материалка / мой курсовик по матведению

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет»

Воткинский филиал

Кафедра «ТМиП»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По материаловедению

«Выбор материалов и режимов термической

обработки в зависимости от условий работы

деталей и элементов конструкций»

Выполнил: студент гр.Т-712 Санников В.И

Проверил: Соколов С.А

Воткинск 2010 г.

Содержание

1.Введение 4

2.Анализ исходных данных для выбора материала 4

3.Выбор способа формообразования 4

4.Выбор марки материала 4

5.Назначение вида и режима термообработки 5

6.Описание структуры и свойств готовых деталей 5

7.Литература 6

2

Задание №148

Выбрать способ формообразования или вид полуфабриката,марку

материала и режим термической обработки для шайбы барашка

диаметром 24 мм.Требуемые механические свойства (при комнатной температуре): σв≥350 МПа, σт≥150 МПа.

Эскиз детали:

3

Введение.

В машиностроительной промышленности,как и во многих других видах деятельности человека, неотъемлимой частью являются различные виды

креплений различных конструкций,в бытовой технике и т.д.

В данной работе описано разъемное соединение- шайба-барашек широко

применяемая в машиностроении,по требованию заказчика может изготавливатся с контровочными отверстиями в ушках для предупреждения

от самоотвинчивания(контровка проволокой)

Анализ исходных данных для выбора материала.

Задание на курсовую работу предусматривает выбор материала для

шайбы-барашка работающей в условиях длительной статической нагрузки

на срез.Заданные механические свойства σв≥350 МПа, σт≥150 МПа характерны для конструкционных или низколегированных сталей.При осевой нагрузке необходимо,чтобы заданный уровень свойств наблюдался по всему сечению шайбы,следовательно прокаливаемость должна быть 100%.

Выбор способа формообразования.

Учитывая особенности формы шайбы в качестве формообразования для шайбы следует применить горячую штамповку для оптимального расположе-

ния волокна,соответствующее конфигурации детали.Следует отметить низкие потери металла на отходы при данном виде изготовления изделия,

сравнительно небольшой срок изготовления(что важно при серийном про-

изводстве).Изготовление литьем также возможно,но потребует затрат на

более дорогостоящее оборудование что соответственно приведет к высрким энергозатратам,по этой же причине экономически невыгодны такие способы

формообразования как фрезерование и поковка.

Выбор марки материала.

Для выбора марки материала были проанализированы механические свойства группы сталей предназначенных для изготовления осей, валиков,гаек и др, некрупных деталей.(158,стр 95).

Полностью соответствует заданным требованиям стали:20,30Х,30ХА,

40Х,45ХА,50Х.

Наиболее дешевой из них является сталь 20.

Далее приводятся химический состав,механические и технологические свойства стали 20 по данным справочника (2).

Назначение стали 20 (таб 158,стр95) изготовление болтов гаек и других

Некрупных деталей,которые подвергаются закалке и отпуску и должны обладать более высокой прочностью по сравнению с деталями из углеродистой стали.

4

Химический состав в % ГОСТ 4543-61)

C- 0.17-0.24 S- до 0.04

Si- 0.17-0.37 P- до 0.04

Mn- 0.35-0.65

Cr- до 0.25

Механические свойства при Т=20◦С (таб 161 стр.96) в сечении до 80мм

после закалки с нагревом на 880-900◦С в воду с высоким отпуском при

540-580◦С с охлаждением на воздухе

σ_В≥420 МПа, σ_Т≥250 МПа, δ≥25%, ψ≥55%

Прокаливаемость:

Критический диаметр при закалке(рис 36,стр 99)

30-40мм(45% мартенсита)

Величина критического диаметра при закалке в воде 23-35 показывает ,что

шайба 24 мм из стали 20 будет прокаливатся насквозь.

Назначение вида и режима термической обработки.

При получении заготовок шайб методом горячей штамповки в процессе нагрева до температуры 1180◦С (3,табл 215)происходит значительный рост зерна,поэтому для выравнивания и измельчения структуры заготовки шайбы после штамповки целесообразно подвергнуть нормализации с нагревом на

880-920◦С (2,табл 161)

Оптимальным вариантом окончательной (упрочняющей) термообработки,

обеспечивающей получение требуемых свойств, является, как это следует из

предыдущего раздела, закалка с нагревом на температуру 840-860^оС с охла-

ждением на воздухе и отпуск при 540-580^оС тоже с охлаждением на воздухе для предотвращения появления отпускной хрупкости.

Описание структуры и свойств готовых деталей.

Шайбы, изготовленные из стали методом горячей штамповки с последующей нормализацией и подвергнутые упрочняющей термообработке,

состоящей из закалки с высоким отпуском,имеют равномерную сорбитную структуру по всему сечению и обладают следующими механическими свойствами,одинаковыми во всем объеме шайбы:

σ_В≥420 МПа, σ_Т≥250 МПа, δ≥25%, ψ≥55%.

Указанные свойства сохраняются при рабочей температуре 20◦С.

Таким образом,выбор в качестве материала для гайки-барашка стали 20,

изготовление ее методом горячей штамповки и применение в качестве упро-чняющей термообработки закалки с высоким отпуском обеспечивает выполнение заданных для этих деталей требований.

5

Литература

1. «Выбор материалов и режимов термообработки для ДМ и элементов

Конструкций» Сметанин

2. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали.

Справочник. –М.: Машиностроение, 1992.

3. Заводской техпроцесс.

4. Интернет: Марочник сталей и сплавов www.splav.kharkov.com

6