Контрольная работа: Разработка технологии термической обработки полумуфты
Рисунок 2.1 – Графики зависимости σ0,2 (– –)и σв (–) от температуры отпуска
Рисунок 2.2 – График зависимости KCU от температуры отпуска
Рисунок 2.3 – График зависимости твёрдости (НВ) от температуры отпуска.
Для определения температуры отпуска, обеспечивающей комплекс требуемых свойств, воспользуемся графиками на рисунках 2.1 – 2.3. Из них видно, что требуемые свойства сталь 40ХН будет иметь после закалки и высокого отпуска (580÷600°С):
σ0,2 =520 – 540 Н/мм2 ,
KCU=50 – 60 Дж/см2
Сталь 40ХН – флокеночувствительна и склонна к отпускной хрупкости; при этом требуется четкое соблюдение технологического процесса и применение при выплавке качественных шихтовых материалов во избежание образования флокенов или проведение последующей антифлокенной обработки, а для предотвращения возникновения отпускной хрупкости охлаждение после отпуска следует вести в воде, т.к. хрупкость возникает при охлаждении с низкими скоростями. Критический диаметр для 50% мартенсита при закалке в масле 34 – 76мм [2]
Термокинетическая диаграмма распада переохлаждённого аустенита для стали 35ХМ (наиболее близкой по составу стали) приведена на рисунке 2.4.
Для получения структуры, содержащей после закалки 50% мартенсита, надо обеспечить охлаждение со скоростью ~9о С/с, что видно из диаграммы на рисунке 2.4. Такую скорость охлаждения обеспечит масло, следовательно, данное изделие охлаждаем в масле.
Рисунок 2.4 – Термокинетическая диаграмма распада переохлаждённого аустенита для стали 35ХМ [1]
3. Разработка технологии термической обработки полумуфты
Полумуфта из стали 40ХН для придания ей необходимых свойств подвергается закалке с высоким отпуском. Схематический график режима данной термической обработки приведен на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – График режима термической обработки полумуфты
В данном разделе рассчитываются основные параметры термической обработки данной полумуфты. Температура нагрева под закалку вычисляется по формуле:
Тн =Ас3 +(30÷50°С)
Для данной стали температура нагрева под закалку равна:
Тн =768+(30÷50°С)=800÷820°С
При такой температуре после охлаждения получим полную закалку. Если нагреть детали выше этой температуры, будет происходить процесс собирательной рекристаллизации, что приведет к образованию крупнозернистого мартенсита, что будет обеспечивать низкие механические свойства.
Время нагрева рассчитаем по формуле Е. А. Смольникова:
τн =К*(V/F) [4]
где: V – объём нагреваемого тела, см3 ;
F – площадь поверхности нагреваемого тела, см2 ;
K – суммарный физический фактор, мин/см;
V/F – геометрический показатель тела, обозначается W.