otvety_na_voprosy (780882)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Ответы на дополнительные вопросы к домашнему заданию

1. Нет выбора стали.

Выбор стали есть. В работе сравнивались высококачественные стали, такие как 40ХН2МА и 38Х2Н2МА. Они обе подходили по механическим характеристикам, но выбрана была 38Х2Н2МА, так как в ней больше присутствует хрома, а хром сильно увеличивает прокаливаемость, и при этом не снижает ударную вязкость KCU. Нам важна прокаливаемость, так как необходимо изготовить нагруженные болты, которые работают в условиях растяжения, когда напряжения распределены равномерно по сечению. Чтобы добиться этого, нужно провести закалку из-за которой повышается твёрдость нашей стали. А чтобы обеспечить равномерную твердость нашей стали по всему сечению, необходима хорошая прокаливаемость. Для стали 38Х2Н2МА критический диаметр прокаливаемости составляет 100мм для охлаждающей среды – масло.

Выбор стали: нам необходимо изготовить ответственный болт диаметром 36 мм из легированной стали. Для этого рассмотрим какие легированные конструкционные стали нам подходят.

Хромистые стали являются наименее легированными и увеличивают прокаливаемость в масле до 25 мм. Такой параметр прокаливаемости нам не подходит, поэтому переходим к следующему типу легированной стали.

Марганцовистые стали имеют большую прокаливаемость, однако марганец увеличивает склонность к росту зерна, поэтому они применяются для изделий, несущих небольшие ударные нагрузки.

Хромомарганцевые стали обладают повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита и, соответственно, прокаливаемостью до 40 мм (что нас устраивает). Но, открыв марочник сталей, мы обнаруживаем, что представители этого класса не подходят нам по значению условного предела текучести и по значению относительного удлинения после разрыва. Рассмотрены были: 18ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ.

Хромокремнистые или хромокремнемарганцовистые стали обладают высокой прочностью и умеренной вязкостью, но основной недостаток этих сталей – невысокая прокаливаемость (25-40 мм) и сильная склонность к отпускной хрупкости 1 и 2 рода. Просмотренные марки 33ХС, 30ХГС, 35ХГСА не удовлетворяют нас по заданным в условии механическим свойствам.

Хромолибденовые стали обладают хорошей прокаливаемостью и имеют хорошие механические свойства. Возьмем себе на заметку данный класс сталей, а именно марку 38ХМА.

Хромоникелевые и хромоникельмолибденовые стали являются наиболее качественными, их применяют для изготовления самых ответственных изделий. Уникальные свойства этих сталей достигаются вследствие их чрезвычайно высокой прокаливаемости и наибольшей вязкости. Сталь марки 38Х2Н2МА подходит нам по механическим свойствам.

Итак, сравним стали 38ХМА и 38Х2Н2МА:

Как мы видим из таблицы, обе стали удовлетворяют нам по механическим свойствам, данных нам в условии задачи. У стали 38Х2Н2МА содержание хрома больше а , т.к. хром наиболее сильно увеличивает прокаливаемость и при этом не снижает ударную вязкость KCU, то это для нас играет большую роль. Посмотрев стоимость, мы видим, что стоимость примерно одинаковая. Сталь 38Х2Н2МА немного дороже стали 38ХМА, но переплачивая небольшую стоимость, мы получаем серьезный прирост в механических свойствах, а значит и больший класс прочности для нашего болта. Поэтому выберем сталь 38Ч2Н2МА.

2. Фосфор (P) – легирующий элемент?

Нет, фосфор не легирующий элемент. Он является технической примесью. К тому же, фосфор и сера являются вредными примесями, оказывающие неблагоприятное влияние на свойства стали. Сера находится в стали в виде соединения FeS. Присутствие серы способствует красноломкости стали, т. е. способности к образованию трещин при высоких температурах, понижению сопротивления усталости, уменьшению сопротивления коррозии.

Фосфор находится в стали в виде соединения Fe₃P. Кристаллы этого химического соединения обычно располагаются по границам зерен стали, ослабляя связь между ними и, тем самым, придавая стали хрупкость в холодном состоянии (хладноломкость).

3. Зачем нужно глубокое охлаждение?

При закалке большинства сталей часть зерен высоколегированного аустенита мартенситного превра­щения не претерпевает, и в структуре стали сохраняется некоторое количество остаточного аустенита. Так как аустенит имеет невысо­кую твердость (НВ 170 - 220), закаленная сталь обладает несколь­ко меньшей твердостью и пониженной износоустойчивостью. Значи­тельного превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуском у не удается добиться. Исследования, проведенные советскими уче­ными, показали, что превращения остаточного аустенита в мартенсит можно достигнуть глубоким охлаждением до минус 65 —минус 70° С. После выдержки изделий при низких температурах в течение 1—2 часов в их структуре происходит полное превращение остаточ­ного аустенита в мартенсит, и твердость, а вместе с ней и износоус­тойчивость изделий повышаются.

2. 38Х2Н2МА – маркировка. Какие легирующие элементы содержит?

38Х2Н2МА – сталь конструкционная легированная высокого качества хромоникельмолибденовая.

Маркировка : 38 – содержание углерода (0,38%); Х2 – 2% хрома; Н2 – 2% никеля; М – менее 1 % молибдена (0.2-0.3%); А – высококачественная сталь ( содержание вредных примесей: 0,025% серы, 0,025% фосфора).

Содержит следующие легирующие элементы:

Хром – растворяется в феррите и цементите, оказывая благоприятное влияние на механические свойства стали. Понижает точку А_С3 и повышает точку А_С1, сужает  -область, препятствует росту зерна, резко увеличивает прокаливаемость, уменьшает V_з.кр, понижает точку М_Н, увеличивает А_ост.

Никель – образует твердые растворы внутри легированных сталей, повышается прочность стали, ее устойчивость к высоким температурам (никель – сильный аустенизатор)

Молибден – образует карбиды молибдена, как только содержание углерода в стали становится достаточно высоким. Молибден способен обеспечивать дополнительное термическое упрочнение в ходе отпуска закаленных сталей. Добавки молибдена способствуют измельчению зерна сталей, повышают упрочняемость сталей термической обработкой, увеличивают усталостную прочность сталей.

Т.к. для данной стали применяется ТО в виде улучшения, то для уменьшения отпускной хрупкости 2-ого рода при высоком отпуске введен легирующий элемент Mo в количестве 0.2-0.3%.

3. Прокаливаемость. Какая прокаливаемость выбранной стали?

Прокаливаемость – способность стали закаливаться на определенную глубину. Прокаливаемость оценивается критическим диаметром – максимальный диаметр, который может прокалиться насквозь в данном охладителе.

Для данной стали критический диаметр при охлаждении в масле составляет d_кр=100 мм, что в полной мере удовлетворяет условиям поставленной задачи.

4. Можно ли выбрать t_отп= 500 , 600 ?

Можно. С повышением температуры отпуска наблюдается повышение пластичности (t_отп= 500 , 600 > 350…450 ) и снижение прочности за счет повышения полноты снятия закалочных напряжений, поэтому температура отпуска подбирается исходя из требуемых эксплуатационных свойств. Заданные температуры отпуска соответствуют интервалу температур высокого отпуска (500…680 ) для получения структуры сорбит отпуска C_отп, и полученные при этом механические свойства удовлетворяют требуемым.

Список литературы:

1. Материаловедение. Учебник для вузов под ред. Арзамасова Б.Н. 2-ое издание исправленное и дополненное. М.: Машиностроение, 1986. 384 с.

2. Марочник сталей и сплавов, под ред. Сорокина В.Г. М.: Машиностроение, 1989 г. 640с.

Химический состав в % стали 38Х2Н2МА
C	0,33 - 0,4
Si	0,17 - 0,37
Mn	0,25 - 0,5
Ni	1,3 - 1,7
S	до 0,025
P	до 0,025
Cr	1,3 - 1,7
Mo	0,2 - 0,3
Cu	до 0,3
Fe	~95
Химический состав в % стали 38ХМА
C	0,35 - 0,42
Si	0,17 - 0,37
Mn	0,35 - 0,65
Ni	до 0,3
S	до 0,025
P	до 0,025
Cr	0,9 - 1,3
Mo	0,2 - 0,3
Cu	до 0,3
Fe	~96

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов домашнего задания