Выбор материалов и режимов термической обработки в зависимости от условий работы деталей и элементов конструкций

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

Ижевский государственный  технический университет

Воткинский филиал

 

Кафедра ТМиП

 

Курсовая работа

По материаловедению

 

 

«Выбор материалов и режимов термической обработки в зависимости от условий работы деталей и элементов конструкций»

 

 

 

Выполнил:                                                                            студент гр. Т-711

                                                                                               Волковинская Е. А.

Проверил:                                                                            доцент, к. т. н.

                                                                                              Сметанин В. И.

 

 

 

 

 

Воткинск

2007

Содержание

Задание  с эскизом…………………………………………………………………………..3

Введение……………………………………………………………………………………….4

Анализ исходных данных для выбора материала……………………………………5

Выбор способа формообразования………………………………………………………5

Выбор марки материала……………………………………………………………….........5

Назначение вида и режима термической  обработки…………………………….......6

Описание структуры и свойств  готовых деталей.........................................................6

Литература …………………………………………………………………………………....7

 

 

               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание  с эскизом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

      Долговечность и надежность деталей  машин зависит от материала  и его конструктивной прочности,  т.е. комплекса технических прочностных  свойств, которые в наибольшей степени влияют на эксплуатационные свойства изделия.

    Создан справочник сталей, где они систематизированы по назначению и по качественным характеристикам, которые находятся в наибольшей связи с эксплуатационными свойствами изделий приведены сведения о физических и механических свойствах сталей при обычной, повышенной и низкой температурах, об усталостной прочности при циклическом нагружении, контактной выносливости, износоустойчивости и коррозионной стойкости. Требования экономической  эффективности материала также нашло отражение в справочнике.

     Выбор  материала производится в зависимости  от назначения детали, обозначенных (приведенных в задании) требований. Сначала производится анализ  исходных данных (требуемых значений  технических характеристик материала и условий работы детали), далее делается выбор метода формообразования заданной детали (штамповка, ковка, мех. обработка и др.), затем выбор марки материала и назначение вида и режима термообработки детали (по справочнику и по анализу исходных данных).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ исходных данных для выбора материала.

  Мое задание на  курсовую работу предусматривает выбор материала для защитного кожуха, работающего без приложений внешней нагрузки при незначительной вибрации.

  Анализ приведенных в задании требований показал следующее:

  Довольно низкое  значение прочностной характеристики (ỏ_В>300 МПа) при высокой пластичности (δ>28%) характерны для низкоуглеродистых и углеродистых сталей. Средне- и высоколегированные стали имеют обычно высокое значение прочностных характеристик так и пластичных свойств. Нужный материал следует искать среди низкоуглеродистых и углеродистых сталей. Толщина кожуха 2,5 мм из этого следует, что деталь тонкостенная.

 

Выбор способа  формообразования.

  В качестве способа формообразования для защитного кожуха следует применить холодную штамповку. К достоинствам штамповки относят следующее: достаточно высокие точность размеров и качество поверхности, позволяющие сократить до минимума отделочные операции обработки резаньем; сравнительная простота механизации и автоматизации процессов штамповки, обеспечивающая высокую производительность. Другие способы будут более трудоемкими.

 

 

Выбор марки  материала.

  Для выбора марки  материала были проанализированы  механические свойства углеродистых сталей (4, стр. 172). Полностью соответствуют заданным требованиям стали 08 кп, 08 пс, 10 кп, 10пс. Стали других групп не удовлетворяют заданным требованиям по многим показателям.

  Ниже приводятся  химический состав, механические  и технические свойства стали 10 пс:

  Хим. состав, % (ГОСТ 1050-74) (стр. 38, табл. 26):

сталь	C	Mn	Si	Cr
10 пс	0,07-0,14	0,35-0,65	0,05-0,17	<0,15

  

Назначение стали 08 кп (табл. 24): без термической обработки  – шайбы, бачки, капоты тракторов, заклепки, кожуха и др. детали высокой пластичности. В химическом машиностроении – днища, испарители и др. детали, работающие под давлением при – 40-+425 С.

  После цементации  и цианирования – ушки, втулки  и др. детали, от которых требуется  высокая твердость поверхности и допускается низкая прочность сердцевины.

  Механические свойства (ГОСТ 16523-70) (стр. 175, табл. 323):

ỏВ (МПа)	δ (%)	Ψ (%)
>300-420	>28	>60

 

 

Назначение  вида и режима термической обработки.

  Оптимальным вариантом  окончательной термообработки, обеспечивающей получение требуемых свойств, является рекристализационный отжиг, т. е. происходит процесс образования и роста новых зерен с правильной кристаллизационной решеткой.

 

Описание структуры  и свойств готовых деталей.

  Кожух, изготовленный  из стали методом холодной штамповки, с последующей термообработке, состоящий из рекристализационного отжига, имеет следующие механические свойства, одинаковые во всем объеме штока:

  ỏ_В>300 МПа

  δ>28%

  Таким образом, выбор в  качестве материала для кожуха сталь 10 пс, изготовление его методом холодной штамповки и применение в качестве термообработки рекристализационного отжига обеспечивает выполнение заданных для этих деталей требований. Структура аустенит.

Литература.

1. Конструкционные материалы. Справочник. – М.: Машиностроение, 1990.

2. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали. Справочник. –

    М.: Машиностроение, 1992.