкой, хуже свариваются), то выбор стали обычно компромиссен: при массовом производстве стремятся к упрощению технологии и снижению трудоемкости изготовления, в специальных отраслях машиностроения (когда более важна прочность) выбор материала и технологии изготовления и упрочнения диктует только необходимость обеспечить максимальные эксплуатационные свойства.
Обычно рассматривают возможность применения нескольких марок сталей и способов упрочнения, что позволяет выбрать рациональный вариант, обеспечивающий высокие эксплуатационные свойства детали и хорошую технологичность при наименьших затратах. Но самое важное условие правильного выбора материала – обеспечение необходимого комплекса механических свойств и распределение их по сечению детали, исходя из условий ее эксплуатации. При этом необходимо руководствоваться следующими положениями:
1) механические свойства стали (НВ, σв, σт, δ, ψ, ан) зависят от ее химического состава и структуры, которую можно существенно улучшить термообработкой;
2) легирование повышает σв и σт, но, упрочняя металл, способствует ее хрупкому разрушению (кроме никеля и молибдена), поэтому степень легированности выбираемой стали определяется нужной глубиной прокаливаемости: сквозная прокаливаемость необходима деталям, работающим на растяжение (шатуны, болты) и с высокими упругими свойствами (рессоры, пружины, торционные валы), но не нужна работающим на изгиб и кручение, т.к. напряжения в середине их сечения равны нулю;
3) легирование цементуемых сталей должно обеспечивать торможение роста зерна аустенита при нагреве и требуемую прокаливаемость поверхностного слоя и сердцевины, т. к. работоспособность цементованных деталей зависит от свойств и поверхности, и сердцевины;
4) легированные стали применяют только термообработанными, кроме некоторых строительных, легированных небольшим количеством дешевых элементов (марганец и кремний ).
Конструкционные легированные стали
Легированной называется сталь, в которую для придания ей определенных механических, технологических или специальных свойств введены легирующие элементы.
Легирующие элементы. Элемент
Маркировка легированных сталей
Для обозначения марок сталей разработана система, принятая в ГОСТах. Обозначения состоят из числа цифр и букв, указывающих на примерный состав стали.
Каждый легирующий элем
СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ СТАЛЕЙ
Цель работы: изучение состава, структуры маркировки и механических свойств легированных сталей, выбор оптимального состава материала и режимов упрочняющей обработки в соответствие
Легированные конструкционные стали
Механические свойства сталей и, следовательно, конструктивная прочность повышается введением в их состав легирующих добавок, основные из которых – хром, никель, кремний и марганец. Другие легирующи
Стали и упрочняющая обработка для типовых деталей машин
Валы. В зависимости от условий эксплуатации стойкость валов определяется усталостной прочностью при кручении и изгибе, контактной прочностью или износостойкостью.
Малонагруженные ме
Прокаливаемость
Под прокаливаемостью подразумевают глубину проникновения закаленной зоны[2].
Несквозная прокаливаемость объясняется тем, что при закалке деталь охлаждается быстрее с поверх
Цементация стали
При цементации происходит поверхностное насыщение стали углеродом, в результате чего получается высокоуглеродистый поверхностный слой. Поскольку для цементации берут низкоуглеродистую сталь, то сер
Натурные и эксплуатационные испытания
В заключение необходимо отметить, что какими бы точными ни были предварительные расчеты конструкционной прочности, обеспечить которую должен выбираемый материал, нельзя судить только по ним о надеж
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Цель работы: ознакомление со строением, свойствами инструментальных углеродистых, быстрорежущих сталей, твердых, сверхтвердых сплавов и керамических материалов; изучение их структу
Углеродистые стали
Углеродистые стали (ГОСТ 1435-90) производят:
– качественными - У7, У8, У9, …, У13;
– высокачественными - У7А, У8А, У9А, …, У13А.
Буква У
Низколегированные стали
Эти стали содержат до 5% легирующих элементов (табл. 3.1), которые вводят для увеличения закаливаемости, прокаливаемости, уменьшения деформаций и опасности растрескивания инструмент
Быстрорежущие стали
Быстрорежущие стали предназначены для изготовления режущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.
Быстрорежущая сталь должна обладать высокой горячей твер
Некоторых быстрорежущих сталей
Сталь
Температура закалки, °С
Состав твердого
раствора, % (атомн.)
К4р58, °С
Остаточный аустенит,
%
Из быстрорежущих сталей
Марка стали
Закалка
Отпуск
Температура, °С
Твердость HRC
Количество аустенита, %
Температура,
Штамповые стали
Для обработки металлов давлением применяют инструменты, деформирующие металл, – штампы, пуансоны, ролики, валики и т. д. Стали, применяемые для изготовления инструмента такого рода,
Твердые сплавы
В настоящее время для скоростного резания металлов применяют инструмент, оснащенный твердыми сплавами. Рабочая температура резания инструмента из твердых сплавов до 800–1000°С.
Сверхтвердые сплавы и керамические материалы
Применяемые для лезвийного инструмента синтетические сверхтвердые материалы (СТМ) являются плотными модификациями углерода и нитрида бора.
Алмаз и плотные модификации нитри
Порядок выполнения работы
1. Изучите марки и химический состав сталей и сплавов, классификацию сталей по способу изготовления и по назначению в зависимости от содержания хрома, никеля и меди, требования к ма
Белые чугуны
В белых чугунах весь углерод находится в химически связанном состоянии (в виде цементита), т. е. кристаллизуются они, как и углеродистые стали, по метастабильной диаграмме Fe – Fe
Серые, высокопрочные и ковкие чугуны
Серые, высокопрочные и ковкие чугуны относятся к материалам, в которых весь углерод или его часть находится в виде графита. Излом этих чугунов – серый, матовый. В их структуре разли
Порядок выполнения работы
1. Изучите классификацию чугунов, их строение, маркировку и способы получения.
2. Исследуйте под микроскопом шлифы и указать, к какому виду чугунов относится каждый образец
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов