Контрольная работа: Материаловедение Схема строения

К качественным углеродистым сталям относятся стали 08, 10, 15, 20, 25...70, 75, 80, 85, а также стали с повышенным содержанием марганца (0,7—1,0 %). Это стали повышенной прокаливаемости (15Г, 20Г, 25Г...65Г).

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 применяют после нормализации, термического улучшения, поверхностной закалки. В нормализованном состоянии эти стали по сравнению с низкоуглеродистыми обладают большей прочностью, но меньшей пластичностью. После термического улучшения достигается наилучшее сочетание механических свойств. После поверхностной закалки сталей 40, 45, 50 обеспечивается высокая поверхностная твердость деталей (HRC 40—58) и сопротивление износу. Среднеуглеродистые стали применяют для изготовления самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения.

Стали с высокой концентрацией углерода 60, 65, 70, 75, 80, 85 используют в основном как рессорно-пружинные. В нормализованном состоянии эти стали также применяют для прокатных валков, шпинделей станков и других крупных деталей.

Достоинствами углеродистых качественных сталей являются дешевизна и технологичность. Однако вследствие малой прокаливаемости углеродистые стали не обеспечивают требуемого комплекса механических свойств в деталях сечением более 15—20 мм.

Стали 30Х, 40Х, 40Г, 40ХН улучшаемые стали, средненагруженные, применяются для изготовления осей, рычагов, коленчатых валов, шестерен, болтов;

Стали 50ХГ, 55ХГР, 55С2, 60С2 – пружинно-рессорные стали, средней прочности, применяются для изготовления пружин подвижного состава железнодорожного транспорта.

4. Выберите режим термической обработки детали из стали указанной марки для получения заданных свойств и обоснуйте его. На основе диаграммы состояний железо-цементит и построенного графика термической обработки напишите о превращениях в структуре стали, используя данные табл. 3

Дано: Резец , сталь Р18, HRC65

Р18 – сталь инструментальная (теплостойкая)

Условия работы: t_допуст на режущей кромке – 615-620°С

Сталь Р18 – быстрорежущая с умеренной красностойкостью, имеет в своем составе: 0,70,8 % С, 3,8-4,4 % Cr, 17,0-18Ю5% W, £1,0% Мо, 1,0-1,4% V.

Температура закалки 1270-1290°С, температура отпуска 550-570°С.

Горячекатаную быстрорежущую сталь подвергают отжигу при 840-860°С для снижения твердости, облегчения обрабатываемости резанием и подготовки структуры к закалке.

Структура после отжига – мелкозернистый сорбитообразный перлит, состоящий из феррита и мелких карбидов, и избыточные карбиды – вторичные и первичные. Твердость стали после отжига должна быть не более НВ 255-285.

Изделия, изготовленного из быстрорежущей стали подвергают закалке и трехкратному отпуску.

Характерной и очень важной особенностью закалки быстрорежущих сталей является высокая температура нагрева, от которой зависит красностойкость инструмента. Для того, чтобы обеспечить это свойство, необходимо получить при нагреве аустенит, в котором содержится много вольфрама, хрома и других легирующих элементов. При закалке из такого аустенита образуется высоколегированный мартенсит, устойчивый при работе инструмента.

Процесс закалки стали Р18 состоит из медленного нагрева до температуры 800-850°С, окончательного быстрого нагрева до температуры закалки 1270-1290° и регламентированного охлаждения. Быстрорежущие стали обладают пониженной теплопроводностью, медленный или ступенчатый нагрев позволяет выравнить температуру по сечению инструмента и предупредить образование больших внутренних напряжений. Быстрый окончательный нагрев позволяет предупредить окисление и обезуглероживание стали. Выдержку при высокой температуре (1290) дают непродолжительную (10-12 с на каждый мм диаметра или наименьшей толщины инструмента при нагреве в расплавленной соли). При более высокой температуре или излишне продолжительной выдержке могут происходить рост зерна, окисление, обезуглероживание и даже пережог, если начинает оплавляться эвтектика. Структура быстрорежущей стали после закалки состоит из высоколегированного мартенсита, содержащего 0,3-0,4 % С, нерастворенных избыточных карбидов и остаточного аустенита. Для стали Р18 после закалки с 1280 °С соотношение структурных составляющих получается следующим: 55 % мартенсита, 30 % остаточного аустенита и 15 % нерастворившихся карбидов, в основном первичных.

Сохранение в структуре закаленной стали большого количества остаточного аустенита объясняется тем, что аустенит высоколегированный и для него температура начала мартенситного превращения М_н выше комнатной температуры, а температура конца мартенситного превращения М_к — ниже 0° С. При отпуске 150-400 °С из мартенсита выделяются карбиды цементитного типа, которые быстро коагулируют, поэтому твердость несколько понижается (до HRC 58-60). Содержание углерода в мартенсите по сравнению с закаленным состоянием (~0,4 %С) при отпуске 350 °С уменьшается до 0,3 %. Отпуск при 500-560 °С приводит снова к повышению твердости до HRC 63-65. Такое повышение твердости объясняется выделением из мартенсита дисперсных специальных карбидов (дисперсионное твердение мартенсита). К этому превращению добавляется также превращение остаточного аустенита. Высоколегированный остаточный аустенит достаточно устойчив при температурах отпуска до 500 °С. В процессе выдержки при отпуске 550-570 °С из аустенита выделяются в дисперсном виде специальные карбиды. Аустенит обедняется углеродом и легирующими элементами и становится менее устойчивым. В процессе охлаждения от температуры отпуска остаточный аустенит превращается в мартенсит (вторичная закалка). Превращение не заканчивается полностью при однократном отпуске. Для того чтобы достигнуть почти полного превращения остаточного аустенита в мартенсит, необходимо двух-трех кратное повторение отпуска при 550—570 °С с выдержкой при каждом отпуске 45—60 мин (рис. 10, а). Следует отметить, что аустенит превращается в мартенсит не при нагревании и не в процессе выдержки, а во время охлаждения.

Цикл термической обработки быстрорежущей стали может быть сокращен, если сразу после закалки сталь обработать холодом при(-75 — -80°С).В этом случае вместо трехкратного отпуска назначают однократный отпуск (рис. 10, б).

5. Каковы возможное и назначение синтетических защитных покрытий подвижного состава, сооружений и устройств железнодорожного транспорта? Приведите состав применяемых покрытий и опишите технологию их нанесения

Торговая марка	Состав покрытий	Назначение
Антикоррозионные покрытия
"ГЕРМОКРОН-ЖД"	Однокомпонентный материал высыхающего типа на каучуково-смоляной основе.	Защита поверхностей вагонов и контейнеров по перевозке минудобрений, а также защита других конструкций, находящихся в агрессивных средах и требующих износостойкого покрытия, в том числе защита от воздействия пресной, морской и сточной воды.
"ГЕРМОКРОН-АКВА"	Однокомпонентный материал на каучуково-смоляной основе.	Защита от коррозии: вутренней поверхности металлических емкостей, используемых для хранения зерна и продуктов его переработки, внутренних и наружных поверхностей металлических и бетонных емкостей и трубопроводов, служащих для хранения и транспортирования питьевой холодной и технологической воды с температурой до 60 С.
Грунтовки
Кронос - Спринт. Грунтовка алкидная быстросохнущая.	Суспензия пигментов, наполнителей и антикоррозионных добавок в фенолалкидном лаке с добавлением сиккатива и растворителей.	Защита поверхностей железнодорожного подвижного состава и других металлических поверхностей от возникновения и развития коррозии и обеспечение адгезии покрывных слоев ЛКМ к поверхности.
ГФ-0119 Грунтовка.	Суспензия пигментов и наполнителей в алкидном лаке с добавлением растворителей, сиккатива и стабилизирующих веществ.	Грунтование ж/д подвижного состава, транспортных металлоконструкций, других металлических и деревянных поверхностей под покрытия различными эмалями, а также для временной антикоррозионной защиты в однослойном покрытии крупногабаритных металлических конструкций на период монтажа и хранения.
лаки
"Кронос-ЖД"	Суспензия пигментов и наполнителей в алкидном лаке с добавлением сиккатива, растворителей, реологических и антимиграционных добавок.	Окраcка железнодорожного подвижного состава и транспортных конструкций, а также других металлических и деревянных поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях.

Технология нанесения: «Гермокрон-ЖД»

Метод нанесения Разбавитель Условия нанесения Количество слоев

Кисть, валик, установка безвоздушного распыления Толуол, ксилол, сольвент, Р-4, З-646 или их смесь « 1 2 3 4 5 » К-во Просмотров: 280 Бесплатно скачать Контрольная работа: Материаловедение Схема строения >>> Скачать <<< Меню Поиск