ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«АРХАНГЕЛЬСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I»
(ГОУ СПО «Архангельский лесотехнический колледж Императора Петра I»)
Специальность 190605« Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования лесного комплекса».
Курсовой проект
КП 10.28.ПЗ
по дисциплине «Материаловедение»
на тему «Выпускной клапан»
Выполнил студент группы ЭМ-22с
Логиновский И. В.
Проверил преподаватель
Горбатов А.П.
2010
Содержание
1.Анализ диаграммы состояния системы (Fe – Fe3C) и сплава с содержанием углерода С=0,4%.................................................................................................3
1.1.Диаграмма и ее описание.
1.2. Указать структурные составляющие и фазы во всех областях диаграммы и дать их определение с указанием твердости………………………………...
1.3.Описание превращения и построение кривой охлаждения в интервале температур от 1600 до 600 (с применением правила фаз) для сплава с содержанием углерода С=0,4%..........................................................................8
1.4.Выбрать для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидуса и солидуса и определить………………………………………….....10
а) содержание углерода в фазах.
б) количественное соотношение фаз ( %).
1.5.Микроструктура заданного сплава на всех этапах фазовых превращений и описание основных свойств сплава……………….................11
2.Для детали «Выпускной клапан» выбрать материал и назначить вид термической обработки………………………………………………………12
2.1.Подробно расшифровать выбранную марку стали
2.2.Назначение и обоснование вида и режима термической обработки……13
2.3.Объяснение влияния легирующих компонентов, на превращения, структуру и свойства сталей, при термической обработке…………………14
2.4.Описание основных свойств детали, после термической обработки…….18
2.5.Микроструктура детали после термической обработки и определение отдельных структурных составляющих с указанием твердости……………..19
Список использованных источников…………………………………………20
1.Анализ диаграммы состояния системы (Fe – Fe3C) и сплава с содержанием углерода С=0,4%.
1.1 Диаграмма и её описание.
Рисунок 1. Диаграмма состояния системы (Fe – Fe3C).
Диаграмма железо— углерод (рис.1) являются фундаментом науки о стали и чугуне. Углерод с железом образует устойчивое химическое соединение цементит или может находиться в сплаве в свободном состоянии в виде графита. Соответственно существуют две диаграммы состояния сплавов железа — углерод: цементитная и графитная.
На рисунке приведен упрощенный вид цементитной диаграммы. Наибольшее количество углерода по диаграмме (6,67 %) соответствует массовому содержанию углерода в химическом соединении — цементите. Следовательно, компонентами, составляющими сплавы этой системы, будут, с одной стороны, чистое железо Fе, с другой — цементит Fе3С.
Превращение из жидкого состояния в твердое (первичная кристаллизация). Линия АСD —ликвидус, а линия АЕСF— солидус. Выше линии AС сплавы системы находятся в жидком состоянии (Ж). По линии АС из жидкого раствора начинают выпадать кристаллы твердого раствора углерода в у-железе, называемого аустенитом (А); следовательно, в области АСЕ будет находиться смесь двух фаз — жидкого раствора (Ж) и аустенита (А). По линии СD из жидкого раствора начинают выпадать кристаллы цементита (Ц); в области диаграммы СFD находится смесь двух фаз — жидкого раствора (Ж) и цементита (Ц). В точке С при массовом содержании С 4,3 % и температуре 1147°С происходит одновременно кристаллизация аустенита и цементита и образуется их тонкая механическая смесь эвтектика, называемая в этой системе ледебуритом. (Л). Ледебурит присутствует во всех сплавах с массовым содержанием С от 2,14 до 6,67 %. Эти сплавы относятся к группе чугуна.
Точка Е соответствует предельному насыщению железа углеродом (2,14%). Сплавы, лежащие левее этой точки, после полного затвердевания представляют один аустенит. Эти сплавы относятся к группе стали.
Превращения в твердом состоянии — вторичная кристаллизация.
Линии GSЕ, РSК и GРQ, показывают, что в сплавах системы в твердом состоянии происходят изменения структуры. Превращения в твердом состоянии происходят вследствие перехода железа из одной модификации в другую, а также в связи с изменением растворимости углерода в железе.
В области диаграммы АGSЕ находится аустенит (А). При охлаждении сплава аустенит распадается с выделением по линии GS феррита (Ф) — твердого раствора углерода в а-железе, а по линии SЕ — цементита. Этот цементит, выпадающий из твердого раствора, называется вторичным (ЦII) в отличие от первичного цементита (ЦI), выпадающего из жидкого раствора. В области диаграммы GSР находится смесь двух фаз — феррита (Ф) и распадающегося аустенита (А), а в области SЕС — смесь вторичного цементита и распадающегося аустенита. В точке S при массовом содержании углерода 0,8 % и при температуре 727 °С весь аустенит распадается и одновременно кристаллизуется тонкая механическая смесь феррита и цементита — эвтектоид (т. е. подобный эвтектике), который в этой системе называется перлитом (П). Сталь, содержащая 0,5 % С, доэвтектоидная.
При охлаждении сплавов по линии Р8К, происходит распад аустенита, оставшегося в любом сплаве системы, с образованием перлита; поэтому линия Р8К, называется линией перлитного (эвтектоидного) превращения.
Сравнивая между собой превращения в точках С и 5 диаграммы (рис., можно отметить следующее:
1) выше точки С находится жидкий раствор, выше точки S — твердый раствор — аустенит;
2) в точке С сходятся ветви АС и СD, которые указывают на начало выделения кристаллов из жидкого раствора (первичной кристаллизации); в точке S сходятся ветви GS и SЕ, указывающие на начало выделения кристаллов из твердого раствора (вторичной кристаллизации);
3) в точке С жидкий раствор, содержащий 4,3 % С, кристаллизуется с образованием эвтектики — ледебурита, в точке S твердый раствор, содержащий 0,8 % С, перекристаллизуется с образованием эвтектоида — перлита;
4) на уровне точки С лежит прямая ЕF эвтектического (ледебуритного) превращения, на уровне точки S — прямая РK эвтектоидного (перлитного) превращения.