2. Выбор материалов и вида термообработки

Материалы деталей выбирают в соответствии с основными критериями работоспособности, технологичности и экономичности. Если основным критерием работоспособности является прочность, преимущественно применяют закаливаемые и улучшаемые стали, по критерию жесткости – нормализуемые и улучшаемые стали. Если основным критерием является контактная прочность, то используют стали, закаливаемые по поверхности до высокой твёрдости 57–62 HRC_э.

Благодаря относительно малым скоростям скольжения в шарнирных узлах рассматриваемых машин и устройств возможно использование сталей как для пальца, так и для сопряженной с ним проушины тяги или обоймы. При этом для повышения износостойкости шарнира рекомендуется назначать разную твердость трущихся поверхностей деталей: выше твёрдость у пальца и ниже у проушины. Для повышения твёрдости поверхности пальца до 45...60 HRC применяют поверхностную закалку токами высокой частоты, цементацию с последующей закалкой, а также цианирование, азотирование или накатку роликом.

При назначении цементации применяют стали с малым содержанием углерода (до 0,2%). При назначении поверхностной закалки ТВЧ применяют углеродистую сталь с содержанием углерода около 0,4%.

Для снижения стоимости изделия подбор материала начинают с менее дорогих и дефицитных марок, например, углеродистых термически улучшенных сталей. Однако, если при проверочном расчёте запас прочности окажется недостаточным, следует перейти к низко- или среднелегированным сталям.

Для других деталей узла материал и его марку назначают с учётом требований повышения технологичности изготовления: свариваемость, ковкость, литейные качества, обрабатываемость и т.п. Для штока или тяги целесообразно использовать углеродистые стали. Переход к легированным сталям должен быть обоснован расчетом на прочность. Для обоймы при нагрузках, близких к статическим, может быть рекомендован чугун, при переменных нагрузках –малоуглеродистые нормализованные и термически улучшенные стали.

Марки материалов и их механические характеристики, необходимые для расчёта, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Механические свойства материалов [1]

Марка материала	Термо- химическая обработка	Пределы, МПа.				Твердость (НВ), HRc, [HV]	Деталь
		теку- чести σт	временного сопротивле- ния σв	выносливости
				при растяжении σ-1р	при изгибе σ -1и
ЧУГУНЫ
СЧ35	-	.	350	.	-	(194)20*	Обойма (лит.)
ВЧ35	-	220	350	-	-	(140) 15*	Обойма (ков.)
СТАЛИ Ст5	Нормализация	310	520	180	220	(140)15*	Обойма (свар.)
	Нормализация	300	590	270	300	(167)16*	Шток, тяга
45	Нормализация	360	610	220	275	(194)20*	Шток, тяга
	Закалка ТВЧ	450	750	270	340	45-50	Палец
	Улучшение	450	750	270	345	(174) 18*	Шток, тяга
	Закалка	950	1200	430	540	45-50	Палец
12ХНЗА	Цементация	700	950	380	470	40-60	Палец

* Твердость неупрочненной поверхности измеряют по Бринелю (НВ), твердость по Роквеллу HRc дана для сравнения.

** Твердость азотированной поверхности измеряют по Виккерсу [HV], твердость по Роквеллу дана для сравнения.