Машиностроительные материалы

Министерство образования Российской Федерации.

Тюменский государственный нефтегазовый университет.

Институт нефти и газа.

Кафедра материаловедения и ТКМ.

Контрольная работа.

на тему: «Машиностроительные материалы «по дисциплине «Материаловедение «.

Выполнил: студент группы МОП 98−2.

Коротков П.Н.

Проверил: профессор

Денисов Е.В.

г. Тюмень,.

2000 г.

| |стр. | |1. Чугун ВЧ50 ГОСТ 7293–85 |3 | |1.1. Расшифровка маркировки |3 | |1.2. Характеристика |3 | |1.3. Применение |3 | |2. АС40 ГОСТ 1414–54 |4 | |2.1. Расшифровка маркировки |4 | |2.2. Характеристика и применение |4 | |3. Р12Ф3 ГОСТ 19 265–73 |5 | |3.1. Расшифровка маркировки |5 | |2.2. Характеристика |5 | |3.3. Применение |6 | |4. МА18 ГОСТ 14 957–76 |7 | |4.1. Расшифровка маркировки |7 | |4.2. Характеристика |7 | |4.3. Применение |7 | |5. Основные принятые обозначения |8 | |6. Список использованной литературы |9 |.

1. Чугун ВЧ50 ГОСТ 7293–85.

1.1. Расшифровка маркировки Высокопрочный чугун, предел прочности на растяжение 50 кгс/мм2.

1.2. Характеристика Высокопрочными называют чугуны с шаровидным графитом, который образуется в литой структуре в процессе кристаллизации. Шаровидный графит, имеющий минимальную поверхность при данном объеме, значительно меньше ослабляет металлическую основу, чем пластинчатый графит, и не является активным концентратором напряжений. Для получения шаровидного графита чугун модифицируют чаще путем обработки жидкого металла магнием (0,03−0,07%) или введением 8−10% магниевых лигатур с никелем или ферросилицием. Под действием магния графит в процессе кристаллизации принимает не пластинчатую, а шаровидную форму. Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокие механические свойства, не уступающие свойствам литой углеродистой стали, сохраняя при этом хорошие литейные свойства и обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации, высокую износостойкость и т. д. Чугун ВЧ 50, имеет (=2% и 180−260 HB. Вязкость разрушения перлитных чугунов составляет 180−250 Н (мм3/2. Температура плавления tпл (1200(С, (Т=35 кгс/мм2, теплоемкость (при 0© 0,129 ккал/кг (град, теплопроводность (при 20© 43 ккал/м (ч (град, плотность 7,4 г/см3, удельное сопротивление 0,5 Ом (мм2/м. Для повышения механических свойств (пластичности и вязкости) и снятия внутренних напряжений, отливки ЧШГ подвергают термической обработке (отжигу, нормализации, закалке и отпуску).

1.3. Применение Отливки из высокопрочного чугуна широко используют в различных отраслях народного хозяйства; в автостроении и дизелестроении для коленчатых валов, крышек цилиндров и других деталей; в тяжелом машиностроении — для многих деталей прокатных станов; в кузнечно-прессовом оборудовании (например, для шабот-молотов, траверс прессов, прокатных валков); в химической и нефтяной промышленности — для корпусов насосов, вентилей и т. д. Высокопрочные чугуны применяют и для изготовления деталей станков, кузнечнопрессового оборудования, работающих в подшипниках и других узлах трения при повышенных и высоких давлениях (до 1200 МПа).

2. АС40 ГОСТ 1414–54.

2.1. Расшифровка маркировки Сталь автоматная, легированная свинцом, содержит 0,4% углерода, 1,0−1,5% свинца.

2.2. Характеристика и применение Обрабатываемость резанием является одной из важных технологических характеристик стали. Хорошая обрабатываемость резанием повышает производительность труда и сокращает расход инструмента, что имеет особо важное значение для массового производства. Поэтому в промышленности широко применяют автоматные стали, позволяющие проводить обработку резанием с большой скоростью, увеличить стойкость инструмента и получить высокое качество обрабатываемой поверхности. Сера в автоматной стали находится в виде сульфидов марганца MnS, т. е. вытянутых вдоль прокатки включений, которые способствуют образованию короткой и ломкой стружки. При повышенном содержании серы уменьшается трение между стружкой и инструментом из-за смазывающего действия сульфидов марганца. Фосфор, повышая твердость, прочность и охрупчивая сталь, способствует образованию ломкой стружки и получению высокого качества поверхности. Свинец присутствует в стали в виде дисперсных частиц, улучшает обрабатываемость резанием инструментом из быстрорежущей стали. Автоматные стали хорошо обрабатываются, но склонны к красноломкости, т. е. к хрупкости при горячей механической обработке. Модуль упругости Е=2(105 МПа, модуль сдвига G=8,1(104 МПа, коэффициент Пуассона (=0,25 (при температуре 20©. Твердость по Бринелю 170−200 HB, температура плавления 1400−1500(С.

3. Р12Ф3 ГОСТ 19 265–73.

3.1. Расшифровка маркировки Быстрорежущая сталь, содержит 12% вольфрама, 3% ванадия.

3.2. Характеристика В отличие от других инструментальных сталей быстрорежущие стали обладают высокой теплостойкостью (красностойкостью), т. е. способностью сохранять мартенситную структуру и соответственно высокую твердость, прочность и износостойкость при повышенных температурах, возникающих в режущей кромке при резании с большой скоростью. Эти стали сохраняют мартенситную структуру при нагреве до 600−650(С, поэтому применение их позволяет значительно повысить скорость резания (в 2−4 раза) и стойкость инструментов (в 10−30 раз) по сравнению со сталями, не обладающими теплостойкостью. Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей, обеспечивающими их теплостойкость, являются в первую очередь вольфрам и его химический аналог — молибден. Сильно повышает теплостойкость (до 645−650 © и твердость после термической обработки (67−70 HRC) кобальт и в меньшей степени ванадий. Ванадий, образуя очень твердый карбид VC, повышает износостойкость инструмента, но ухудшает шлифуемость. Для снижения твердости (250−300), улучшения обработки резанием и подготовки структуры стали в закалке после ковки быстрорежущую сталь подвергают отжигу при 800−830(С. Для придания стали теплостойкости инструменты подвергают закалке и многократному отпуску. Температура закалки стали 1220(С. Во избежание образования трещин при нагреве до температуры закалки применяют подогрев инструмента при 800−850(С 10−15 минут или при 1050−1100(С 3−5 минут, а крупного инструмента, кроме того, еще при 550−600(С 15−20 минут. Для получения более высокой твердости 63 HRC и теплостойкости 59 HRC при 620(С выдержку при нагреве под закалку увеличивают на 25%. Для уменьшения деформации инструментов применяют ступенчатую закалку в расплавленных солях температурой 400−5000 С. Структура быстрорежущей стали после закалки представляет собой высоколегированный мартенсит, содержащий 0,3−0,4% С, избыточные нерастворенные карбиды и остаточный аустенит. Обычно содержание остаточного аустенита составляет 28−34%. Остаточный аустенит понижает режущие свойства стали, и поэтому его присутствие в готовом инструменте недопустимо. После закалки следует отпуск при 550−5700 С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение в результате частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карбидов. Это сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). Оптимальный режим отпуска, обеспечивающий наибольшую твердость и высокие механические свойства: 3500С 1 час (первый отпуск) и 560−5700С по 1 часу (последующие два отпуска). Иногда для уменьшения содержания остаточного аустенита непосредственно после закалки инструмент простой формы из быстрорежущей стали охлаждают до -800 С. твердость стали после закалки составляет 62−63 HRC, а после отпуска — 63−65 HRC. Режущие свойства и твердость инструмента, не подвергающегося переточке по всем граням можно повысить низкотемпературным азотированием при 550−5600С. продолжительность процесса 10−30 мин. Твердость слоя 1000−1100 HV и толщина его 0,03−0,05 мм.

3.3. Применение Сталь Р12Ф3 применяется в фасонных резцах и резцовых головках на автоматах, в плашках круглых для нарезания твердых металлов, в развертках машинных. Сталь Р12Ф3 с высоким содержанием ванадия нашла применение в чистовых инструментах для обработки вязкой аустенитной стали и материалов, обладающих абразивными свойствами. Эту сталь можно применять для резания металлов с HB 250−280.

4. МА18 ГОСТ 14 957–76.

4.1. Расшифровка маркировки Деформируемый магниевый сплав номер 18.

4.2. Характеристика Магниевые сплавы обладают малой плотностью (1,76 г/см3. tпл (650(C, (В=200 МПа, (=11,5%, 30−40 НВ. Теплоемкость 0,233 ккал/кг (град (при 0©. Магниевые сплавы, имеющие гексагональную решетку, при низких температурах малопластичны, так как сдвиг происходит только по плоскостям базиса. При нагреве до 200−300(C появляются дополнительные плоскости скольжения, и пластичность возрастает, поэтому обработку давлением ведут при повышенных температурах. Чем меньше скорость деформации, тем выше технологическая пластичность магниевых сплавов. Прессование в зависимости от состава сплава ведут при 300−480(C, а прокатку в интервале температур от 340−440 (начало) до 225−250(C (конец). Штамповку проводят в интервале температур 480−280(C в закрытых штампах под прессами. Вследствие текстуры деформации полуфабрикаты (листы, прутки, профили и др.) из магниевых сплавов обнаруживают сильную анизотропию механических свойств. Холодная прокатка требует частых промежуточных рекристаллизационных отжигов.

4.3. Применение Так как на воздухе магний легко воспламеняется, то его применяют в пиротехнике и химической промышленности. А благодаря малой плотности, высокой удельной прочности, хорошему поглощению вибрации сплавы магния нашли широкое применение в авиационной и ракетной технике.

5. Основные принятые обозначения.

|Обозначения |Термины |Размерность | |(в |Предел прочности при растяжении |кгс/мм2 | |(т |Предел текучести |кгс/мм2 | |HB |Твердость по Бринелю |кгс/мм2 | |HRC |Твердость по Роквеллу |кгс/мм2 | |HV |Твердость по Виккерсу |кгс/мм2 | 6. Список использованной литературы.

1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1. М.:

Машиностроение, 1982 — 736 с. 2. Ачеркан Н. С. Справочник металлиста: В 3-х т. Т. 2. М.: Машиностроение, 1965 — 678 с. 3. Журавлев В. Н., Николаев О. И. Машиностроительные стали: Справочник, М.: Машиностроение, 1992 — 480 с. 4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение, М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.