Температура критичних точок матеріалу 45хн.

Ac1 = 730 ,    Ac3(Acm) = 755 ,       Ar3(Arcm) = 690,       Ar1 = 780,Mn = 350

Для того, щоб запобігти тендітні руйнування деталей, що працюють при динамічних навантаженнях і знижених температурах, необхідно щоб в стале було вміст нікелю, для більш міцності та експлуатації.

Визначення орієнтовного хімічного складу матеріалу 45ХН

Згідно ГОСТ 4543-71 легована сталь 45XН мае такі частки елементів: Вуглецю: 0,41 - 0,49% Кремнію: 0,17 - 0,37% Марганця: 0,50 - 0,80% Хрому: 0,80 - 1,10% Фосфору: 0,025-0,035% Сірки: 0,015 - 0,035% Мідь: 0,025 - 0,030% Нікель: 0,030%

Твердість по Бринеллю (НВ) відпаленого або високого відпуску

прокату діаметром або товщина прежде 5 мм повинна відповідати нормам. Для стали 45X: Діаметр відбитку НЕ Більше 4 мм Число твердості, HB, не Більше 229

На основі порівняння властивостей чотирьох обраних нами марок сталей можна зробити висновок, що для виготовлення шестерні найбільш оптимальним матеріалом є сталь Сталь 45 тому що вона задовольняе необхідним вимогам і має ряд переваг у порівнянні з іншими:

висока твердість і зносостійкість після термообробки;

висока прогартованість;

достатня усталістна міцність і в’язкість після термообробки;

порівняно з іншими легованими сталями невисока вартість

Тому марка сталі Сталь 45 підходять найбільше.

                         

4. Метод термічної обробки Термічною обробка називають процес обробки виробів з металів и сплавів шляхом теплового впливу з метою зміни їх структури й властивостей у заданому напрямком.    Загартування - термічна Операція, Що полягає в нагріванні сталі Вище температури перетворення з Наступний Досить швидких охолодженням для здобуття структурно нестійкого стану, Що зветься мартенситом. Температура нагрівання і час витримці повинні буті такими, щоб відбулися необхідні структурні Зміни. Швидкість охолодження повинна буті Досить велика, щоб при зниженні температурі не встигнули пройти зворотні фазові перетворення       Відпуск - термічна Операція, Що полягає в нагріванні загартованого сплаву нижче температури перетворення для одержання більш стійкого структурного стану сплаву Необхідні Властивості сталі можуть бути отримані або зміною йо складу, або зміною Будови сплаву - йо структури. Зміна структури досягається термічною обробка. Термічна обробка - процес, Що з нагріву стали до певне температур, відповідної витримки и подалі охолодження з Метою Зміни структури и властивостей. Шестерню будемо виготовляти Зі Сталі 45. Після попередньої механічної обробки, а саме, нарізування зубів, шестерню необхідно загартувати.

Сталь 45 має у своєму складі: від 0,36 до 0,44% вуглецю; 0,17-0,37% кремнію; 0,5 - 0,8% марганцю; від Сірки и Стільки ж фосфору; 0,45 - 0,75% хрому и до 0,3% міді. Вміст Сірки и фосфору (менше 0, 36%) дозволяє зараховувати сталь 45 до якісних легованих сталей.   Загартування сталі 45 зазвичай проводитися в маслі з температурою 820-880С Деталі великогабаритні в рідкісних випадках піддають загартовуванню у воді з подалі негайнім низько відпусткою або з перенесеним в масло. Часто Деталі з сталі 45 гартують при нагріванні високочастотними Струмам и подалі високим відпуском при 550-650.В результаті цієї процедури отримуються скроню Поверхнево твердість (RC = 52-56). Для того, щоб запобігти тендітні руйнування деталей, що працюють при динамічних навантаженнях і знижених температурах, необхідно щоб в сталі було вміст нікелю, для більш міцності та експлуатації. Тому марка стали 45 підходить найбільше.

Гарт шестерні Загартування називається Операція термічної обробки, Що складається в нагріванні до температур Вище критичної точки АС3 для доевтектоїдних стали и витримці при даній температурі з Наступним швидких охолодженням (у воді, маслі и т.д.) В результаті Гарту сталь набуває структуру мартенситу и Завдяки цьому робиться Дуже твердою. Загартування досягається підвищення твердості, міцності и зносостійкості Деталі. Режими Гарту визначаються швідкістю и температурою нагріву, тривалістю витримці при Цій температурі и особливо швідкістю охолодження. Для даної стали будемо використовувати загартування в одному середовищі. Для доевтектоїдних сталей 45 нагрів слід вести до температури, Що лежить на 30-50 ° С Вище точки АС3 = 782 ° С, тобто приблизно при температурі 840 ° С. Відхилення по температурі для стали 45X (згідно ГОСТ 4543-71): ± 15 ° С. У цьому випадку сталь має структуру однорідного аустеніту, Який при подалі охолодженні Зі швидкістю, Що перевищує критично швидкість загартування, перетворюється в мартенсит. Таке загартування називається повним. Правильний Вибір гартівної середовища має велике значення для успішного проведення термічної ОБРОБКИ. Для Гарту даної легованої сталі будемо використовувати в якості охолоджуючої середовища - трансформаторне масло при температурі 18 ° С. Хром зменшує критично швидкість загартування. Швидкість охолодження менше 120 град / сек. Це и виробляти до того, Що більша Частина легованих сталей гартуються на мартенсит в маслі, тобто при меншій швидкості Ніж вуглецеві. Відносна інтенсивність охолодження 0,17. Сталь 45 Як и будь-яка Інша легована сталь має Більшу прокаливаемостью в порівнянні з вуглецевої. Хром, Як легуючій елемент збільшує кількість залишкового аустеніту в сталі після загартування.                                     Відпуск: Температура 520 ° С Середа охолодження: вода або масло   Межа текучостіТ, Н/мм2 не менше 835 (85) (кгс/мм2)   Тимчасовий Опірв, Н/мм2 не менше 1030 (105) (кгс/мм2)   Відносне подовженостіs, не менше 9% Відносне звуження, Не менше 45 Ударна в'язкість KCU, Дж/см2 не менше 49 (5) Розмір перерізу заготовок для термічної обробки (Діаметр кола), не менше 25 мм При термічній обробці допускаються Такі відхилення по температурі нагрівання: при загартуванню .......... ± 15 ° С при Високому відпустці ...... ± 50 ° С