Тема 9. Основы технологии термической обработки
Отжиг стали. Нормализация. Закалка стали. Технология закалки (выбор температуры нагрева, закалочной среды). Прокаливаемость стали. Способы закалки. Остаточные напряжения при закалке и их влияние на усталостную прочность. Структура и свойства закаленной стали. Обработка холодом.
Назначение отпуска. Виды отпуска. Отпускная хрупкость. Контроль качества, требования экологии и техники безопасности при термической обработке.
Методические указания
Для практических целей нужно изучить технологию некоторых видов термической обработки (отжиг, нормализация, закалка в различных средах, закалка токами высокой частоты, поверхностная закалка, отпуск), отчетливо представлять режим перечисленных видов термической обработки и их назначение, физико-химическую сущность, преимущества и недостатки каждого способа.
Студенты должны знать применяемое при этом оборудование, изучить дефекты при закалке, иметь четкое представление об остаточных напряжениях, снижающих усталостную прочность стали, изучить основные виды термомеханической обработки стали и их практическое применение, а также основные виды термической обработки, чугуна, широко используемого в машиностроении.
Следует запомнить различия между закаливаемостью и прокаливаемостью стали, а также факторы, влияющие на эти характеристики.
Литература: [3], с. 263-275; [2], с. 191-227; [1], с. 191-207; [6], с. 110-117; [7], с. 256-275; [8], с. 156-166.
|
|
|
Вопросы для самоконтроля
1. Дайте определения отжига и нормализации. Назовите виды закалки и отпуска, области их применения.
2. Какую сталь нужно при отжиге охлаждать медленнее - углеродистую или легированную? Почему?
3. Какие виды и причины брака бывают при закалке?
4. Назовите технологические приемы уменьшения деформации деталей (заготовок) при термической обработке.
5. Как влияет поверхностная закалка на эксплуатационные характеристики деталей?
Тема 10. Химико-термическая обработка
Цементация, азотирование, цианирование и нитроцементация, диффузионная металлизация, методы механического упрочнения поверхности, термомеханическая обработка.
Методические указания
Химико-термическая обработка является основным способом поверхностного упрочнения деталей.
Изучая данную тему необходимо понять сущность основных процессов любого вида ХТО: диссоциация - абсорбция - диффузия. Особое внимание надо уделить изучению структуры диффузионных слоев каждого вида ХТО, физико-химические и механические свойства данного слоя, глубину проникновения диффундирующего элемента в насыщаемую деталь.
Необходимо иметь четкое представление об условиях осуществления каждого вида химико-термической обработки, их существенные отличия, преимущества и недостатки.
|
|
|
Литература: [3], с. 281-287; [2], с. 228-249; [1], с. 208-218; [6], с. 120-133; [7], с. 284-302; [8], с. 170-177.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимают под термином "эффективная толщина слоя"?
2. В каких случаях применяют цементацию, нитроцементацию и азотирование?
3. Укажите преимущества газовой цементации перед цементацией в твердом карбюризаторе.
4. При каких температурах проводится процесс цементации? Почему?
5. Какая термическая обработка и зачем проводится после цементации?
6. Когда будут больше толщина и твердость азотированного слоя после азотирования при 520°С 24 ч или при 600°С 24 ч?
Тема 11. Конструкционные стали общего назначения
Углеродистые конструкционные стали подразделяются на обыкновенного (общего назначения) качества и качественные. Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) изготовляют следующих марок: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Ст6. В зависимости от условий и степени раскисления различают стали: спокойные, полуспокойные и кипящие.
Методические указания
Необходимо усвоить отличия каждого из способов раскисления сталей обыкновенного качества, их влияние на механические свойства, разобраться в причине "кипения" стали.
|
|
|
Следует изучить ассортимент горячекатаного проката, строительных конструкций и конструкций имеющих специализированное назначение, рекомендуемых для изготовления из сталей обыкновенного качества, преимущества и недостатки сталей общего назначения перед качественными сталями.
Необходимо уделить серьезное внимание изучению влияния углерода на свариваемость сталей обыкновенного качества, а также влияние термической обработки на их механические свойства.
Литература: [3], с. 207-210; [2], с. 256-258; [1], с. 256; [6], с. 80-84; [7], с. 174-177; [8], с. 130-131.
Вопросы для самоконтроля
1. Что обозначают буквы и цифры в марках стали: Ст2, СтЗ, Ст6?
2. Запишите марки сталей, имеющие следующие составы:
1) 0,42-0,50 %С; 0,5-0,8 % Мп; 0,8-1,0 % Сг; 1,3-1,8 % Ni; 0,2-0,3 % Mo; 0,1-0,18 % V;
2) 0,14-0,20 % С; 1,3-1,7 % Мп; 0,08-0,14 % V; и 0.015-0,025 % N.
3. Можно ли кипящую сталь использовать для изготовления конструкций и деталей машин, работающих при температурах от -40 до -50°С?
4. Какие углеродистые стали обыкновенного качества можно применять для конструкций и деталей машин, подвергаемых сварке или упрочняемых термической обработкой?
Тема 12. Инструментальные стали и сплавы
|
|
|
Стали для режущего инструмента. Углеродистые инструментальные стали. Легированные инструментальные стали. Быстрорежущие стали. Стали для измерительного инструмента. Штамповые стали. Твердые сплавы.
Методические указания
В данной теме необходимо изучить достоинства и недостатки углеродистых сталей для режущего инструмента, преимущества легированных сталей для режущего инструмента перед углеродистыми сталями, усвоить маркировку инструментальных сталей, различия легированных сталей повышенной прокаливаемости, не обладающих теплостойкостью и быстрорежущих сталей обладающих высокой теплостойкостью (красностойкостью).
Следует выяснить причину высокой теплостойкости быстрорежущих сталей, изучить структуру инструментальных сталей, режимы каждого вида термической обработки, применяемого для инструментальных сталей и твердых сплавов.
Особое внимание следует уделить изучению высокотемпературных порошковых материалов: твердых сплавов, изготовленных методом порошковой металлургии и состоящих из карбидов тугоплавких металлов (WC, TiC, ТаС), соединенных кобальтовой связкой, минералокерамических твердых
сплавов на основе глинозема, предназначенных для изготовления режущего инструмента.
Необходимо также изучить требования, предъявляемые к режимам термической обработки измерительного инструмента, инструмента для штампов холодного и горячего деформирования, уделить внимание изучению влияния легирующих элементов на твердость, прочность, теплостойкость и износостойкость различного инструмента.
Литература: [3], с. 330-345; [2], с. 349-366 ; [1], с. 275-283; [6], с. 88-89; [7], с. 355-382; [8], с. 195-209.
Вопросы для самопроверки
1.Какие преимущества легированных сталей для режущего инструмента перед углеродистыми сталями?
2.Назовите марку быстрорежущей стали.
3.Почему быстрорежущие стали, при закалке нагревают до высоких температур, а после закалки подвергают многократному отпуску?
4.Выберите сталь для сверл при обработке металлов с твердостью 260-280 НВ, фрез для резания с высокой скоростью и плашек для нарезания твердых металлов.
5.Какие Вы знаете твердые сплавы? Где их рекомендуется применять?
6.Какие Вы знаете безвольфрамовые твердые сплавы?
7.Какие Вы знаете поликристаллические сверхтвердые материалы на основе нитрида бора - композиты?
Тема 13. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
Магнитные и электротехнические стали и сплавы. Металлические стекла (аморфные сплавы). Сплавы с особыми тепловыми и упругими свойствами. Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. Сплавы с эффектом памяти формы.
Методические указания
В этой теме предстоит изучить стали и сплавы, для которых основным предъявляемым к ним требованиям является обеспечение определенного уровня физических свойств. Механические свойства этих сталей и сплавов чаще не имеют основного значения.
Изучая магнитные стали и сплавы надо запомнить их маркировку, магнитные характеристики (остаточная магнитная индукция Вr, коэрцитивная сила Hc| и др.), основные отличия магнитно-мягких материалов от магнитно-твердых материалов, общие требования предъявляемые к ним, и область применения. Обратить внимание на марки парамагнитных сталей, их назначение и присущий им недостаток.
Следует ознакомиться с наиболее распространенными железоникелевыми сплавами, у которых коэффициент линейного расширения изменяется в зависимости от содержания никеля, их применением в технике, а также с механизмом, определяющим свойства памяти формы в сплавах с эффектом памяти формы. Нужно запомнить некоторые двойные и более сложные сплавы с обратным мартенситным превращением, обладающие в разной степени памятью формы.
Литература: [3], с. 392-459; [2], с. 367-376; [1], с. 302-307; [7], с. 453-468; [8], с. 217-220.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие требования предъявляются к материалам для постоянных магнитов?
2. Какие стали и сплавы применяют для изготовления постоянных магнитов?
3. Какие Вы знаете магнитно-мягкие материалы?
4. Где применяют магнитно-мягкие материалы?
5. Где применяют сплавы инвар и ковар?
6. Какие Вы знаете сплавы с эффектом памяти формы?
7. Какие свойства имеют аморфные сплавы?
8. Где применяют аморфные сплавы?
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 187; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!