Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента РФ Б.Н.Ельцина»

Кафедра термообработки и физики металлов

Дисциплина «Спецсплавы»

Курсовая работа

«Исследование легированной конструкционной стали 50ХГФА»

Руководитель:

Доцент , к.т.н. Рыжков М.А.

Студент:

Группа Мт-490701 Сорокин Д.М.

Екатеринбург

2012

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

ВВЕДЕНИЕ 2

1. МАРОЧНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПО ГОСТ. ЗАРУБЕЖНЫЕ АНАЛОГИ И ИХ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ. 3

2. КРИТИЧЕСКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ НАГРЕВЕ 4

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАЧАЛА МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ 7

7. ТИПОВЫЕ РЕЖИМЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 9

Таблица 7.1. Механические свойства в зависимости от обработки 10

14. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ. 17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 21

Введение

Пружины, рессоры и другие упругие элементы являются важнейшими деталями различных машин и механизмов. В работе они испытывают многократные переменные нагрузки. Под действием нагрузки пружины и рессоры упруго деформируются, а после прекращения действия нагрузки восстанавливают свою первоначальную форму и размеры. Особенностью работы является то, что при значительных статических и ударных нагрузках они должны испытывать только упругую деформацию, остаточная деформация не допускается. Основные требования к пружинным сталям – обеспечение высоких значений пределов упругости, текучести, выносливости, а также необходимой пластичности и сопротивления хрупкому разрушению, стойкости к релаксации напряжений.

1. Марочный химический состав по гост. Зарубежные аналоги и их химический состав.

Сталь 50ХГФА относится к конструкционным легированным рессорно-пружинным сталям и находят применение в машиностроении. Из стали этой марки изготавливаются пружины особо ответственного назначения, а так же рессоры легковых автомобилей.

Химический состав стали 50ХГФА приведены в таблице 1.

Таблица 1. Химический состав стали 50ХГФА в масс % (ГОСТ 4543-71)

C	Si	Mn	Cr	V	Cu	Ni	P	S
					не более
0,48-0,55	0,17-0,37	0,80-1,00	0,95-1,20	0,15-1,25	0,20	0,25	0,025	0,025

Кремний (Si), Сера (S) и фосфор (P) - являются примесями в стали.

Марганец (Mn) при содержании в стали 0,5...0,8 % и кремний (Si) при содержании в стали 0,35...0,50 % раскисляют сталь при ее выплавке. Они придают ей плотность и однородность, упрочняют, делают более упругой и повышают сопротивление истиранию. Марганец парализует вредное действие серы, образуя с ней соединение, заметно повышает прочность горячекатанной стали и повышает порог хладноломкости стали. Кремний сильно повышает предел текучести, что снижает способность стали к вытяжке и особенно к холодной высадке. При повышении содержания кремния уменьшается порог хладноломкости. Хром (Cr) наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил. Никель(Ni) сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, оказывает влияние на изменение коэффициента теплового расширения. Ванадий (V) повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем, он дорог и дефицитен. Кремний и марганец попадают в железоуглеродистый сплав при его выплавке в процессе раскисления. Кремний и марганец удаляют из сплава закись железа. Кремний, растворяясь в феррите, повышает предел текучести и уменьшает склонность к хладноломкости. Марганец образует твердый раствор с железом и немного повышает твердость и прочность. В присутствии серы он частично связывается с серой в сернистый марганец и переходит в шлак. Это способствует удалению серы из сплава, т.е. кремний и марганец являются полезными примесями. В железоуглеродистых сплавах обычно не более 0,35...0,4% Si и 0,5...0,8 Mn. Сера (S) и фосфор (P) - вредные примеси. Они могут скапливаться в отдельных частях слитка или заготовки (чаще в центральной) и усиливать этим вредное действие. Сера, являясь вредной примесью, образует сернистое железо FeS, которое нерастворимо в железе, и легкоплавкую эвтектику. При кристаллизации сплава легкоплавкая эвтектика располагается по границам зерен и при повторном нагреве расплавляется, в результате чего нарушается связь между зернами, что приводит к образованию трещин и надрывов. Это явление носит название красноломкости. Повышенное содержание серы в стали вызывает красноломкость (хрупкость при высоких температурах), поэтому допускается содержание серы в сталях до 0,035%...0,06% S. Фосфор растворяется в железе, искажает кристаллическую решетку и ухудшает пластические свойства сплава. Фосфор является вредной примесью, так как повышенное содержание фосфора вызывает хладноломкость (хрупкость при обычных и пониженных температурах), и его содержание в сталях не должно превышать 0,025...0,08%. Медь (Сг) увеличивают коррозионную стойкость стали в атмосферных условиях и понижают порок хладноломкости. Сталь 50ХГФА относится к высококачественным сталям, так как содержит P и S не более 0,025масс% и 0,025масс% соответственно. Зарубежные аналоги материала 50ХГФА указаны в таблице 2.

Таблица 2. Зарубежные аналоги марки стали 50ХГФА

США	Германия	Япония	Франция	Англия	Евросоюз	Италия
-	DIN,WNr	JIS	AFNOR	BS	EN	UNI
6145 6150 6150H G61500 H61500	1.8159 50CrV4 51CrV4 GS-50CrV4	SUP10 SUP10-CSP	50CrV4 50CrV4RR 51CrV4 55CrV4	51CrV4 735A50 735A51 735A54 735h51	1.8159 50CrV4 51CrMnV4 51CrV4	48Si7 50CrV4 51CrV4