Контрольная работа: Разработка технологического процесса термической обработки стальной детали. Болт шатунный
Растворимость никеля в α-железе увеличивается с понижением температуры; при 700°. . . 5% никеля, при 400°. . . 10% никеля. Ограниченная область αтвердого раствора. Никель повышает твердость и прочность феррита. Открытая область γ твердого раствора; непрерывная растворимость. Высокая вязкость, малая прочность и твердость никелевого аустенита. Повышает критическую точку А4 , понижает А1 и А3 .
Микроструктура феррита
Необходимо иметь в виду, что карбидообразующие элементы только в том случае повышают устойчивость аустенита, если они растворены в аустените. Если же карбиды находятся вне раствора в виде обособленных карбидов, то аустенит, наоборот, становится менее устойчивым. Это объясняется тем, что карбиды являются центрами кристаллизации, а также тем, что наличии нерастворенных карбидов приводит к обеднению аустенита легирующим элементом и углеродом.
3. Последовательность операции предварительной и окончательной термообработки деталей.
| Предел выносливости, Н/мм2 | Термообработка | |
| σ -1 | τ -1 | |
| 594 | 892 |
Закалка 845 °С, вода, Отпуск 480°С, вода, σ 0,2 =900 Н/мм2 , σ в = 1150 Н/мм2 |
| 506 | 773 |
Закалка 845 °С, вода, Отпуск 590°С, вода, σ 0,2 = 810 Н/мм2 , σ в = 1010 Н/мм2 |
Хромоникелевые стали со средним и высоким содержанием углерода – улучшению (закалке и высокому отпуску).
Доэвтектоидные стали при закалке нагревают до температуры на 30 -50°С выше верхней критической точки Ас3 . При таком нагревании исходная феррито-перлитная структура превращается в аустенит, а после охлаждения со скоростью больше критической образуется структура мартенсита. Скорость охлаждения оказывает решающее влияние на результат закалки. Преимуществом масла является то, что закаливающаяся способность не изменяется с повышением температуры масла.
4. Режим операций предварительной и окончательной термообработки детали
Последовательность операций обработки поршневого пальца, изготовленного из стали 45ХН :
Механическая обработка - закалка - высокий отпуск - механическая обработка;
Основная цель закалки стали это получение высокой твердости, и прочности что является результатом образования в ней неравновесных структур – мартенсита, троостита, сорбита. Заэвтектоидную сталь нагревают выше точки Ас1 на 30 - 90 0 С. Нагрев заэвтектоидной стали выше точки Ас1 производится для того, чтобы сохранить в структуре закаленной стали цементит, является еще более твердой составляющей, чем мартенсит (температура заэвтектоидных сталей постоянна и равна 850 - 870 0 С). Масло недостаточно быстро охлаждает при 550 - 650°С, что ограничивает его применение только тех сталей, которые обладают небольшой критической скоростью закалки.
После нагрева и выдержки изделие охлаждают в различных средах. При несквозной прокаливаемости микроструктура внутренних слоев изделие представляется троостит. Сталь со структурой троостита обладает повышенной твердостью (НВ 330 - 400), достаточной прочностью, умеренной вязкостью и пластичностью.
Высокий отпуск характеризуется температурой нагрева 500 - 600 0 С и структурой сорбита. Закалку и последующий высокий отпуск называют улучшением, так как при нем отпущенная сталь приобретает наиболее благоприятное сочетание механических свойств, высокую прочность, пластичность и вязкость. Скорость охлаждения значения не имеет.
Последней операцией после отпуска проводят чистовую обработку точением, фрезерованием, шлифованием и др.
Механические свойства стали после термической обработки:
- Твердость повысилась до НВ 302 - 352;
-Предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении 0,2%, σ0,2 = 640 Н/мм2
- Временное сопротивление (предельная прочность при разрыве),
σв = 785 Н/мм2
- Ударная вязкость после разрыва, KCU = 59 Дж/см2
- Относительное сужение после разрыва, Ψ = 42 %
Микроструктура закаленной углеродистой стали после
отпуск
Список использованной литературы:
1) Пожидаева С.П. Технология конструкционных материалов: Уч. Пособие для студентов 1 и 2 курса факультета технологии и предпринимательства. Бирск. Госуд. Пед. Ин-т, 2002.
2) Самохоцкий А.И. Технология термической обработки металлов, М., Машгиз, 1962.