Современные материалы в машиностроении

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Российский государственный профессионально – педагогический

университет

Инженерно – педагогический институт

Кафедра материаловедения, технологии контроля в машиностроении и методики профессионального обучения

Практическое занятие № 1

«Современные материалы в машиностроении»

Вариант № 19

Выполнил: студент гр. КМ – 409  Тихомиров В.В.

Проверил:                                              Гузанов Б.Н.

Екатеринбург, 2006

Задание.

1. Выберите и обоснуйте материал для изготовления следующих деталей:

     а) торсион железнодорожного вагона;

б) шариковый подшипник больших размеров;

в) пружина для химического машиностроения.

2. Чем объяснить более низкую твердость и красностойкость стали Р6М5К5 после закалки и однократного отпуска по сравнению с этой же сталью, прошедшей оптимальную термообработку.

3. Расшифруйте марку стали 60С2ХФА. Укажите область ее применения и стандартную термообработку для получения максимальных свойств.

1.а) Торсионы в железнодорожных вагонах установлены для того, чтобы при поворотах вагон не наклонялся (служат стабилизатором угла наклона). Они работают на изгиб под действием большой постоянной нагрузки. Для изготовления торсиона будем использовать конструкционную рессорно – пружинную сталь марки 60С2 т.к.  она после изотермической закалки при температуре 860 – 880’С в расплавленной соли (310 – 330’С) и последующем отпуске при 310 – 330’С на воздухе, имеет максимальные механические свойства, которые предъявляются к данным деталям.   

1.б) Шариковые подшипники больших размеров должны обладать высокой твердостью и легко принимать закалку. Таким образом, следует выбрать шарикоподшипниковую сталь ШХ15СГ, которая  обладает высокой твердостью, износостойкостью и сопротивлением контактной усталости, и, кроме того, из-за содержания в ней хрома, кремния и марганца имеет увеличенный слой прокаливаемости.

1.в) Малоответственные пружины, небольших размеров по диаметру сечения, для химического машиностроения испытывают небольшие нагрузки сжатия и работают в агрессивной среде, следовательно, для их изготовления требуется пружинно – рессорная конструкционная сталь, легированная хромом, который придает ей антикоррозийную стойкость. Выбираем коррозионно-стойкую пружинно – рессорную конструкционную сталь 30Х13 с содержанием 0,3%С и 13%Cr и имеющую твердость HRC 40 - 50

2. Оптимальной термообработкой для данной стали является закалка при температуре 1220’С, в масле, и последующий трехкратный отпуск по 1 часу. Следовательно после закалки и однократного отпуска в стали присутствуют остаточные напряжения, которые понижают твердость и красностойкость данной стали.

3. Сталь 60С2ХФА – легированная высококачественная конструкционная доэвтектоидная сталь , содержащая: 0,6% С; 2% Si; 1% V; 1%Cr.

Данная сталь применяется для изготовления ответственных и высоконагруженных  пружин и рессор, изготовляемых из круглой калиброванной стали.

Для получения максимальных свойств обычно применяют изотермическую закалку с выдержкой в течение одного часа при температуре 290’С и последующий отпуск при температуре 325’С.