Министерство образования и науки РФ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ВолгГТУ)

Кафедра

«Технология материалов»

Реферат по "Химико-термическая обработка" на тему

"Цементация крупногабаритных подшипников из стали 20ХН3А"

Выполнил: Ст.гр.: М-433

Климентьев Н.Н.

Проверил: Полаткина Л.В.

Волгоград 2013

Содержание

1 Назначение выбранного режима химико-термической обработки.................3

2 Режим химико-термической обработки крупногабаритных подшипников из стали 20ХН3А..........................................................................................................4

3 Стадии процесса цементации..............................................................................6

3.1 Цементация крупногабаритных подшипников из стали 20ХН3А .....9

4 Механизм диффузии..........................................................................................12

5 Структура, фазовый состав и строение зон диффузионного слоя.................13

6 Параметры качества упрочняемого слоя и сердцевины изделия после цементации.............................................................................................................14

Список литературы................................................................................................17

1 Назначение выбранного режима химико-термической обработки

Подшипники - это технические устройства, являющиеся частью опор вращающихся осей и валов. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу или оси, и передают их на раму, корпус или иные части конструкции. При этом они должны также удерживать вал в пространстве, обеспечивать вращение, качание или линейное перемещение с минимальными энергопотерями. От качества подшипников в значительной мере зависит коэффициент полезного действия, работоспособность и долговечность машины.

Классификация подшипников разнообразна. Одной из них является классификация по размерам. Существуют малогабаритные (до 600 мм) и крупногабаритные подшипники (от 600 до 2000 мм) . Крупно габаритные подшипники изготавливают обычно из стали 20ХН3А, 15Г и 18ХГТ.

Рисунок 1 - Крупногабаритный подшипник

К крупногабаритным подшипникам предъявляют требования: высокое сопротивление к ударным и контактным нагрузкам, т. е. они должны обладать высокой прочностью, износостойкостью. Данные требования выполняют выше перечисленные марки стали которые подвергаются химико-термической обработке.

Сталь 20ХН3А наиболее часто используемая марка для изготовления крупногабаритных подшипников. В ней находится хром который после термической обработки придает подшипникам высокую прочность и износостойкость. Это связанно с тем что в сплаве образуются карбиды которые влияют на свойство металла. Никель придает стали высокое сопротивление к ударным и контактным нагрузкам. Благодаря стали с этим элементам данные изделия служат намного дольше по сравнению с другими сплавами. Состав данной марки стали приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав стали 20ХН3А (ГОСТ   4543 - 71 )

Содержание, %
C	Mn	Cr	Ni	Si	Cu	S	P
0,17 - 0,24	0,3 - 0,6	0,3 - 0,9	2,75 - 3,15	0,17 - 0,37	0,3	До 0,025	До 0,025

Подшипники из стали 20ХН3А должны обладать высокой прочностью, износостойкостью и высоким ударным и контактным нагрузкам, что достигается химико-термической обработкой. В ХТО входят: цементация, высокий отпуск, закалка, низкий отпуск.

Механические свойства крупногабаритных подшипников приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Механические свойства крупногабаритных подшипников из стали 20ХН3А после цементации

Механические свойства
Предел текучести σ0,2 , МПа	865
Предел кратковременной прочности σв , МПа	835
Относительное удлинение при разрыве δ, %	10
Относительно сужение Ψ, %	50
Ударная вязкость KCU, Дж/см2	78
Твердость по Роквелу HRC, МПа	Поверхность 56-62
Твердость по Бринеллю HB, МПа	Сердцевина >250