Определение максимальной глубины распространения изотермы поверхностной термообработки стали 45 с оплавлением поверхностного слоя не перемещающимся электронным пучком

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНЕВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

Расчетно-графическая работа

по дисциплине

«Основы электрофизических методов обработки металлов»

Новосибирск 2006г.

Задание.

Определить максимальную глубину распространения изотермы равным температуре плавления (1350 ^о С) и температуре закалки (900 ^о С) при поверхностной термообработки стали 45 с оплавлением поверхностного слоя не перемещающимся электронным пучком. Максимальная температура поверхности равна 2 T_пл. Определить величину тока электронно-лучевой пушки при ускоряющем напряжении равном 30 000 В, и длительностью импульса сек, диаметр пучка 4 мм. Коэффициент преобразования мощности пучка в тепловой источник принять равным 0,9. Распределение по сечению пучка является однородным.

Дано:

Определить:

Максимальная глубина закалки.

Максимальная глубина плавления.

Величина тока.

Решение:

            Определим характер источника:

- глубина проникновения заряженной частиц.

- коэффициент температуропроводности.

- глубина прогрева за время воздействия.

Т. к. - то источник считаем поверхностным.

Найдем плотность мощности электронного пучка исходя из максимальной температуры на поверхности:

Исходя из этого определим мощность и силу тока пучка:

            Максимальная глубина плавления:

Моделирование процесса производим в «Mathcad»

            Вывод: в результате подстановки разных значений глубины были получены максимальная глубина проплавления x=0.00018 мм и максимальная глубина возможной закалки x=0.00037 мм. Сила тока лазера I=0,179 А.