4. Предложить марку стали для изготовления фрезы, работающей при высоких скоростях резания. Назначить термическую обработку, укажите структуру и свойства.

Р6М5К5 – 6% вольфрама, 5% молибдена, 5% кобальта.

Закалка+ трехкратный низкий отпуск

Мартенсит отпуска+карбиды+Аост

Высокая твердость, высокая износостойкость, достаточная прочность при сохранении некоторй вязкости, высокая теплостойкость.

Билет №33

1. Циклические испытания металлов. Кривая усталости. Предел выносливости. Пути повышения предела выносливости.

Р азрушение детали под действием циклических нагрузок называют усталостью, а свойство противостоять усталости – выносливостью, которая характеризуется пределом выносливости

Усталостные испытания проводят на машинах, создающих в образцах циклические изменения напряжения. Проводят серию испытаний при последовательно уменьшающихся нагрузках, начиная с , при этом определяют число циклов N до разрушения. По результатам строиться кривая усталости и определяют предел выносливости – максимальное напряжения, которое выдерживает образец без разрушения бесконечное или базовое число циклов. Для сталей базовое число – 10⁶…10⁸ циклов. Под циклом напряжений понимают совокупность переменных значений напряжений за один период Т их изменения.

Рис. Определение предела выносливости.

Предел выносливости зависит от: - размера детали – чем крупнее деталь, тем ниже σ-1; - чистоты обработки поверхности и наличия концентраторов напряжений – надрезы, царапины, коррозия резко снижают ; - вида термической обработки материала.

Для повышения предела выносливости детали подвергают поверхностной обработке: закалке ТВЧ, химико-термической обработке, поверхностной пластической деформации, которая создает дополнительные остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое.

2. Превращение аустенита в мартенсит при охлаждении. Особенности этого превращения. Строение и свойства мартенсита. Влияние углерода и легирующих элементов на температуру мн и мк.

Мартенситное превращение.

Мартенситное превращение протекает в интервале температур М_н – М_к (начало и конец мартенситного превращения). Все диффузионные процессы прекращаются и аустенит со всем своим углеродом превращается в феррит при этом сильно его пересыщая. Образуется мартенсит – пересыщенный твердый раствор углерода в железе.

Основные черты мартенситного превращения:

- механизм – бездиффузионный;

- никогда не идет до конца (выпадает остаточный аустенит);

- идет с увеличением объема, что вызывает значительное остаточное напряжение;

- проходит только в интервале температур М_н – М_к.

Бездиффузионное мартенситное превращение сводится к перестройке ГЦК решетки аустенита в ОЦК решетку феррита.(полиморфное γ-α превращение)

Критическая скорость закалки Vкр. – называют линейную скорость охлаждения при которой АУСТЕНИТ переходит только в МАТЕНСИТ.

МАРТЕНСИТНОЕ превращение не идёт до конца. Количество АУСТЕНИТА остаточного зависит от содержания углерода и Л.Э. При содержании углерода более 0,6% Мн смещается в область отрицательных температур. Чем больше углерода и ЛЭ, тем ниже Мк и больше Аост. При 0,6…1,0% углерода, Аост не более 10%.

3. Улучшаемые стали. Состав, термическая обработка, получаемая структура, назначение.

Улучшаемые 0,3…0,5% С

Марки углерод ст: 30, 35, 40, 45, 50. Легир стали: (хромистые)30Х, 40Х, 50Х, (хромарганцевые), 30ХГТ, 40ХН, 40ХНМ, 30ХГС

Термообработка↔Закалка + Высокий Отпуск(улучшение)

Структура: Сотпуска (зернистый)

Улучшаемы стали – среднеуглеродистые. Применяются для деталей, работающих при ударных и циклических нагрузках: коленчатые и карданные валы, шестерни, шатуны и т.д.

Структура сорбит зернистый, оптимально сочетает высокую прочность с высокой ударной вязкостью и выносливостью. Для малонагруженных деталей вместо улучшения проводится нормализация. Для деталей, работающих в условиях повышенного износа, после улучшения или нормализации проводят закалку ТВЧ(токами высокой частоты) или азотирование.