Свойства конструкционных материалов: стали и стекла
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
ивести окончательную структуру и механические свойства стали.
Решение
Для изготовления роликовых подшипников (диаметр роликов не более 10 мм) можно применить недорогую технологическую высокоуглеродистую хромистую сталь ШХ15
Химический состав стали:
Химический элемент%Углерод (С)0,95-1,0Кремний (Si)0,17-0,37Медь (Cu), не более0,25Марганец (Mn)0,20-0,40Никель (Ni), не более0,30Фосфор (P), не более0,027Хром (Cr)1,30-1,65Сера (S), не более0,020
,.">Легирующие элементы - химические элементы, специально вводимые в сталь для получения заданных свойств. Улучшают механические , физические и химические свойства основного материала.
.">Основным легирующим элементом является хром (1,30-1,65)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали.
Прокаливаемость стали увеличивается по мере повышения концентрации хрома. Сталь ШХ15 предназначена для изготовления деталей подшипников поперечным сечением (10-20) мм; более легированные стали ШХ15СГ и ШХ20СГ - для деталей, прокаливающихся на большую глубину.
Для получения высокой прочности детали подшипников подвергают типичной для заэвтектоидных сталей термической обработке: неполной закалке от 820-850С и низкому отпуску при 150-170С.
После закалки в структуре стали сохраняется остаточный аустенит (8-15%), превращение которого может вызывать изменение размеров деталей. Для повышения стабильности их размеров перед отпуском детали подшипников охлаждаются до температуры не выше 20-25 С, с целью уменьшения количества остаточного аустенита. Окончательно обработанная подшипниковая сталь имеет структуру мартенсита с включениями мелких карбидов и механические свойства стали: твердость - HRC 60-64, предел кратковременной прочности ?в -2550 МПа, ударная вязкость KCU- 88Дж/см2
3.("> 3. Выбрать легкий (? ? 2,7 г/см3) сплав с прочностью ?в ? 220...260 МПа для изготовления сложных отливок (головок и блоков цилиндров автомобильных двигателей, картеров коробки передач и сцепления). Привести марку сплава, химический состав, назначение легирующих элементов. Описать механические и технологические свойства сплава. Указать способ улучшения структуры сплава, повышающий его эксплуатационные свойства.
Решение
Низкой плотностью (??2,7 г/см3) обладают сплавы на основе алюминия Лучшими литейными свойствами обладают сплавы, в структуре которых имеется эвтектика. Образование эвтектики зависит от концентрации легирующих элементов (их содержание должно быть больше предельной растворимости в алюминии). Широкое применение имеют сплавы Al-Si, получившие название силумины. Их состав близок к эвтектическому сплаву, поэтому они обладают высокими литейными свойствами.
Для изготовления сложных отливок (головок и блоков цилиндров автомобильных двигателей, картеров коробки передач и сцепления) можно применить сплав АЛ4, обладающих хорошими литейными и противокоррозионными свойствами, хорошей свариваемостью и удовлетворительной обрабатываемостью резанием. По механическим свойствам он является одним из прочных силуминов. Его предел прочности при растяжении после упрочняющей термической обработки может достигать 290 МПа.
Маркировка сплава АЛ: А - означает, что сплав алюминиевый, Л - литейный, цифра - порядковый номер в ГОСТе.
Сплав АЛ4 относится к конструкционным герметичным сплавам.
Химический состав сплава: алюминий (Al) - (87,2 - 91,63)%, (кремний (Si) - (8-10,5)%, магний (Mn) - (0,17-0.3)%, марганец (Mn) - (0,2-0.5)%
Основными легирующими элементами являются: кремний - придает высокие литейные свойства; магний - в соединении с кремнием (MgSi) упрочняет сплавы в процессе термической обработки; марганец - улучшает стойкость сплавов против коррозии.
Механические свойства зависят от химического состава, технологии изготовления (модифицирования, способа литья и др.) и термической обработки. В силуминах с увеличением содержания кремния снижается пластичность и увеличивается прочность. Силумины с 9-12% кремния как правило, модифицируют натрием, который в виде хлористых и фтористых солей вводят в жидкий сплав в количестве 2-3% от массы сплава. Благоприятное действие на механические свойства этих сплавов оказывает добавка магния в количестве (0,17-0,3)%. При введении большого количества магния пластические свойства сплава резко снижаются. Аналогичное действие оказывает и железо. Так, если относительное удлинение сплава АЛ4 при содержании 0,4% железа составляет 7-10%, то увеличение железа до 0,6% снижает его удлинение более чем вдвое, а при содержании железа 0,8% удлинение сплава уже не превышает 1 %. Для устранения вредного влияния железа в сплав следует вводить марганец, который связывает железо в сложное химическое соединение, благоприятно влияющее на пластичность отливок.
Сплав АЛ4 обладает хорошими технологическими свойствами:высокая жидкотекучесть (59 мм), низкая линейная усадка (0,84 %), отсутствие склонности к образованию горячих трещин, хорошая обрабатываемость резанием.
Механические свойства сплава могут быть значительно изменены в зависимости от добавок. Однако сплав АЛ4 обладает пониженной жаропрочностью, которую можно повысить введением в сплав присадок меди, марганца и др.
Применение термической обраб?/p>