Министерство образования Российской Федерации
Тюменский государственный нефтегазовый университет
Институт нефти и газа
Кафедра материаловедения и ТКМ
Контрольная работа
на тему: “Машиностроительные материалы”
по дисциплине “Материаловедение”
Выполнил: студент группы МОП 98-2 Коротков П.Н.
Проверил: профессор Денисов Е.В.
г. Тюмень,
2000 г.
Содержание:
стр.
1. Чугун ВЧ50 ГОСТ 7293-85 3
1.1. Расшифровка маркировки 3
1.2. Характеристика 3
1.3. Применение 3
2. АС40 ГОСТ 1414-54 4
2.1. Расшифровка маркировки 4
2.2. Характеристика и применение 4
3. Р12Ф3 ГОСТ 19265-73 5
3.1. Расшифровка маркировки 5
2.2. Характеристика 5
3.3. Применение 6
4. МА18 ГОСТ 14957-76 7
4.1. Расшифровка маркировки 7
4.2. Характеристика 7
4.3. Применение 7
5. Основные принятые обозначения 8
6. Список использованной литературы 9
1. Чугун ВЧ50 ГОСТ 7293-85
1.1. Расшифровка маркировки
Высокопрочный чугун, предел прочности на растяжение 50 кгс/мм2.
1.2. Характеристика
Высокопрочными называют чугуны с шаровидным графитом, который образуется
в литой структуре в процессе кристаллизации.
Шаровидный графит, имеющий минимальную поверхность при данном объеме,
значительно меньше ослабляет металлическую основу, чем пластинчатый
графит, и не является активным концентратором напряжений.
Для получения шаровидного графита чугун модифицируют чаще путем
обработки жидкого металла магнием (0,03-0,07 %) или введением 8-10 %
магниевых лигатур с никелем или ферросилицием.
Под действием магния графит в процессе кристаллизации принимает не
пластинчатую, а шаровидную форму. Чугуны с шаровидным графитом имеют
более высокие механические свойства, не уступающие свойствам литой
углеродистой стали, сохраняя при этом хорошие литейные свойства и
обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации, высокую
износостойкость и т.д.
Чугун ВЧ 50, имеет (=2 % и 180-260 HB. Вязкость разрушения перлитных
чугунов составляет 180-250 Н(мм3/2. Температура плавления tпл(1200(С,
(Т=35 кгс/мм2, теплоемкость (при 0(С) 0,129 ккал/кг(град,
теплопроводность (при 20(С) 43 ккал/м(ч(град, плотность 7,4 г/см3,
удельное сопротивление 0,5 Ом(мм2/м.
Для повышения механических свойств (пластичности и вязкости) и снятия
внутренних напряжений, отливки ЧШГ подвергают термической обработке
(отжигу, нормализации, закалке и отпуску).
1.3. Применение
Отливки из высокопрочного чугуна широко используют в различных отраслях
народного хозяйства; в автостроении и дизелестроении для коленчатых
валов, крышек цилиндров и других деталей; в тяжелом машиностроении – для
многих деталей прокатных станов; в кузнечно-прессовом оборудовании
(например, для шабот-молотов, траверс прессов, прокатных валков); в
химической и нефтяной промышленности – для корпусов насосов, вентилей и
т.д.
Высокопрочные чугуны применяют и для изготовления деталей станков,
кузнечно-прессового оборудования, работающих в подшипниках и других
узлах трения при повышенных и высоких давлениях (до 1200 МПа).
2. АС40 ГОСТ 1414-54
2.1. Расшифровка маркировки
Сталь автоматная, легированная свинцом, содержит 0,4 % углерода, 1,0-1,5
% свинца.
2.2. Характеристика и применение
Обрабатываемость резанием является одной из важных технологических
характеристик стали. Хорошая обрабатываемость резанием повышает
производительность труда и сокращает расход инструмента, что имеет особо
важное значение для массового производства.
Поэтому в промышленности широко применяют автоматные стали, позволяющие
проводить обработку резанием с большой скоростью, увеличить стойкость
инструмента и получить высокое качество обрабатываемой поверхности.
Сера в автоматной стали находится в виде сульфидов марганца MnS, т.е.
вытянутых вдоль прокатки включений, которые способствуют образованию
короткой и ломкой стружки. При повышенном содержании серы уменьшается
трение между стружкой и инструментом из-за смазывающего действия
сульфидов марганца.
Фосфор, повышая твердость, прочность и охрупчивая сталь, способствует
образованию ломкой стружки и получению высокого качества поверхности.
Свинец присутствует в стали в виде дисперсных частиц, улучшает
обрабатываемость резанием инструментом из быстрорежущей стали.
Автоматные стали хорошо обрабатываются, но склонны к красноломкости,
т.е. к хрупкости при горячей механической обработке. Модуль упругости
Е=2(105 МПа, модуль сдвига G=8,1(104 МПа, коэффициент Пуассона (=0,25
(при температуре 20(С). Твердость по Бринелю 170-200 HB, температура
плавления 1400-1500(С.
3. Р12Ф3 ГОСТ 19265-73
3.1. Расшифровка маркировки
Быстрорежущая сталь, содержит 12 % вольфрама, 3 % ванадия.
3.2. Характеристика
В отличие от других инструментальных сталей быстрорежущие стали обладают
высокой теплостойкостью (красностойкостью), т.е. способностью сохранять
мартенситную структуру и соответственно высокую твердость, прочность и
износостойкость при повышенных температурах, возникающих в режущей
кромке при резании с большой скоростью. Эти стали сохраняют мартенситную
структуру при нагреве до 600-650(С, поэтому применение их позволяет
значительно повысить скорость резания (в 2-4 раза) и стойкость
инструментов (в 10-30 раз) по сравнению со сталями, не обладающими
теплостойкостью.
Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей, обеспечивающими
их теплостойкость, являются в первую очередь вольфрам и его химический
аналог – молибден. Сильно повышает теплостойкость (до 645-650 (С) и
твердость после термической обработки (67-70 HRC) кобальт и в меньшей
степени ванадий. Ванадий, образуя очень твердый карбид VC, повышает
износостойкость инструмента, но ухудшает шлифуемость.
Для снижения твердости (250-300), улучшения обработки резанием и
подготовки структуры стали в закалке после ковки быстрорежущую сталь
подвергают отжигу при 800-830(С. Для придания стали теплостойкости
инструменты подвергают закалке и многократному отпуску. Температура
закалки стали 1220(С. Во избежание образования трещин при нагреве до
температуры закалки применяют подогрев инструмента при 800-850(С 10-15
минут или при 1050-1100(С 3-5 минут, а крупного инструмента, кроме того,
еще при 550-600(С 15-20 минут. Для получения более высокой твердости 63
HRC и теплостойкости 59 HRC при 620(С выдержку при нагреве под закалку
увеличивают на 25 %. Для уменьшения деформации инструментов применяют
ступенчатую закалку в расплавленных солях температурой 400-5000 С.
Структура быстрорежущей стали после закалки представляет собой
высоколегированный мартенсит, содержащий 0,3-0,4 % С, избыточные
нерастворенные карбиды и остаточный аустенит. Обычно содержание
остаточного аустенита составляет 28-34 %. Остаточный аустенит понижает
режущие свойства стали, и поэтому его присутствие в готовом инструменте
недопустимо.
После закалки следует отпуск при 550-5700 С, вызывающий превращение
остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение в результате
частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карбидов. Это
сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). Оптимальный
режим отпуска, обеспечивающий наибольшую твердость и высокие
механические свойства: 3500С 1 час (первый отпуск) и 560-5700С по 1 часу
(последующие два отпуска). Иногда для уменьшения содержания остаточного
аустенита непосредственно после закалки инструмент простой формы из
быстрорежущей стали охлаждают до -800 С. твердость стали после закалки
составляет 62-63 HRC, а после отпуска – 63-65 HRC.
Режущие свойства и твердость инструмента, не подвергающегося переточке
по всем граням можно повысить низкотемпературным азотированием при
550-5600С. продолжительность процесса 10-30 мин. Твердость слоя
1000-1100 HV и толщина его 0,03-0,05 мм.
3.3. Применение
Сталь Р12Ф3 применяется в фасонных резцах и резцовых головках на
автоматах, в плашках круглых для нарезания твердых металлов, в
развертках машинных. Сталь Р12Ф3 с высоким содержанием ванадия нашла
применение в чистовых инструментах для обработки вязкой аустенитной
стали и материалов, обладающих абразивными свойствами. Эту сталь можно
применять для резания металлов с HB 250-280.
4. МА18 ГОСТ 14957-76
4.1. Расшифровка маркировки
Деформируемый магниевый сплав номер 18.
4.2. Характеристика
Магниевые сплавы обладают малой плотностью (1,76 г/см3. tпл(650(C,
(В=200 МПа, (=11,5 %, 30-40 НВ. Теплоемкость 0,233 ккал/кг(град (при
0(C).
Магниевые сплавы, имеющие гексагональную решетку, при низких
температурах малопластичны, так как сдвиг происходит только по
плоскостям базиса. При нагреве до 200-300(C появляются дополнительные
плоскости скольжения, и пластичность возрастает, поэтому обработку
давлением ведут при повышенных температурах. Чем меньше скорость
деформации, тем выше технологическая пластичность магниевых сплавов.
Прессование в зависимости от состава сплава ведут при 300-480(C, а
прокатку в интервале температур от 340-440 (начало) до 225-250(C
(конец). Штамповку проводят в интервале температур 480-280(C в закрытых
штампах под прессами. Вследствие текстуры деформации полуфабрикаты
(листы, прутки, профили и др.) из магниевых сплавов обнаруживают сильную
анизотропию механических свойств. Холодная прокатка требует частых
промежуточных рекристаллизационных отжигов.
4.3. Применение
Так как на воздухе магний легко воспламеняется, то его применяют в
пиротехнике и химической промышленности. А благодаря малой плотности,
высокой удельной прочности, хорошему поглощению вибрации сплавы магния
нашли широкое применение в авиационной и ракетной технике.
5. Основные принятые обозначения
Обозначения Термины Размерность
(в Предел прочности при растяжении кгс/мм2
(т Предел текучести кгс/мм2
HB Твердость по Бринелю кгс/мм2
HRC Твердость по Роквеллу кгс/мм2
HV Твердость по Виккерсу кгс/мм2
6. Список использованной литературы
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1. М.:
Машиностроение, 1982 – 736 с.
2. Ачеркан Н.С. Справочник металлиста: В 3-х т. Т. 2. М.:
Машиностроение, 1965 – 678 с.
3. Журавлев В.Н., Николаев О.И. Машиностроительные стали: Справочник,
М.: Машиностроение, 1992 – 480 с.
4. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение, М.: Машиностроение,
1990. – 528 с.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
