СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА 4

ВЫБОР СПОСОБА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ 4

ВЫБОР МАРКИ МАТЕРИАЛА 4

НАЗНАЧЕНИЕ ВИДА И РЕЖИМА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 5

ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ГОТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 5

ЛИТЕРАТУРА 6

ЗАДАНИЕ

Задание №21

Выбрать способ формообразования, марку материала и режим термической обработки для крышки корпуса шарового крана, имеющей снаружи форму усеченного конуса с углом при вершине 85°, внутри – сферическую форму. Максимальная толщина крышки – 80 мм. Шаровой кран предназначен для работы на газопроводах в климатических условиях России.

Требуемые механические свойства: σ_в≥440 МПа, σ_т≥270 МПа, KCU_-40≥35 Дж/см², KCU_-70≥30 Дж/см².

ВВЕДЕНИЕ

Материаловедением называют прикладную науку о связи состава, строения и свойств материалов. Решение важнейших технических проблем, связанных с экономией материалов, уменьшением массы машин и приборов, повышением точности, надёжности и работоспособности механизмов и приборов во многом зависят от материаловедения. Изучение механических (долговечность и надежность деталей машин зависят от материала и его конструкционной прочности, т.е. способности выдерживать рабочие нагрузки, возникающие в детали), технологических (выбор формообразования детали взаимосвязано с её конфигурацией и маркой материала) и эксплуатационных (температура рабочей среды, условия работы и другие виды воздействий) свойств различных материалов, позволяет в каждом конкретном случае определить материал, который лучшим образом удовлетворяет назначенным требований с учетом экономической выгодности.

На выбор материала решающее влияние оказывает способ формообразования: литье, обработка давлением, обработка резанием и др.

Режим термической обработки для придания материалу необходимых свойств зависит в первую очередь от выбранной марки материала, а в ряде случаев и от способа формообразования.

При выполнении курсовой работы осуществляется подбор материала с оптимальным решением вышеописанных задач.

АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА

Задание на курсовую работу предусматривает выбор материала для крышки корпуса шарового крана, который предназначен для работы на газопроводах в климатических условиях России.

Относительно невысокие значения прочностных характеристик (σ_в≥440 МПа, σ_т≥270 МПа), указывают на возможность применения низкоуглеродистых сталей. При этом деталь должна работать при температурах до – 70С, что является требованием к металлургическому качеству материала. На данном этапе можно сделать вывод, что искать материал нужно среди низкоуглеродистых сталей.

ВЫБОР СПОСОБА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

Наиболее рационально изготавливать деталь из сортового проката толщиной 80мм методом горячей объемной штамповки. Преимущества этого способа:

1. Возможность получения оптимальных механических свойств за счет расположения волокон.

2. Высокая производительность.

3. Однородность и точность получаемых изделий, очень часто качество поверхностей получается такое, что не требуется последующей механической обработки.

ВЫБОР МАРКИ МАТЕРИАЛА

Для выбора марки материала были проанализированы механически свойства группы низколегированных сталей. Наиболее соответствует заданным требованиям сталь 09Г2С.

Назначение стали – фасонная сталь для сельскохозмашиностроения (корытные, тавровые и одножелобчатые профили) , аппараты и воздухозаборники в химическом и нефтяном машиностроении работающие при температуре от –70 до +475С под давлением. ([3] стр. 217, табл. 382.)

Выбираем вид поставки – сортовой прокат ГОСТ 19282-73, толщиной 80мм.

Химический состав по ГОСТ 19282-73:

Не более 0,12% С, 0,5-0,8% Si, 1,3-1,7% Mn, 0.30% Cr, 0.30% Ni, 0.30% Cu, 0.035% P, 0.040% S, 0.08% As, 0.008% N.

Механические свойства толстолистовой, широкополосной универсальной и рулонной стали по ГОСТ 19282-73 ([3] стр. 219, табл.287):

σ_в≥440 МПа, σ_т≥270 МПа,

KCU_-40≥35 Дж/см², KCU_-70≥30 Дж/см².

НАЗНАЧЕНИЕ ВИДА И РЕЖИМА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Для получения заданных свойств не требуется термообработка, достаточно после штамповки охладить крышку на воздухе.

ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ГОТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ

Крышка, изготовленная из стали методом горячей объемной штамповки имеет равномерную ферритно–перлитную структуру и обладает следующими механическими свойствами, одинаковыми во всем объеме:

_В=440 МПа, _Т=270 МПа, 21%.

Выбранная в качестве материала для изготовления крышки корпуса шарового крана методом горячей объемной штамповки сталь 09Г2С обеспечивает выполнение заданных для этой детали требований.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сметанин В.И. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Материаловедение». – ВФИжГТУ, 2002.

2. Марочник сталей и сплавов. – М.: Машиностроение, 1989.

3. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали. Справочник. – М.: Машиностроение, 1992.

4. Материалы в машиностроении. Выбор и применение. Справочник (в 5 томах). – М.: Машиностроение, 1967.

0