ДЗ Матвед СМ8 Шевченко (864537), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Для нагрева изделие устанавливают в индуктор, представляющий один или несколько витков медной водоохлаждаемой трубки. Охлаждение дают, чтобы индуктор не прогорал в процессе работы. Через индуктор пропускают ток высокой частоты. В изделии индуцируется ток той же величины, но обратного направления. Наибольшая плотность тока будет на поверхности, и она быстро нагревается под закалку.
В тех участках поверхности, которые ближе расположены к индуктору, возникает большая плотность тока, что приводит к возникновению внутренних напряжений. Для получения равномерной толщины закаленного слоя изделие, если возможно, вращают в индукторе.
Для улучшения свойств сердцевины перед ТВЧ дают улучшение или нормализацию (в нашем случае, как было уже отмечено, мы делаем улучшение, т.е. закалка+ высокий отпуск).

Для закалки ТВЧ используют стали с содержанием углерода 0,3...0,5%. Стали с меньшим содержанием углерода не применяют, так как твердость после закалки недостаточно высокая для повышения износостойкости. Стали с большим содержанием углерода, чем 0,5%, тоже не применяют, так как после закалки возможно образование трещин из-за повышенной хрупкости мартенсита.

Низкий отпуск

После охлаждения на поверхности металла остаются высокие сжимающие напряжения, которые повышают эксплуатационные свойства детали. Внутренние напряжения между поверхностным слоем и серединой необходимо устранить. Это делается с помощью низкотемпературного отпуска — выдержкой при температуре около 200°С в печи. Чтобы избежать появления на поверхности микротрещин, нужно свести к минимуму время между закалкой и отпуском. Низкий отпуск, незначительно снижая твердость поверхностно-закаленного изделия, существенно (часто в 1,5-2 раза) повышает сопротивление стали хрупкому разрушению, увеличивает усталостную прочность детали, уменьшает чувствительность к концентраторам напряжений. Более высокие температуры отпуска применять не следует, так как это приводит к снижению твердости, статической и усталостной прочности, износостойкости поверхностно-закаленных изделий.

Кроме того, на предприятиях еще применяется закалка с самоотпуском.

Самоотпуск — охлаждение детали не полностью, а до температуры 200°С, при этом в ее сердцевине будет оставаться тепло. Дальше деталь должна остывать медленно. Так произойдет выравнивание внутренних напряжений. Применяется для изделий, которые должны сочетать высокую твердость на поверхности и высокую вязкость в сердцевине (инструменты ударного действия: молотки, зубила).

Полная цепочка превращений:

1. При нагреве стали выше точки Ac₁ = 760 ºC (для стали 30ХГСА) из перлита образуются зерна аустенита, далее происходит рост зерна аустенита при повышении температуры. При нагреве выше точки Ac₃ = 830 ºC завершается превращение смеси феррита и аустенита в аустенит, химический состав которого при выдержке становится однородным и соответствует содержанию элементов в стали. Далее происходит переохлаждение мартенсита до точки Mn = 352 ºC, при которой аустенит начинает превращаться в мартенсит, при комнатной температуре в 20 ºC данный процесс завершается.

2. При отпуске при температуре 580-600 ºC мартенсит и остаточный аустенит распадаются с образованием структуры сорбита отпуска. Данная структура обеспечивает оптимальное соотношение ударной вязкости, прочности и твердости в соответствие с представленными условиями.

3. При закалке ТВЧ доэвтектоидные стали нагревают немного выше температуры фазового превращения перлита и феррита в аустенит. Это происходит в интервале 800—850°С. Затем заготовку быстро охлаждают. При резком остывании аустенит превращается в мартенсит закалки, который обладает высокой твердостью и прочностью. Между тем в сердцевине детали остается исходная незакаленная структура, то есть сорбит отпуска.

4. При низком отпуске при температуре 180-250 ºC мартенсит закалки переходит в мартенсит отпуска. При этом процессе из мартенсита выделяется часть избыточного углерода с образованием мельчайших карбидных частиц (ε-карбидов). ε-карбиды выделяются в виде пластин или стержней и они когерентно связаны с решеткой мартенсита. Продуктом низкого отпуска является мартенсит отпуска, который отличается от мартенсита закалки меньшей концентрацией углерода и наличием в нем карбидов (ε-карбидов), которые когерентно связаны с решеткой мартенсита.

Рис. 2 Схема упрочняющей термической обработки оси велосипедного колеса из стали 30ХГСА

Заключение

Таким образом, в результате выполнения домашнего задания для изготовления оси колеса велосипеда дорожно-шоссейного класса выбрана легированная сталь 30ХГСА, разработан режим её комплексной упрочняющей термической обработки, гарантирующий получение заданных свойств оси: твёрдость поверхности трения 48-52 HRC, ударная вязкость KCU =130 предел текучести сердцевины – не менее 850 МПа.

,ЭТАП 5. Оформление списка литературы, использованной при выполнении домашнего задания.

1. Комплект домашних заданий по курсу «Материаловедение» : учебное пособие / Д. В. Власова, И. Ю. Сапронов, О. М. Ховова. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. — 42, [2] с.

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

3. Материаловедение / Б.Н.Арзамасов, Макарова В.И., Мухин Г.Г., Рыжов Н.М., Силаева В.И.- Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003г. – 646стр.

4. Закалка и отпуск стали. [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://studopedia.ru/8_9694_zakalka-i-otpusk-uglerodistoy-stali.html (дата обращения 25.11.2021)

1. Превращения при нагреве. [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://studopedia.ru/6_142997_prevrashcheniya-pri-nagreve.html (дата обращения 25.11.2021)

1. Отпуск стали. [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/364_2/87/11084.html (дата обращения 25.11.2021)

Характеристики

Список файлов домашнего задания