защита курсовой работы_organized (Презентация к защите КР по материаловедению)

Цель работы: подбор марки стали и дальнейшей ее термическойобработки для изготовления стаканов цилиндров мощных моторов дляприводов бурового оборудования, которые должныиметь особоповышенную износостойкость на рабочей поверхности, высокую твердость(HV 950-1000), предел текучести в сердцевине не менее σ0.2 =350 МПаРис.1-стакан цилиндраОписание условий работы и предъявляемых требований.Для выполнения своей функции под действие высоких температур, большогодавления, газовой среды, резких перепадов давления стаканы цилиндровдолжны обладать следующими механическими свойствами:• повышенная износостойкость• высокая твердость (HV 950-1000)• предел текучести в сердцевине не менее 0,2 =350 МПа.Подбор материала.Для выполнения поставленных требований подходит сталь 38Х2МЮА СогласноГОСТу 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали.Технические условия.»Таблица 1-Химический состав стали 38Х2МЮА согласно ГОСТ 4543 – 2016.Массовая доля элементов, %СSiMnCrMoAl0.35-0.20-0.30-1.35-0.15-0.70-0.420.450.601.650.251.10SP≤0.025 ≤0.025Таблица 2-Температура критических точек стали 38Х2МЮА ,Ас1Ас3А1А3800865665740СПодбор материала.Таблица 3-Механические свойства стали 38Х2МЮА согласно ГОСТ 4543 – 2016.Режим термообработкиСечение,σ0,2,δ,ψ,% KCUмм(МПа) %(кДжТвердость/ м2)ОперацияЗакалкаОтпускАзотированиеt, C ОхлаждающаяСердцевинысреда260-269НВ930-Масло илиПоверхности950Вода640-Воздух680масло520-С печью до540100-150®CПрутокили до 60мм88018-88850-1050HVТермическая обработка.

Закалка.Первым этапом обработки выбранной стали 38Х2МЮА является полнаязакалка, нагрев при которой осуществляют на 30-50С выше Ас3 (в нашемслучае это около 930-950С) с выдержкой, в зависимости от толщины стенкистакана, (0,5-2 ч) с последующим охлаждением в масле.Рис.2-Структура стали 38Х2МЮА после закалки. Мартенсит Х10 000.Термическая обработка. Отпуск.Следующим этапом термической обработки является высокий отпуск,заключающийся в нагреве стали до температуры ниже Ас1, выдержке при этойтемпературе и последующее охлаждение с заданной скоростью, при которойформируется окончательная структура.Рис. 3-Структура стали 38Х2МЮА после высокого отпуска. Сорбит отпуска (Ф+Ц) Х10 000.График термической обработки стали 38Х2МЮА.1000930900930930800ТЕМПЕРАТУРАС7006006006306306306306306301314151617185004004003003002002001000012345607080901011ВРЕМЯ, Ч1201920Химико-термическая обработка.

Азотирование.Так как выбранный нами материал является легированной среднеуглеродистойсталью, то для повышения поверхностной твердости будет применятьсяазотирование (вместо цементации и нитроцементации, как в случаемалоуглеродистых сталей)Рис.5-Влияние температуры и продолжительности азотирования на твердость и толщинуазотированного слоя: 1-сталь 38Х2МЮА; 2-легированные конструкционныестали ; 3-углеродистые сталиКарта технологического процесса обработки стаканацилиндра ДВС из стали 38Х2МЮАОчер- РежимедьтермообработкиСредаохлажденияТемп.Времявыдерж.,˚ выдерж.,СчСтруктура1Закалкамасло9302мартенсит2Высокий отпусквоздух6405сорбит отпуска сзернистымцементитом345Механическая обработка, придание детали окончательной формы и размеровАзотированиеС печью50048Сорбитотпуска,поверхность-нитридылегирующих эл.Окончательная шлифовка, полировка рабочей поверхностиЗаключениеВ качестве стали для изготовления мощных моторов для приводовбурового оборудования рекомендуется применять сталь 38Х2МЮА поГОСТ 4543-2016, которая в результате проведения последовательностиэтапов термической и химико-термической обработки (закалка,высокий отпуск, азотирование) обеспечивает высокие жаростойкость иизносостойкость рабочей поверхности, высокую твердость (HV 9501000), предел текучести в сердцевине σ_0,2=350 МПа, что в целомсоответствует требованиям, указанным в техническом задании..