Инструментальные стали и сплавы

Вариант 1

Для изготовления резцов выбрана сталь Р6М5. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите макроструктуру и главные свойства резцов после термической обработки.

Вариант 2

Для изготовления разверток выбрана сталь ХВСГ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите микроструктуру и свойства разверток после термической обработки.

Вариант 3

Для изготовления фрез выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства фрез после термической обработки.

Вариант 4

Для изготовления прошивочных пуансонов выбрана сталь Р18. Укажите состав стали и определите, к какой группе по назначению относится данная сталь. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства пуансонов после термической обработки.

Вариант 5

Для изготовления шаберов выбрана сталь Х05. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 6

Для изготовления штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии, выбрана сталь 5ХНТ. Укажите состав, назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства штампов после термической обработки.

Вариант 7

Для изготовления машинных метчиков выбрана сталь Р10К5Ф5. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 8

Укажите металлокерамические твердые сплавы для изготовления режущего инструмента. Опишите их строение, состав, свойства и способ изготовления.

Вариант 9

Для изготовления деталей штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии, выбрана сталь 5ХНМА. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке этой стали. Опишите микроструктуру и свойства штампов после термической обработки.

Вариант 10

Для изготовления пресс-форм выбрана сталь 3Х2В8. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства пресс-форм после термической обработки.

Вариант 11

Для изготовления машинных метчиков и плашек выбрана сталь Р9Ф5. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирующих элементов на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 12

Для изготовления штампов выбрана сталь 6ХС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 13

Для изготовления обрезных штампов выбрана сталь Х12М. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на все превращения, происходящие при термической обработке стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 14

Для изготовления резцов выбрана сталь ХВ5. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 15

Для изготовления молотовых штампов выбрана сталь 5ХНСВ. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения при термической обработке этой стали. Укажите структуру, свойства и требования, предъявляемые к штампам горячей штамповки.

Вариант 16

Для изготовления высадочных и чеканочных штампов выбрана сталь 4ХВС. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения при термической обработке этой стали. Опишите структуру и свойства штампов после термической обработки.

Вариант 17

Для изготовления режущего инструмента выбрана сталь Р6М5К5. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 18

Для изготовления обрезных штампов выбрана сталь Х6ВФ. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке. Опишите структуру и свойства штампов после термической обработки.

Вариант 19

Для изготовления штампов горячей штамповки выбрана сталь 4Х3ВМФ. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке этой стали. Укажите микроструктуру и свойства штампов после термической обработки.

Вариант 20

Для изготовления молотовых штампов выбрана сталь 5ХНВ. Расшифруйте состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства штампов после термической обработки.

Вариант 21

Для изготовления матриц холодной штамповки выбрана сталь Х12Ф1. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства матриц после термической обработки.

Вариант 22

Для изготовления обрезных матриц и пуансонов выбрана сталь 9ХФ. Расшифруйте состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства инструмента после термической обработки.

Вариант 23

Для изготовления ножовок по металлу выбрана сталь В1. Расшифруйте состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке ножовок. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 24

Для изготовления калибров выбрана сталь 9Х18. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, дайте его обоснование и укажите микроструктуру и свойства калибров после термической обработки. Объясните назначение хрома в данной стали.

Вариант 25

Для изготовления измерительного инструмента выбрана сталь ХВ1. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства инструмента в готовом виде.

Пример выполнения задания

Задание

Для изготовления ручных метчиков выбрана сталь 11ХФ. Расшифровать состав стали. Назначить и обосновать режим термической обработки. Описать влияние легирующих элементов на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки. Указать структуру и свойства инструмента после термической обработки.

Решение

Состав стали, в процентах: 1,1 углерода, до 1 хрома, до 1 ванадия. По назначению сталь относится к инструментальным режущим сталям. Режим термической обработки метчиков: закалка, t = 800…820 ^о С в течение 1…2 ч. Твердость метчиков после термической обработки 62…64 HRC.

Выбранный режим термической обработки диктуется условиями работы и требуемыми свойствами инструмента. В процессе резания режущая часть инструмента внедряется в обрабатываемую деталь и отрывает частицы материала в виде стружки. Для выполнения такой работы инструмент должен обладать высокой твердостью, превышающей твердость обрабатываемого инструмента. В процессе работы режущая часть инструмента все время соприкасается со снимаемой стружкой, т. е. происходит непрерывное литье и износ поверхности режущей части инструмента. Поэтому сталь должна иметь высокую износостойкость.

Твердость стали зависит от содержания углерода в стали (в мартенсите). Содержание углерода в стали 1,1 % обеспечит требуемую твердость при закалке.

Оптимальная температура нагрева под закалку соответствует Ас₁ + (30…50^о С).

Наличие в структуре карбидов препятствует росту зерна и получению мелкоигольчатой мартенситной структуры при охлаждении.

В процессе резания метчики не разогреваются выше 100…150 ^о С, высокая твердость по всему сечению не требуется, поэтому сталь 11ХФ пригодна для их изготовления.

Наличие хрома и ванадия в стали позволяет при закалке охлаждать метчики в масле, что уменьшает деформацию и коробление.

Мартенсит закалки обладает высокой твердостью и прочностью, но хрупок. Для устранения внутренних напряжений, возникающих при закалке и получения требуемых механических свойств сталь подвергают низкому износу. При этом мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и незначительно улучшается вязкость стали без заметного снижения твердости.

Легирующие элементы, присутствующие в стали, оказывают существенное влияние на процессы, протекающие при термической обработке.

Хром и ванадий предотвращает рост зерна аустенита при нагреве аустенита в районе перлитного превращения, что способствует более глубокой прокаливаемости. Наличие легирующих элементов позволяет при закалке охлаждать метчики в масле, что уменьшает деформацию и коробление.

При отпуске легирующие элементы замедляют процесс распада мартенсита, сохраняя более высокую твердость стали.

Задание по работе

1 Получить номер задания у преподавателя.

2 Свойства, режимы термообработки основных материалов имеются в сплавочной литературе, с которой студент должен ознакомиться.

3 При рекомендации режимов обработки следует назначать наиболее экономичные и высокопроизводительные (индукционная закалка, газовая цементация и др.).

4 В отдельных случаях следует приводить и экономическое обоснование выбора материала или процесса его термического упрочнения.