материалка / материалка №61 ксю

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Задание 4

2. Анализ исходных данных для выбора материала 4

3. Выбор способа формообразования 4

4. Выбор марки материала 4

5. Назначение вида и режима термической обработки 5

6. Описание структуры и свойств готовых деталей 5

Список литературы 6

ВВЕДЕНИЕ

Основной частью процесса конструирования является выбор материала. Ведь именно от выбора материала зависит, как и при каких условиях будет работать изделие, сможет ли оно работать при нужных нам нагрузках?

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

Детали современных машин и конструкций работают в условиях высоких динамических нагрузок, концентраций напряжений и низких температур. Все это способствует хрупкому разрушению и снижает надежность работы машин. В связи с этим стали должны помимо высоких механических свойств, определяемых при стандартных испытаниях () и характеризующих свойства материала, обладать высокой конструктивной прочностью, т.е. прочностью, которая проявляется в условиях их реального применения.

Сталь должна иметь хорошие технологические свойства: хорошо обрабатываться давлением и резанием, быть не склонной к шлифовочным трещинам, обладать высокой прокаливаемостью и малой склонностью к обезуглероживанию, деформациям и трещинообразованию при закалке.

Прочность и пластичность после переплавов практически не изменяются, но снижается анизотропия свойств пластичности и вязкости. При выборе режима термической обработки следует иметь в виду, что повышение чистоты приграничных объемов зерна от примесей и неметаллических включений повышает склонность стали к росту зерна аустенита при нагреве.

Поэтому выбор материала в соответствии с полученным заданием осуществлялся в следующей последовательности:

- анализ исходных данных;

- выбор способа формообразования;

- выбор марки материала;

- назначение вида и режима термической обработки.

1. ЗАДАНИЕ

Задание №61.

Выбрать способ формообразования, марку материала и режим термической обработки для ползуна, работающего при средних нагрузках в условиях трения со смазкой. Наибольшая толщина – 18мм. Требуемые механические свойства в сечении:

2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА

Заданием предусмотрен выбор материала для ползуна, работающего при средних нагрузках в условиях трения со смазкой. Из заданных условий следует, что материал обладает хорошей прочностью, пластичностью и вязкостью:

Такие свойства характерны для конструкционных углеродистых и легированных сталей, которые применяются для изготовления трущихся деталей, работающих при и которые должны обладать высокой прочностью и достаточной вязкостью в сечении.

3. ВЫБОР СПОСОБА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

Малые габаритные размеры допускают изготовление данного ползуна двумя способами: литьем и штамповкой. Учитывая конфигурацию детали, применяем метод литья, так как, в отличие от штамповки, он будет менее трудоемким.

4. ВЫБОР МАРКИ МАТЕРИАЛА

Для выбора марки материала были проанализированы механические свойства конструкционных углеродистых [2, стр. 190, табл. 351] и конструкционных легированных [2, стр. 195, табл. 357] сталей.

Полностью соответствуют заданным требованиям, стали: 15,20,25. Наиболее дешевыми из них являются: 15. Выбираем сталь 15, так как она содержит меньшее количество углерода [1, стр. 38, табл. 26].

Назначение стали 15 [1, стр. 38, табл. 26]: станины, корпуса, муфты, тормозные диски, шестерни, кожухи, вилки, звездочки. Детали бурильных труб, буровой трансмиссии, втулки компрессора, детали лебедки, корпуса трехшарошечных долот, храповики, клинья, направляющие водила и другие ответственные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и высокого сопротивления износу. Теплоустойчива до +450^оС.

Химический состав [2, стр.188, табл. 344]: 0,42-0,50%С; 0,40-0,90%Mn; 0,20-0,52%Si.

5. НАЗНАЧЕНИЕ ВИДА И РЕЖИМА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

При литье неизбежно возникает структурная и химическая неоднородность отливки. Поэтому для выравнивания и измельчения структуры заготовки ползуна после литья его необходимо подвергнуть закалке с нагревом на [2, стр. 190, табл.351], затем проводим отпуск с нагревом на [2, стр. 190, табл.351], снижающий прочность и повышающий пластичность и вязкость до нужного уровня.

6. ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ГОТОВОЙ ДЕТАЛИ

Ползун, изготовленный из стали методом литья с последующей закалкой 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 штока:

σ_В≥600 МПа, σ_Т≥400 МПа, δ≥10%, ψ≥20%, KCU≥25 Дж/см².

Указанные свойства сохраняются при рабочей температуре, равной 250^оС.

Таким образом, выбор в качестве материала для ползуна стали 45Л, изготовление его методом литья и применение в качестве упрочняющей термообработки закалки с высоким отпуском обеспечивает выполнение заданных для этих деталей требований.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Машиностроение. 1980. - 493 с., ил.

2. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали. Справочник. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1981. – 391 с., ил.

6