Зябрев_Мухин_Фахуртдинов_Метод_указания к ДЗ по материаловедению (821866)

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

Текст из файла

Московский государственный технический университетимени Н.Э.БауманаА.А. Зябрев, Г.Г. Мухин, Р.С. ФахуртдиновВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИИТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИИздательство МГТУ имени Н.Э. БауманаМосква, 2011УДК 621.785Рецензент: Зубков Н.Н.Выбор материала и технологии термической обработки: Методическиеуказания по выполнению домашнего задания по дисциплине«Материаловедение» / А.А. Зябрев, Г.Г. Мухин, Р.С. Фахуртдинов. – М.: Издво МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.

– 17 с.Приведены необходимые данные по выполнению домашнего заданияпо курсу «Материаловедение». Указаны цели домашнего задания, егосодержание, характер, порядок выполнения и защиты задания, форма отчета.Приведен пример выполнения домашнего задания.Для студентов 2-го и 3-го курсов машиностроительных иприборостроительных специальностей, а также преподавателей.Ил. 6.

Табл. 1. Библиогр. 12 назв.2ВВЕДЕНИЕЦель домашнего задания – обосновать выбор материала и технологииего термической обработки деталей машин или инструмента в соответствие сусловием работы, требованиями по механическим и технологическимсвойствам.При выполнении задания студентам помимо конспекта лекций, учебников поматериаловедению и других учебных пособий необходимо использоватьдействующие ГОСТы РФ, а также справочники и монографии. Вметодических указаниях разъясняется ход выполнения задания, арассмотренный пример иллюстрирует необходимые этапы, на которыеследует обратить внимание.Для выполнения домашнего задания отводится 8 часов.

Сроки выдачии сдачи задания определяются учебными планами на семестр.Ориентировочный срок выдачи задания – 10 неделя, срок сдачи – 14 неделя.Домашнее задание способствует: выработке у студентов умения решать практические задачи по выборуматериалов и применению термической обработки; закреплению имеющихся знаний в области материаловедения итермической обработки сталей и сплавов; расширению кругозора студентов и стимулированию интереса ктеоретическим вопросам материаловедения; развитию у студентов навыков к самостоятельной работе с техническойлитературой.СОДЕРЖАНИЕ И ХАРАКТЕР ЗАДАНИЯВ домашнем задании основное внимание обращено на выбор сталей исплавов для деталей или инструментов, их термическую обработку иобъяснение структурных изменений, происходящих на каждой операциитермического упрочнения (при нагреве, выдержке при заданной температуреи охлаждении).

Сталь или сплав выбирают с учетом исходных данных:условий эксплуатации (температура, характер испытываемых нагрузок –статических или динамических, действия среды и.т.п.), размеров деталей,серийности производства.В заданиях рассматриваются типовые детали машин: валы и оси,шестерни, рычаги, пружины, рессоры, торсионные валы, подшипникикачения, крепежные детали, шатуны и др.В ряде заданий предусмотрен выбор сталей для инструмента:режущего, мерительного, штампового.В группе режущих инструментов представлены сверла, фрезы, резцы,метчики, развертки, протяжки, пилы горячей резки металла, пилы дляобработки дерева.В группу мерительного инструмента включены калибры (гладкие ирезьбовые), скобы, шаблоны, линейки и др.

При выполнении заданий по этимвидам инструмента требуется с помощью термической обработки обеспечитьэксплуатационные свойства инструмента и стабильность его размеров.3Штамповый инструмент разделяется на две группы – горячейобработки давлением и холодной обработки давлением. Принципиальноеразличие условий эксплуатации инструмента предопределяет основныетребования к материалу, которые должны быть отражены при выполнениизадания. В группу инструментов горячей обработки давлением включеныштампы различных видов, валки, прошивные иглы, пресс-формы дляпереработки пластмасс, получение деталей литьем под давлением и др.

Вгруппу инструментов холодной обработки давлением включены штампыразличных видов (обрезные, чеканочные, гибочные, формовочные),пуансоны, пресс-формы для прессования порошков, фильтров, ножихолодной резки, слесарный инструмент (молотки, клейма, керны).В заданиях рассматриваются конструкционные углеродистые,легированные стали, алюминиевые и титановые сплавы.Например, исследуются углеродистые стали обыкновенного качества:Ст3, Ст4, качественные стали, начиная от стали 08 до стали 60.Легированные конструкционные стали включают в себя группуцементуемых сталей - 15Х, 15ХФ, 12Х2Н4А, 20ХН3А, 18ХГТ, 25ХГМ,18Х2Н4МА; группу улучшаемых сталей 40Х, 40ХН, 40ХНМА, 38ХН3МА;группу рессорно-пружинных сталей - 50ХФА, 65Г, 50С2, 60С2ХФА, 70С3А,группу высокопрочных сталей - 30ХГСА, 30ХГСНА, 40ХН2СМА,03Н18К9М5Т, 03Х11Н10М2Т; группу подшипниковых сталей - ШХ4, ШХ15,ШХ15СГ.

Инструментальные стали включают в себя углеродистые стали У7, У8 до У12, легированные стали для режущего инструмента - Х, ХВГ,9ХС; быстрорежущие стали - Р6М5, Р18; для штампов горячегодеформирования - 5ХНМ, 5ХГМ, 40Х5В2ФС; для штампов холодногодеформирования - Х12, Х12М и др.Разработаны два варианта задания.1-й вариант предусматривает разработку технологии термическогоупрочнения конкретной марки стали или сплава для изготовления указаннойдетали (инструмента). После выполнения основной части задания требуетсяуказать одну – две марки стали или сплава, отметив сходство и различия этихматериалов с указанным в задании.2-й вариант предусматривает выбор марки стали для детали(инструмента) с учетом условий эксплуатации и поставленных требований наоснове анализа двух-трех возможных вариантов такого выбора. Например,сопоставляют легированные цементуемые стали и улучшаемые стали принескольких вариантах поверхностного упрочнения (поверхностной закалки,поверхностного пластического деформирования, азотирования).В каждом задании предусмотрено краткое введение, описывающеенаиболее важные требования к изделию, для которого нужно выбратьматериал, приведены данные об условиях эксплуатации изделия, указанатвердость, либо предел текучести и относительное удлинение, которыедолжна быть достигнуты в результате термической обработки.

Приводятсяразмеры изделия, чтобы при выборе стали или сплава учестьпрокаливаемость. Если указана определенная марка стали или сплава, то для4них и близких по свойствам материалов отмечают типичные особенности. Наоснове краткого введения студент располагает достаточной информацией длявыполнения задания.В заданиях отражены основные виды термической обработки сталей исплавов (нормализация, отжиг, закалка, отпуск, старение, обработка холодом,цементация, азотирование, нитроцементация).Независимо от предложенного варианта задания обязательными длявыполнения требованиями являются:1) приведение графической схемы процесса термической обработки вкоординатах «температура – время», подробный анализ выбранного вариантатермического упрочнения с указанием фазовых превращений при нагреве,выдержке и охлаждении;2) основные данные, характеризующие материал: химический состав всоответствии с ГОСТ РФ, свойства, применение, преимущества и недостатки;3) описание дефектов, которые возникают при нарушениях выбранноговарианта термического упрочнения.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИ ЗАДАНИЯПосле получения задания и ознакомления с исходными даннымидеталей (инструмента) и условиями эксплуатации необходимо проработатьсоответствующий раздел учебника для предполагаемого вариантатермического упрочнения или предполагаемой марки материала.После ознакомления со свойствами и рекомендуемым применениемматериалов данной группы по учебнику следует использоватьдополнительную литературу, включая справочники по сталям и сплавам.Дополнительные литературные источники необходимы для сбораинформации о рекомендуемых режимах термической обработки материала,его свойствах, преимуществах и недостатках, области применения.После сбора необходимой информации нужно составить план отчета,обработать информацию и написать отчет.ФОРМА И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТАОтчет должен содержать не менее 6…8 страниц формата А4, включаятитульный лист.

На титульном листе указывают фамилию и инициалыстудента(ки), группу, фамилию и инициалы преподавателя-консультанта иномер задания. На первой странице отчета целиком приводят текст задания.Далее указывают варианты выбора сталей или сплавов и способовдостижения требуемых механических свойств поверхностного слоя исердцевины детали.Наиболее существенным является аргументированное обоснованиевыбора материала и схемы термического упрочнения детали (по сравнению сдругими материалами). Для выбранного материала в отчете приводят его5классификация по различным признакам (химическому составу, структуреназначению и др.).Например, для стали кроме химического состава и техническихтребований в исходном состоянии (состоянии поставки) в соответствии сГОСТ приводят данные о механических свойствах стали для различныхсостояний (после нормализации, после горячей прокатки, после закалки иотпуска) и различных поперечных сечений.В отчете должна быть указана область применения данной стали длядеталей, которые отличаются от предложенных в задании.

Например, взадании рекомендована сталь 20Х для изготовления кулачка сиспользованием цементации с целью упрочнения поверхностного слоя.Однако эту же сталь применяют для изготовления пальцев, крепежныхизделий, валов и т.п. Если выбранная сталь является легированной, тонеобходимо указать, какие виды термической обработки оптимальны дляэтой стали.

По указанию преподавателя-консультанта для данной сталинеобходимо привести также характерные особенности термическойобработки (температура нагрева при закалке, нормализации, отжиге,критический диаметр при закалке, склонность к обезуглероживанию,склонность к росту аустенитного зерна, превращения при отпуске закаленнойстали, склонность к отпускной хрупкости и др.). В описании особенностейвыбранной стали обязательно нужно дать характеристикуеетехнологическим свойствам (в зависимости от технологии получениядетали): прокаливаемости, обрабатываемости резанием, литейных свойств,штампуемости, свариваемости.Основное внимание в отчете должно быть обращено на обоснованиережима термического упрочнения предложенной детали (инструмента),учитывающего условия эксплуатации детали.

Например, для колецподшипника качения непригодна сталь ШХ15, если подшипник подвергаетсякоррозионному воздействию промышленных сред. В данном случаеоптимальной сталью является коррозионно-стойкая сталь 95Х18.Необходимо указать конечные результаты термического упрочнения(механические свойства стали, твердость поверхностного слоя); посправочной литературе найти температуру нагрева под закалку, отпуск,температуру химико-термической обработки, указать охлаждающие среды.Руководствуясь размерами детали (инструмента) и справочной литературой,указать выдержки при основных операциях термической обработки(например, при цементации для достижения определенной глубиныупрочненного слоя, при нагреве под закалку, при отпуске).В отчете должны быть подробно объяснены теоретические аспектытермического упрочнения: необходимо описать фазовые превращения,происходящие на всех этапах термической обработки стали или сплава.Следует объяснить, какие структуры получаются после обработки и показатьвзаимосвязь механических свойств стали или сплава с их структурнымсостоянием.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги