Учебное пособие для студентов-заочников машиностроительных специальностей

Подождите немного. Документ загружается.

В качестве закалочной среды следует применить минеральное ма-

шинное масло, в котором скорость охлаждения в интервале тем-

ператур наименьшей устойчивости переохлаждённого аустенита (650 …

550

С) составляет примерно 150

, что больше V

кр

данной стали. В

нижнем, мартенситном интервале температур масло охлаждает с не-

большой скоростью (20… 30

) [2], что уменьшает вероятность образо-

вания закалочных дефектов. После закалки структура стали по всему се-

чению шатуна состоит из мартенсита и ~ 3 …5 % остаточного аустенита.

Для получения требуемых механических свойств и уменьшения

внутренних напряжений, возникших при закалке, сталь подвергают отпус-

ку. С повышением температуры отпуска прочностные свойства конструк-

ционной стали уменьшаются, а её пластичность и вязкость возрастают.

Для получения

0,2

≥800 МПа и KCU≥0,7 МДж/м

температура отпуска

стали 40ХН должна быть 600

С (рис.5). В связи с тем, что хромоникеле-

вые стали склонны к обратимой отпускной хрупкости, охлаждение шату-

нов из стали 40ХН до комнатной температуры при отпуске следует про-

водить ускоренно, например в масле.

Таким образом, окончательной термической обработкой шатуна

ДВС из стали 40ХН является улучшение, т.е. сталь закаливают от темпе-

ратуры 820

С в минеральном машинном масле и проводят высокий от-

пуск при температуре 600

С с охлаждением также в масле. После такой

термической обработки структура стали по всему сечению шатуна

представляет собой сорбит отпуска, а механические свойства будут не

менее [7]:

• предел прочности – 1100 МПа,

• предел текучести – 800 МПа,

• относительное удлинение – 20%,

• относительное сужение – 70%,

• ударная вязкость – 1,5 МДж/м

• порог хладноломкости:

верх

= – 40

С,

нижн

= – 130

С.

Указанный комплекс механических свойств обеспечит заданную ра-

ботоспособность шатуна двигателя внутреннего сгорания.

Литература

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х томах.

–7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992.–Т.1 – 816 с.

2. Новиков И.И. Теория термической обработки: Учебник для вузов.– 4-е

изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1986. – 480 с.

3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высш.

техн. учеб. завед. − 3-е изд., перераб. и доп. − М.: Машиностроение,

1990. − 528 с.

4. Гуляев А.П., Металловедение: Учебник для вузов. − 6-е изд., перераб.

и доп. − М.: Металлургия, 1986. − 544 с.

5. Материаловедение : Учебник для высш. техн. учеб. завед.−2-е изд.,

испр. и доп. / Б.Н Арзамасов, И.И Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др. ; Под

общей ред. Б.Н.Арзамасова − М.: Машиностроение, 1986. − 384 с.

6. Качанов Н.Н. Прокаливаемость стали.–2-е изд., перераб. и доп. – М.:

Металлургия, 1978. – 192 с.

7. Термическая обработка в машиностроении: Справочник / Под ред.

Ю.М. Лахтина и А.Г. Рахштадта – М.: Машиностроение, 1980. – 784 с.

8. Смирнов М.А., Счастливцев В.М., Журавлёв Л.Г. Основы термической

обработки стали: Учебное пособие. – Екатеринбург: УрО РАН, 1999. –

496 с.

9. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинирован-

ных двигателей: Учебник для втузов по специальности «Двигатели

внутреннего сгорания» – 4-е изд., перераб. и доп. – Д.Н. Вырубов, Н.А.

Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова.– М.:

Машиностроение, 1983. – 372 с.

10. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчёт на проч-

ность поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для студен-

тов втузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего

сгорания» – 4-е изд., перераб. и доп. – Д.Н. Вырубов, С.И. Ефимов,

Н.А. Иващенко, и др.; Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Маши-

ностроение, 1984. – 384 с.

11. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Спра-

вочник.−4-е изд., перераб. и доп.− М.: Машиностроение, 1992. − 480 с.

12. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение: Учебное пособие для

высш. учеб. завед. − 6-е изд. перераб. и доп. − М.: Металлургия, 1989.

− 456 с.

Оглавление

Введение ……………………………………………………………….. 3

1. Выбор марки стали для деталей машин ………………………….. 3

1.1 Определение допустимого напряжения …………………………. 4

1.2 Обеспечение надёжности ………………………………………….. 5

1.3 Обеспечение долговечности ………………………………………. 10

1.4 Технологические и экономические требования ………………... 10

1.5 Заключение …………………………………………………………… 11

Выбор режима окончательной термической обработки

деталей машин ………………………………………………………... 13

Пример выполнения контрольной работы № 2

по курсу «Материаловедение» ……………………………………... 16

3.1 Анализ условий работы детали и требования,

предъявляемые к материалу …………………………………….. 16

3.2 Выбор марки стали ………………………………………………….. 17

3.3 Характеристика стали 40ХН ……………………………………….. 18

3.4 Выбор и обоснование режимов термической обработки ……... 20

Литература ……………………………………………………………… 22