2.2 Матеріал деталі та його властивості

Виготовляється із легованої конструкційної сталі марки 40Х ГОСТ 4543-71, має досить високу пластичність , в’язкість, високу твердість, і вона може працювати під дією високих навантажень. Маса деталі становить 1,69 кг, габаритні розміри деталі 119 мм х 84 мм.

Таблиця 2.1 Хімічний склад у % матеріалу Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Найменування	Значення
Вміст азоту (N) , %	0..0,008
Вміст кремнію (Si), %	0,17..0,37
Вміст марганцю (Мn), %	0,5..0,8
Вміст міді (Сu), %	0..0,3
Вміст нікелю (Ni), %	0..0,3
Вміст сірки (S), %	0..0,035
Вміст вуглецю (С), %	0,36..0,44
Вміст фосфору (Р), %	0..0,035
Вміст хрому (Cr), %	0,8..1,1

Таблиця 2.2 Механічні властивості Сталі 40Х ГОСТ 4543-71

Найменування	Значення		Контекст
Відносне звуження ,%	4,5		гартування 860ºС (масло) + відпуск 500ºС (вода)
Відносне подовження після розриву , %	10		гартування 860ºС (масло) + відпуск 500ºС (вода)
Густина , кг/м3	7850
Межа міцності , МПа	980		гартування (масло) + відпуск 500ºС (вода)
Межа текучості , МПа	785		гартування 860ºС (масло) + відпуск 500ºС (вода)
Зварюваність	Важкозварна
Твердість по Бріннелю , НВ	217		відпал
Температура кування , ºС	1250..800
Флокеночутливість	чутлива

Температура критичних точок матеріалу Сталь 40Х:

Ас₁=743, Ас₃ (Ас_m)=815, Аr₁=693 (2.1)

Таблиця 2.3 Характеристика матеріалу Сталі 40Х ГОСТ 4543-71

Марка сталі	Сталі 40Х
Замінник	Сталь 45, Сталь 38ХА, Сталь 40ХН
Класифікація	Сталь конструкційна легована. Хромиста
Застосування	Вали подвійної гідромуфти, шестерні, вали-шестерні, штоки, осі, плунжери, колінчаті і кулачкові вали, кільця, шпинделі, оправки, рейки, шпинделі, кільця, болти та інші деталі з підвищеною твердістю.

Таблиця 2.4 Технологічні якості матеріалу Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Зварюванність	Важко зварюється
Флокеночутливість	чутлива
Схильність до відпускної крихкості	схильна

Твердість матеріалу Сталь 40Х після відпуску НВ=248

При наплавленні сталі вуглецевий еквівалент використовують як показник здатності до наплавлення і якості наплавленого шару. Вуглецевий еквівалент для сталей становить:

C_e= C + Mn/6 + Si/24 + Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14; (2.2)

Обрахуємо вуглецевий еквівалент для матеріалу Сталь 40Х:

C_e = 0,36 + 0,5/6 + 0,2/24 + 0,1/40 + 0,8/5 =0,6138 %. (2.3)

Отже, перед процесом наплавлення вала-шестерні потрібно підігрітидо температури 200^ОС – 250^ОС для покращення процесу схоплювання між основним і наплавленим металом, а також для запобігання появи мікротріщин.

Оцінка чутливості до гарячих тріщин запропонований показник H.C.S.

При H.C.S.<1.7 тріщини не виникають, при H.C.S.>2, то тріщини виникнуть при наплавленні.

При звичайному зварюванні низьколегованої сталі тріщини виникають при H.C.S.=4.

Висновок:

На основі проведеного аналізу можна зробити такий висновок що деталь є технологічною, тому що має додаткові поверхні для виходу різця, що забезпечує швидкісну обробку деталі.

Недоліком даної деталі є те що її необхідно обробляти за один прохід. Заготовку необхідно фіксувати з центрах, а для цього необхідний додатковий час на встановлення. І матеріал для виготовлення даного вал-шестерня ідеально підходить.

При наплавленні сталі сталь 40Х гарячі тріщини не виникають.