Задача №5.11.

Некоторые ответственные детали автомобиля, например шестерни (рисунок 5.11.), работающие в условиях значительных нагрузок, сопровождаемых ударами, изготовляли из хромоникелевой стали марок 12ХН2, 20ХН.

Подобрать по данным ГОСТ состав более дешевой конструкционной стали-заменителя, обладающей близкими механическими свойствами, указать ее химический состав и рекомендовать режим термообработки.

Сопоставить механические свойства сталей 12ХН2, 20ХН с аналогичными свойствами стали выбранной марки, а также углеродистой конструкционной стали с одинаковым содержанием углерода.

Задача №5.12.

Шатуны подвергаются действию знакопеременных и ударных нагрузок; поэтому они должны иметь максимально однородные свойства в продольном и поперечном направлении. Шатуны двигателей изготовляют в зависимости от типа двигателя из стали с пределом прочности при растяжении:

1. 70-75 кг/мм²;

2. 90-95 кг/мм².

Подобрать марки стали для изготовления шатунов в обоих указанных типов, привести химический состав, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии. На основании макростроения шатуна (рисунок 5. 12), указать последовательность операций его изготовления, начиная с получения стали на машиностроительном заводе, отметив операции, позволяющие создать в шатуне однородное строение, а следовательно и однородные свойства.

Рисунок 5. 12. Макростроение поковки шатуна.

Задача №5.13.

Многие шестерни двигателей должны обладать высокими характеристиками прочности и высокой вязкостью. В случае изготовления шестерен путем нарезки из прутка ударная вязкость в поперечном направлении, т. е. в направлении изгиба зуба, будет относительно низкой.

Подобрать марку стали для изготовления шестерни диаметром 50 мм и высотой 40 мм, обеспечивающей получение после термической обработки предела текучести стали не ниже 50 кг/мм² и ударной вязкости не менее 4 кгм1см^г.

Указать химический состав стали, технологический процесс обработки для получения механических свойств, в частности, ударной вяз­кости, одинаковых в различных направлениях, режим термической обработки и микроструктуру стали в готовом изделии.

Задача №5.14.

Шестерни диаметром 100 мм, с внутренним отверстием диаметром 20 мм и высотой 50 мм должны иметь высокую прочность по всему сечению. Предел прочности при растяжении в готовом изделии должен быть не ниже 85 кг/мм².

Подобрать марку стали, привести ее химический состав, рекомендовать режим термической обработки и указать структуру стали после каждой операции термической обработки и механические свойства в готовом изделии.

Объяснить, можно ли применять для этой цели сталь обыкновенного качества или углеродистую качественную сталь, и указать, какие максимальные свойства можно получить в этих сталях.

Задача №5.15.

Завод изготовляет два типа шестерен диаметром 60 мм и высотой 80 мм, предназначенных для работы- в одинаковых ..условиях. Предел прочности стали должен быть не ниже 54—55 кг/мм'-. Однако второй тип шестерен отличается от первого более сложной формой (большая высота зуба).

Выбрать марки стали для шестерен указанных двух типов и привести химический состав, учитывая технологические особенности термической обработки и необходимость избежать деформации. Обосновать сделанный выбор марок стали, рекомендовать режим термической обработки и указать механические свойства в готовом изделии.