Қ. Жұбанов атындағы Ақтөбе

мемлекеттік университеті

Асқарова К. У.

СӨЖ бойынша әдістемелік

нұсқаулар

Пән: Металлтану және ТӨ

Ақтөбе, 2012 жыл

Сын-пікір берушілер:

Техника ғылымдарының кандидаты, С.Баишев атындағы АУ доценті

Имангазин М.К.

Техника ғылымдарының кандидаты, Қ. Жұбанов атындағы АқМУ доценті, техникалық факультет деканы Мырзағалиев А. Ж

Асқарова К. У.

СӨЖ бойынша әдістемелік нұсқау.Ақтөбе:Қ. Жұбанов атындағы АқМУ,2012 ж.

Әдістемелік нұсқаулар студенттердің «Металлтану және ТӨ» пәнінен үй тапсырмасын орындауға өз бетінше дайындалуға қажетті материалдарды қамтиды.

Болат маркасын және керекті қасиеттерді алу үшін жүргізілетін қажетті термиялық өңдеу режимін таңдауға арналған әдістемелер келтірілген. Материалдардың механикалық қасиеттері, болатты термиялық өңдеу, болаттардағы құрылымдық және фазалық өзгерістер, болаттарды маркалау және жіктеу, легирлеу принциптері және құрылыстарына легирлеуші элементтердің әсері туралы қысқаша теориялық кіріспе беріледі. Үй тапсырмаларының нұсқалары берілген.

050709 «Металлургия» мамандығы бойынша оқитын студенттерге арналған.

ТФ кеңесі бойынша баспаға ұсынылған. Хаттама № 7, 10.04. 2012 жыл.

«Металлургия» кафедрасы бойынша ұсынылған. Хаттама № 4, 27.12. 2011 жыл.

Кіріспе

Бүгінде болаттар мен қорытпалар заманға сай техниканың барлық салаларындағы негізгі материал болып қалуда. Сондықтан, әрбір маманның жұмысы метал материалдарымен байланысы бар, олардың алдында нақты бұйым алу үшін тиімді материал және оны өңдеудің технологиясын таңдау мәселесі тұрады.

Өнімдегі материалдың талап етілген қасиеттері мен қүрылымын қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін термиялық өңдеудің негізгі әдістерін, сонымен қатар материалдардың құрылымы мен қасиеттері арасындағы байланыс туралы мәліметсіз мұндай жұмыс жасау мүмкін емес.

Сонымен қатар конструкциялар мен машина бұйымдарының қандай жағдайда жұмыс жасайтынын және оларды өндіріске енгізгенде сенімділігі мен қауіпсіздігіне қойылатын талаптарды білу қажет.

Негізгі мақсат – студенттерге болаттар мен қорытпаларды термиялық өңдеу және металтану саласында білімдерін қолдана білуге үйрету мақсатымен, сонымен қатар машина, конструкциялар мен құралдардың әр түрлі бұйымдары үшін материалдарды дұрыс таңдау үшін «Металтану және ТӨ» пәні бойынша дайындалуға және жекелеген тапсырмаларды орындауға қажетті бастапқы мәліметтерді беру.

Тоқсан бойы студенттер келесідей үй тапсырмаларын орындайды:

№1 ҮТ: қозғалтқыштың байланысқан жүктеме және қажалу жағдайында жұмыс жасайтын бұйымдар үшін болатты және термиялық өңдеудің режимін таңдау.

№2 ҮТ: қозғалтқыштың бұйымдарын пайдалануда қойылатын талаптарындағы қажетті беріктігіне сай болатты және термиялық өңдеу режимін таңдау.

№3 ҮТ: кескіш құралдың пайдалануында анықталған жағдайда жұмыс жасауы үшін термиялық өңдеу режимін және болатты таңдау.

№4 ҮТ: қозғалтқыштың ауыр орталарда жұмыс жасау үшін болат немесе қорытпаны және термиялық өңдеу режимін таңдау.

№5 ҮТ: механизмнің бұйымдарын пайдалануға ұсынылған жағдайында термиялық өңдеудің режимін және болатты таңдау.

Студенттерге үй тапсырмасын орындау үшін пәннің ұсынылған әдебиеттер мен дәріс сабағында берілген сәйкес бөлімдерін оқу; механикалық қасиеттер мен механикалық өңдеудің негізгі түрлерін; термиялық өңдеу түрлерін; болаттарды құрылымдық және фазалық өзгерулерді; легирлеу принциптерін және легирлеуші элементтердің болаттардың құрылымы мен қасиеттеріне әсерін білу қажет.

Сонымен қатар, арнайы алынған бұйымдар үшін материалдарды таңдау және оны термиялық өңдеу әдістемесін үйрену қажет, ол әдістемеде бұйымның жұмыс істеу жағдайлары, материал құрамында болатын күш түсіру қасиеттері және оның дәрежелерін анықтау, және де материалдарды таңдау, оны термиялық өңдеудің әдістерін қолданып керекті қасиетті алу талдаулары кіреді. Мұндай таңдау жасауға қажетті мәліметтер ұсынылған әдібиеттерде қарастырылған.

№1 үй тапсырмасы

Тақырып: Беріктеуші өңдеу режимі

Мақсаты: Термиялық өңдеудің негізгі режимдерімен танысу

Есеп: Болат маркасы мен беріктеуіш өңдеудің режимдерін, әдістерін және ұсыныстарын таңдау

1.1. Теориялық бөлім

Контактілі салмақпен және үйкеліспен жұмыс жасайтын материалдардың негізгі қасиеттері болып келесілер саналады: беттік қаттылық және майлы бетте сырғанап үйкелген кездегі беріктік. Антифрикцион­ды құймалар, графиттелген болат және Гадфильд болаты қарастырылмайды.

Беттік беріктеуіш әдістерінің түрлері:

1) ЖЖТ(ТВЧ) жылуы арқылы беттік шынықтыру;

2) әртүрлі нұсқамен цементтеу және термоөңдеу;

3)нитроцементтендіру;

4)азоттау

Қажетті беріктік деңгейіне байланысты (беттік беріктік) беттік беріктету деңгейін және болаттың маркасын таңдау қажет (17-21 беттерін қараңыз). Таңдаған кезде ортаңғы бөліктің қасиетін ескеру қажет, олардың деңгейі болаттың құрылымымен, беттік беріктету әдісімен және термоөңдеу әдісімен анықталады.

Тозуға төзімділік қаттылыққа байланысты. Мартенситке шынықтыру құрамында 0,4-055% нан кем көміртегі мөлшері бар болаттардың қаттылығын және тозуға төзімділігін жоғарылатады.

ЖЖТ(ТВЧ) шынықтыруынан соң, төменгі температуралы салқындату соңғы оперция болып табылады.

Мартенситтің қаттылығы көміртегінің құрамына байланысты. Цементтелген қабатты көміртегінің оптималды құрамы 0,8-0,9% болады, сәйкесінше беттік шынықтырылған бөлшекке қарағанда, цементтелген бөлшектің тозуға төзімділігі жоғары болады.

Тозуға төзімділік келесіге байланысты: бөлшектің құрылымы, формасы, өлшемі, карбидтер саны. Карбидтердің сәйкес формасы кезіндегі болаттың эвтектоидтан кейн құрамы тозуға төзімділікті қамтамасыз етеді. Карбидтүзуші элементтерді (Cr, Ti, V, Мо) цементтеу үшін болатты легирлеу тозуға төзімділікті арттырады, оның себебі: құрылымда арнайы карбидтер түзіледі және цементитпен салыстырғанда олардың қаттылығы жоғарылау.

Нитроцементация мен цианирлеу цементациямен салыстырғанда, тозуға төзімділікті арттырады, оның себебі: карбонитритті фазалар түзіледі. Үйкелу кезінде тозуға төзімділікті арттыратын әдіс азоттау болып табылады.

Беттік беріктету кезінде жабынның қалыңдығы жұқа болуы мүмкін. Ол тозу процесі кезінде беттің қасиеттерін өзгертпеуі қажет.

Нақты бұйымдардың беріктету түрі мен болат маркасын таңдау үшін, осы бұйымдардың жұмыс жасау принципін білу қажет.

Цилиндрдің гильзасындағы ішкі бет тек тоздыратын жұмыс жасайды, сондықтан қаныққан жабын қалың болмауы да мүмкін, бірақ олардың тозуға төзімділігі жоғары болуы керек. Осы талаптарды жүзеге асыру үшін, азоттау әдісін пайдалануға болады.

Біліктер мен осьтер жұмыс жасағанда, үйкелетін беттер берілген салмақ бойынша бір қалыпты тозады. Сондықтан мұнда цементтендіру мен ЖЖТ(ТВЧ) беріктету әдістерін пайдалану қолайлы.

Муфталар, ажарланған біліктер және саңылаулары ажырланған тісті доңғалақтар үшін цементтендіру мен нитроцементтендіру әдісін пайдаланған қолайлы.

Жабынның қалыңдығы басып сындыруға төзімді болатындай етіліп жасалуы керек. Осыған қоса, өзектердің беріктігі де ескерілуі тиіс. Өзек берік болған сайын, жабынның қалыңдығын жұқа етіп жасауға болады. Өзектің қасиеттері болаттың құрамына және термиялық өңдеуге байланысты: ЖЖТ(ТВЧ) арқылы беріктету кезінде – алдын ала термиялық өңдеу, ал цементтендіру мен нитроцементтендіру кезінде – соңғы термиялық өңдеу жүргзілу қажет.

Егер, пайдалану жағдайларына бірнеше нұсқа сәйкес келсе, онда экономикалық факторлар есебімен келесілерді ескеру қажет – болаттың бағасы, күрделілігі, өңдеу технологиялық процесінің ұзақтығы және энергияның қажеттілігі.

Беттік беріктету тәсілін таңдаған кезде, бөлшектің конструктивті ерекшеліктеріне назар аударамыз, соның ішіне жергілікті беріктету немесе ЖЖТ(ТВЧ) жылытуын қолдану мүмкіндігі қажетті болғандығы (бөлшек формасына байланысты) және т.б.

Егер, пайдалану температурасы берілген болса, онда болатты таңдаған кезде оның салқынға және жылуға төзімділіктерін ескеру қажет.