Контрольная работа: Разработка технологии термической обработки полумуфты

τ_н =К*W

Полумуфту можно считать полым цилиндром, для него W вычисляется по формуле:

[4]

где: D – внешний диаметр, см;

d – внутренний диаметр, см;

l – длина, см.

В нашем случае:

D = 15см;

d = 6см;

l = 15см;

K=45, так как сталь легированная и нагревается в воздушной среде.

Рассчитаем геометрический показатель тела W:

см

Рассчитаем продолжительность нагрева под закалку:

τ_н = 45*1,73 = 78 мин

Для загрузки в печь полумуфты размещаются в специальных корзинах. С учётом этой корзины рассчитанное время нагрева должно быть увеличено ещё на 20 – 30%:

τ_н = (1,2÷1,3)*τ_н

τ_н = 1,25*78=98 мин

Время изотермической выдержки при нагреве под закалку равняется:

τ_в = (0,2÷0,3)*τ_н ,

τ_в = 0,25*98=25 мин.

Должную глубину прокаливаемости, то есть охлаждение середины изделия со скоростью выше критической, в данном случае обеспечивает масло. Применение масла обеспечивает более медленное охлаждение изделия в мартенситном интервале, что уменьшает вероятность образования закалочных трещин. В качестве конкретного вида масла выберем МЗМ – 120, при этом следует учитывать, что температура вспышки масла составляет 220^о С и использовать масло как охлаждающую среду можно только до 190 – 200^о С.

После закалки сталь имеет значительные внутренние термические и структурные напряжения. Поэтому закалку не применяют как окончательную операцию термической обработки. Для снижения внутренних напряжений, увеличения вязкости проводится отпуск. Продолжительность высокого отпуска рассчитывается по формуле:

τ_отп =10+d*τ_уд.

где: d – толщина наибольшего рабочего сечения изделия, мм;

τ_уд. – удельное время нагрева (1,5 мин/мм толщины, так как сталь легированная).

В данном случае d=45 мм, следовательно:

τ_отп =10 + 45*1,5 = 77 мин.

С учётом нагрева корзины рассчитанное время отпуска должно быть увеличено ещё на 20 – 30%: