Задание по работе

1 Зарисовать диаграммы состояния для предложенных систем.

2 Используя диаграммы состояния, описать процессы, протекающие при охлаждении изучаемых сплавов.

3 Определить вид структур в соответствии с диаграммами состояния.

4 Изучить и зарисовать микроструктуры предложенных сплавов.

17 Лабораторная работа № 17. Выбор стали и назначение режима термической обработки

Цель работы: приобретение навыков по обоснованному выбору материалов для деталей машин, станков и инструмента.

Конструкционные легированные стали

Варианты заданий

Вариант 1

Для некоторых деталей (щеки барабанов, шары дробильных мельниц и т.д.) выбрана сталь 11ОГ13. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки и обоснуйте его выбор. Опишите микроструктуру стали и причины ее высокой износоустойчивости.

Вариант 2

Кулачки должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость при твердости поверхностного слоя 750…1000 НV. Для их изготовления выбрана сталь 35ХМЮА. Расшифруйте состав стали и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства кулачков после термической обработки.

Вариант 3

Для изготовления деталей, работающих в активных коррозионных средах, выбрана сталь 14Х17Н2: а) расшифруйте состав и определите группу стали по назначению, б) объясните назначение легирующих элементов, введенных в эту сталь, в) назначьте и обоснуйте режим термической обработки и опишите структуру и свойства стали после обработки.

Вариант 4

В котлостроении используется сталь 12Х1МФ. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование и опишите структуру стали после термической обработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?

Вариант 5

В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления выбрана сталь 60СХФА. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства пружин после термической обработки.

Вариант 6

В турбиностроении используют сталь 40Х12Н8Г8МФБ (ЭИ481). Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки и обоснуйте его. Опишите структуру после термической обработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?

Вариант 7

В результате термической и химико-термической обработки шестерни должны получить износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для изготовления их выбрана сталь 18ХГТ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической, химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства поверхности и сердцевины шестерни после термической обработки.

Вариант 8

В результате термической обработки червяки должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 20ХГР. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 9

Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость при твердости поверхностного слоя 750…1000 HV. Для их изготовления выбрана сталь 38ХМФА. Укажите состав и определите группу сплава по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства копиров после термической и химико-термической обработки.

Вариант 10

Для дисков и роторов турбин используется сталь 15Х12ВНМФ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки и опишите структуру. Охарактеризуйте механические свойства стали.

Вариант 11

Назначьте марку жаропрочной стали (сильхром) для клапанов автомобильных и тракторных двигателей небольшой мощности. Укажите состав стали, назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 12

В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления выбрана сталь 50ХГФА. Укажите состав, назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства пружин после термической обработки.

Вариант 13

Для деталей, работающих в окислительной атмосфере, применяется сталь 12Х13. Укажите состав и определите класс стали по структуре. Объясните назначение хрома в данной стали и обоснуйте выбор марки стали для этих условий работы.

Вариант 14

В результате термической обработки тяги должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость 250…280 НВ). Для их изготовления выбрана сталь 30ХМ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 15

Для деталей, работающих в контакте с крепкими кислотами, выбрана сталь 12Х17. Укажите состав и определите класс стали. Объясните причину введения хрома в эту сталь и обоснуйте выбор данной стали для указанных условий работы.

Вариант 16

В машиностроении используется сталь ШХ15. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки и приведите его обоснование. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 17

В результате термической обработки пружины должны получить высокую упругость. Для их изготовления выбрана сталь 70СЗА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства пружин после термической обработки.

Вариант 18

В результате термической обработки шестерни должны получить твердый износоустойчивый поверхностный слой при вязкой сердцевине. Для их изготовления выбрана сталь 12ХНЗА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической и химико-термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 19

В результате термической обработки полуоси должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость 230…280 НВ). Для изготовления их выбрана сталь 40ЧРЗ. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 20

В результате термической обработки рычаги должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость 28…35 HRC). Для их изготовления выбрана сталь 35ХМА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 21

В результате термической обработки коленчатые валы судовых и автомобильных двигателей должны получить прочность по всему сечению (твердость 250…280 НВ). Для изготовления их выбрана сталь 40ХФА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения при термической обработке данной стали. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Вариант 22

Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость поверхностного слоя при твердости 750…1000 HV. Для их изготовления выбрана сталь 38ХВФЮА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали. Опишите структуру и свойства стали после обработки.

Вариант 23

Гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания должны иметь высокую твердость и износоустойчивость поверхностного слоя 750…1000 HV. Для изготовления их выбрана сталь 38Х2МЮА. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической и химико-термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения в стали при ее термической обработке. Опишите структуру и свойства поверхностного слоя сердцевины гильзы.

Вариант 24

В результате термической обработки оправки должны получить повышенную прочность по всему сечению (твердость 250…280 НВ). Для изготовления их выбрана сталь 40ХН. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие при термической обработке этой стали. Опишите структуру и свойства оправок после термической обработки.

Вариант 25

Для изготовления деталей подшипников качения выбрана сталь ШХ15СГ. Укажите состав стали, назначьте режим термической обработки и приведите свойства стали после термической обработки.