Задание:
Выполнить анализ фазовых превращений, происходящих при медленном охлаждении из области жидкого раствора до комнатной температуры в сплаве состава Х1 = 4,6 % системы железо – углерод.
Решение:
1. Вычерчиваем диаграмму состояния железо – углерод (рис. 4).
Рис. 4 Диаграмма фазового равновесия железо-углерод
2. Анализ фазовых превращений.
2.1. Подсчитаем число степеней свободы С для сплава Х1 при различных температурах по правилу фаз.
Число компонентов К=2 (железо, углерод). Число фаз Ф и степеней свободы С при различных температурах:
t > t1 Ф = 1 (Ж) С=2-1+1=2
t – переменная, С – переменная.
t2< t< t1 Ф = 2 (Ж, Ц1) С=2-2+1=1
t – переменная, С – const.
t = t2 Ф = 3 (Ж, А, Ц) С=2-3+1=0
t – const, С – const.
t4< t< t2 Ф = 2 (А, Ц) С=2-2+1=1
t – переменная, С – const.
t = t4 Ф = 3 (А, Ф, Ц) С=2-3+1=0
t – const, С – const.
t > t4 Ф = 2 (Ф, Ц) С=2-2+1=1
t – переменная, С – const.
2.2. С учетом полученных при расчетах данных о температурах представляется схема кривой охлаждения сплава Х1 (рис. 5).
Рис. 5 Кривая охлаждения сплава Х1
|
|
2.3. Запишем фазовые превращения, происходящие при медленном охлаждении сплава Х1, с указанием температур превращений и соответствующих концентраций фаз:
2.4. Количественные расчеты для сплава Х1 по правилу отрезков:
В точке 12: В точке 3: В точке 5:
Работа № 3
Выбор стали и термической обработки деталей машин.
Задание № 1
На вал машины диаметром 40 мм действуют напряжения кручения и изгиба. Предел текучести материала в середине детали должен быть s0,2 ³ 800 МПа.
Требуется:
1. Обосновать выбор упрочняющей термической обработки детали.
2. Обосновать выбор группы и марки стали.
3. Обосновать условия и режим термообработки.
4. Выбрать нагревательное устройство.
5. Составить технологическую маршрутную карту обработки детали.
Решение:
Исходя из условий задачи видно, что на деталь действуют напряжения изгиба и кручения, т.е. деталь находится в сложнонапряженном состоянии. Принимаем объемное упрочнение и назначаем термическую обработку, состоящую из полной закалки и высокого отпуска.
Используем группу улучшаемых конструкционных сталей, у которых прокаливаемость при закалке не менее 40 мм. Исходя из заданных численных значений предела текучести s0,2 ³ 800 МПа, принимаем группу стали для высоконагруженных деталей машин. Предварительно выбираем хромоникелевую сталь марки 40ХН. Проверка по справочным данным показала, что использование стали 40ХН при d = 40 мм обеспечивает s0,2 ³ 800 МПа. После проведенного анализа назначаем окончательно марку стали 40ХН и операции упрочняющей термической обработки, включающие полную закалку и высокий отпуск.
|
|