guide_homework (Методичка по выполнению ДЗ)

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФМОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТИМ. Н. Э. БАУМАНАГ. Г. МУХИН, А. А. ЗЯБРЕВ, М. С. ПАВЛОВ, Р. С. ФАХУРТДИНОВУЧЕБНОЕ ПОСОБИЕпо выполнению домашнего задания по курсу«Материаловедение»Под редакцией Мухина Г. Г.Москва 1998 г2Данное учебное пособие издается в соответствии с учебным планом.Рассмотрено и одобрено кафедрой МТ8 09.09.1998 г., методическойкомиссией факультета МТ и Учебно-методическим управлением.Рецензенты: доктор технических наук, профессор ИМЕТ РАНВ. Ф. Терентьев и кандидат технических наук, доцент кафедры МТ3В.

Д. Максимович.Герасим Герасимович Мухин, Александр Александрович Зябрев,Михаил Сергеевич Павлов, Равел Садртдинович Фахуртдинов© Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 1998 г.® Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 1998 г.23СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ4ЦЕЛИ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ4СОДЕРЖАНИЕ И ХАРАКТЕР ЗАДАНИЙ4ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ6ФОРМА И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА7ЗАЩИТА ЗАДАНИЯ8РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА9ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ1034ВВЕДЕНИЕНастоящееучебноепособиепредназначенодлястудентовмашиностроительных и приборостроительных специальностей, а такжепреподавателей кафедры.Цель пособия – помочь студентам выполнить домашнее задание в срок,использовав при этом рекомендации, содержащиеся в пособии, учебную исправочную литературу и ГОСТы.Для выполнения домашнего задания требуется около 8 часов.

Сроки выдачии сдачи задания определяются учебными планами на семестр, ориентировочныйсрок выдачи – 10-я неделя, срок сдачи – 14-я неделя.ЦЕЛИ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ1. Закрепить имеющиеся знания в области материаловедения и термическойобработки.2. Способствовать расширению кругозора студентов и стимулироватьинтерес к теоретическим вопросам материаловедения.3.

Развить у студентов навыки самостоятельной работы с техническойлитературой.4. Выработать у студентов умение решать практические задачи по выборуматериалов и применению термической обработки.СОДЕРЖАНИЕ И ХАРАКТЕР ЗАДАНИЙДомашнее задание для студентов машиностроительных специальностейкачественно отличаются от заданий для студентов приборостроительныхспециальностей в силу различия учебных программ по курсу материаловедения.В заданиях для студентов машиностроительных специальностей основноевнимание обращено на выбор сталей для деталей или инструментов, термическуюобработку изделий и объяснение изменений структуры стали на каждой операциитермического упрочнения (при нагреве, выдержке при заданной температуре иохлаждении). Сталь выбирается с учетом исходных данных: условий эксплуатации(температура, характер испытываемых нагрузок – статических или динамических,действия среды и т.п.), размеров изделия, серийности производства.В заданиях для студентов приборостроительных специальностей основнымявляется закрепление знаний в области материаловедения как конструкционныхматериалов, так и сплавов с особыми физическими свойствами.

Задания имеютреферативную направленность. Выполнение заданий рассчитано на закреплениезнаний основ термического упрочнения сталей и сплавов, а также зависимостейфизических свойств материала как от его химического состава, так и от структуры.В заданиях для студентов машиностроительных специальностейрассматриваются типовые детали машин: валы и оси, шестерни, рычаги, пружины,рессоры, торсионные валы, подшипники качения, крепежные детали, шатуны.45Кроме того, в части заданий предусмотрен выбор стали для инструмента –режущего, мерительного, штампового.Среди режущего инструмента представлены сверла, фрезы, резцы, метчики,развертки, протяжки, пилы горячей резки металла, пилы для обработки дерева.В группу мерительного инструмента включены калибры (гладкие ирезьбовые), скобы, шаблоны, линейки и др.

При выполнении заданий по этимвидам инструмента требуется при помощи термической обработки обеспечить какэксплуатационные свойства инструмента, так и стабильность его размеров.Штамповый инструмент разделяется на две группы: инструмент горячейобработки давлением и инструмент холодной обработки давлением.Принципиальное различие условий эксплуатации инструмента предопределяетосновные требования к материалу, которые должны быть отражены привыполнении задания. В группу инструментов горячей обработки давлениемвключены штампы различных видов, валки, прошивные иглы, прессформы дляпереработки пластмасс и для получения деталей литьем под давлением и др.

Вгруппу инструментов холодной обработки давлением включены штампыразличных видов (обрезные, чеканочные, гибочные, формовочные), пуансоны,прессформы для прессования порошков, фильтры, ножи холодной резки,слесарный инструмент (молотки, клейма, керны).В задания включены конструкционные углеродистые и легированные стали.Например, рассматриваются углеродистые стали обыкновенного качества Ст3,Ст4, качественные стали, начиная от стали 08 до стали 60.Легированные конструкционные стали включают группу цементуемыхсталей – 15Х, 15ХФ, 12Х2Н4А, 20ХН3А, 18ХГТ, 25ХГМ, 18Х2Н4МА; группуулучшаемых сталей – 40Х, 40ХН, 40ХНМА, 38ХН3МА; группу рессорнопружинных сталей – 40ХФА, 65Г, 50С2, 60С2ХФА, 70С3А; группувысокопрочных сталей – 30ХГСА, 30ХГСНА, 03Н18К9М5Т, 03Х11Н10М2Т;группу подшипниковых сталей – ШХ4, ШХ15, ШХ15СГ.

Инструментальные сталивключают углеродистые стали – У7, У8 до У13; легированные стали для режущегоинструмента – Х, ХГ, 9ХС; быстрорежущие стали – Р6М5, Р9; для штамповгорячего деформирования – 5ХНМ, 5ХГМ, 40Х5В2ФС; для штампов холодногодеформирования – Х12, Х12М и др.Для студентов машиностроительных специальностей предусмотрены дваосновных варианта задания:1-й вариант предусматривает разработку технологии термическогоупрочнения конкретной марки стали для изготовления указанной детали(инструмента). После выполнения основной части задания требуется указать одну– две марки стали, и отметить сходство и различия этих сталей с предложенной.2-й вариант предусматривает выбор марки стали для детали (инструмента) сучетом условий эксплуатации и поставленных требований на основе анализа двух– трех возможных вариантов такого выбора.

Например, сопоставляютсялегированные цементуемые стали и улучшаемые стали при нескольких вариантах56поверхностногоупрочнения(поверхностнойзакалки,поверхностногопластического деформирования, азотирования).В каждом задании предусмотрено краткое введение, описывающее наиболееважные требования к изделию, для которого нужно выбрать сталь, приводятсяданные об условиях эксплуатации изделия, указывается твердость, которая должнабыть достигнута в результате термической обработки. В ряде случаев указываютсяразмеры изделия, чтобы при выборе стали учесть ее прокаливаемость. Если взадании указана определенная марка стали, то для нее и близких по свойствамсталей отмечаются типичные особенности.На основе краткого введения студент располагает достаточной информациейдля выполнения задания.Независимо от предложенного варианта задания обязательными длявыполнения требованиями являются:1.

Подробный анализ выбранного варианта термического упрочнения суказанием фазовых превращений при нагреве, выдержке и охлаждении играфической схемы процесса в координатах «температура – время».2. Основные данные, характеризующие сталь: химический состав всоответствии с ГОСТ, свойства, применение, преимущества и недостатки.3. Дефекты, которые возникают при нарушениях выбранного вариантатермического упрочнения.В заданиях отражены основные виды термической обработки сталей(нормализация, отжиг, закалка, отпуск, обработка холодом, цементация,азотирование, нитроцементация).Задания для студентов приборостроительных специальностей включают пятьвопросов, охватывающих основные процессы термического упрочнения сталей исплавов, свойства и применение конструкционных материалов на основе железа,алюминия, а также меди и материалов с особыми физическими свойствами –магнитными, электропроводными.При выполнении задания обязательно выполнение следующих требований:1.

Описание процесса термического упрочнения дополняется графическойсхемой операций термической обработки с объяснением фазовых превращений.2. При использовании конкретной марки материала указываются ГОСТ,химический состав материала и его свойства после оптимальной обработки.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ1. После получения задания и знакомства с исходными даннымиотносительно детали (инструмента) и условиями эксплуатации необходимо дляпредполагаемого варианта термического упрочнения или предлагаемой сталипроработать соответствующий раздел учебника.2.

После знакомства со свойствами и применением сталей данной группы поучебнику следует использовать дополнительную литературу, включая справочникипо данной марке стали, которую предложено использовать или на которой сделан67выбор. Дополнительные литературные источники необходимы для сбораинформации о рекомендуемых режимах термической обработки данной маркистали, ее свойствах, преимуществах и недостатках, области применения.3. После сбора необходимой информации составляется план отчета,обрабатывается информация и пишется отчет.ФОРМА И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТАОбъем отчета должен быть не менее 6...8 страниц формата А4 включаятитульный лист. На титульном листе указываются фамилия и инициалы студента,индекс группы, фамилия и инициалы преподавателя-консультанта и номерзадания.

На первом листе отчета приводится целиком текст задания.Далее указываются варианты выбора сталей и достижения требуемойтвердости поверхностного слоя и сердцевины детали.Наиболее существенным является аргументированное обоснованиевыбранной стали и схемы термического упрочнения детали (по сравнению сдругими сталями). Для выбранной стали дается ее классификация (по качеству,применению, содержанию углерода и легирующих элементов, классу по структурепосле нормализации и др.).Указываются химический состав стали, технические требования в исходномсостоянии (состоянии поставки) в соответствии с ГОСТ.

Приводятся данные омеханических свойствах стали для разных состояний (после нормализации, послегорячей прокатки, после закалки и отпуска) и разных поперечных сечений.В отчете должно быть указано применение данной стали для деталей,которые отличаются от предложенной в задании. Например, в заданиипредставлена сталь 20Х для изготовления кулачка с использованием цементациидля упрочнения поверхностного слоя.

Однако, эту же сталь применяют дляизготовления пальцев, крепежных изделий, валов и т.п. Если выбранная стальявляется легированной, то необходимо указать какие виды термической обработкиявляются оптимальными для этой стали. Для данной стали необходимо указатьтакже характерные особенности термической обработки (температуры нагрева призакалке, нормализации, отжиге, критическую скорость охлаждения, склонность кобезуглероживанию, склонность к росту аустенитного зерна, превращения приотпуске закаленной стали, склонность к отпускной хрупкости и др.) по указаниюпреподавателя-консультанта. В описании особенностей выбранной сталиобязательно нужно дать характеристику ее прокаливаемости.Основное место в отчете должно быть обращено на режим термическогоупрочнения предложенной детали (инструмента) с учетом условий эксплуатациидетали.