Реферат: Машиностроительные материалы
Министерство образования Российской Федерации
Тюменский государственныйнефтегазовый университет
Институт нефти и газа
Кафедра материаловедения и ТКМКонтрольная работана тему: «Машиностроительные материалы»
по дисциплине «Материаловедение»
Выполнил: студент группы МОП98-2 Коротков П.Н.Проверил: профессор ДенисовЕ.В.
г. Тюмень,
2000г.
<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">Содержание:
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 19265-73
5
3.1. Расшифровка маркировки
5
2.2. Характеристика
5
3.3. Применение
6
4. МА18 ГОСТ 14957-76
7
4.1. Расшифровка маркировки
7
4.2. Характеристика
7
4.3. Применение
7
5. Основные принятые обозначения
8
6. Список использованной литературы
9
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">1. Чугун ВЧ50ГОСТ 7293-85
1.1.Расшифровка маркировки
Высокопрочный чугун, предел прочности на растяжение50 кгс/мм2.
1.2.Характеристика
Высокопрочными называют чугуны с шаровиднымграфитом, который образуется в литой структуре в процессе кристаллизации.
Шаровидный графит, имеющий минимальную поверхностьпри данном объеме, значительно меньше ослабляет металлическую основу, чемпластинчатый графит, и не является активным концентратором напряжений.
Для получения шаровидного графита чугун модифицируютчаще путем обработки жидкого металла магнием (0,03-0,07 %) или введением 8-10 %магниевых лигатур с никелем или ферросилицием.
Под действием магния графит в процессекристаллизации принимает не пластинчатую, а шаровидную форму. Чугуны сшаровидным графитом имеют более высокие механические свойства, не уступающиесвойствам литой углеродистой стали, сохраняя при этом хорошие литейные свойстваи обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации, высокуюизносостойкость и т.д.
Чугун ВЧ 50, имеет <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">d
=2 % и 180-260 HB.Вязкость разрушения перлитных чугунов составляет 180-250 Н<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´мм3/2.Температура плавления tпл<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">»1200<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°С, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">sТ=35 кгс/мм2,теплоемкость (при 0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С) 0,129 ккал/кг<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´град, теплопроводность (при20<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С) 43 ккал/м<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">´ч<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´град, плотность 7,4 г/см3,удельное сопротивление 0,5 Ом<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´мм2/м.Для повышения механических свойств (пластичности ивязкости) и снятия внутренних напряжений, отливки ЧШГ подвергают термическойобработке (отжигу, нормализации, закалке и отпуску).
1.3.Применение
Отливки из высокопрочного чугуна широко используют вразличных отраслях народного хозяйства; в автостроении и дизелестроении дляколенчатых 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 корпусовнасосов, вентилей и т.д.
Высокопрочные чугуны применяют и для изготовлениядеталей станков, кузнечно-прессового оборудования, работающих в подшипниках идругих узлах трения при повышенных и высоких давлениях (до 1200 МПа).
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">2. АС40 ГОСТ1414-54
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 важныхтехнологических характеристик стали. Хорошая обрабатываемость резанием повышаетпроизводительность труда и сокращает расход инструмента, что имеет особо важноезначение для массового производства.
Поэтому в промышленности широко применяют автоматныестали, позволяющие проводить обработку резанием с большой скоростью, увеличитьстойкость инструмента и получить высокое качество обрабатываемой поверхности.
Сера в автоматной стали находится в виде сульфидовмарганца MnS, т.е.вытянутых вдоль прокатки включений, которые способствуют образованию короткой иломкой стружки. При повышенном содержании серы уменьшается трение междустружкой и инструментом из-за смазывающего действия сульфидов марганца.
Фосфор, повышая твердость, прочность и охрупчивая сталь, способствует образованию ломкой стружки иполучению высокого качества поверхности.
Свинец присутствует в стали в виде дисперсныхчастиц, улучшает обрабатываемость резанием инструментом из быстрорежущей стали.
Автоматные стали хорошо обрабатываются, но склонны ккрасноломкости, т.е. к хрупкости при горячей механической обработке. Модульупругости Е=2<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´
105 МПа, модульсдвига G=8,1<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´104 МПа, коэффициентПуассона <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">m=0,25 (при температуре 20<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С). Твердость по Бринелю170-200 HB,температура плавления 1400-1500<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С. <span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">3. Р12Ф3 ГОСТ19265-73
3.1.Расшифровка маркировки
Быстрорежущая сталь, содержит 12 % вольфрама, 3 %ванадия.
3.2.Характеристика
В отличие от других инструментальных сталейбыстрорежущие стали обладают высокой теплостойкостью (красностойкостью),т.е. способностью сохранять мартенситную структуру и соответственно высокуютвердость, прочность и износостойкость при повышенных температурах, возникающихв режущей кромке при резании с большой скоростью. Эти стали сохраняютмартенситную структуру при нагреве до 600-650<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°
С, поэтому применение ихпозволяет значительно повысить скорость резания (в 2-4 раза) и стойкостьинструментов (в 10-30 раз) по сравнению со сталями, не обладающимитеплостойкостью.Основными легирующими элементами быстрорежущихсталей, обеспечивающими их теплостойкость, являются в первую очередь вольфрам иего химический аналог — молибден. Сильно повышает теплостойкость (до 645-650 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°
С) и твердость после термической обработки(67-70 HRC) кобальт и в меньшей степени ванадий. Ванадий, образуя очень твердыйкарбид VC, повышает износостойкость инструмента, но ухудшает шлифуемость.Для снижения твердости (250-300), улучшенияобработки резанием и подготовки структуры стали в закалке после ковкибыстрорежущую сталь подвергают отжигу при 800-830<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°
С. Для придания сталитеплостойкости инструменты подвергают закалке и многократному отпуску.Температура закалки стали 1220<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С. Во избежание образованиятрещин при нагреве до температуры закалки применяют подогрев инструмента при800-850<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С 10-15 минут или при1050-1100<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С 3-5 минут, а крупногоинструмента, кроме того, еще при 550-600<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°С 15-20 минут. Для полученияболее высокой твердости 63 HRC и теплостойкости 59 HRC при620<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С выдержку при нагреве под закалку увеличивают на 25 %. Для уменьшениядеформации инструментов применяют ступенчатую закалку в расплавленных соляхтемпературой 400-5000С. Структура быстрорежущей стали после закалки представляет собой высоколегированныймартенсит, содержащий 0,3-0,4 % С, избыточные нерастворенные карбиды иостаточный аустенит. Обычно содержаниеостаточного аустенитасоставляет 28-34 %. Остаточный аустенит понижает режущие свойства стали, и поэтому егоприсутствие в готовом инструменте недопустимо.После закалки следует отпуск при 550-5700С, вызывающий превращение остаточного аустенита вмартенсит и дисперсионное твердение в результате частичного распада мартенситаи выделения дисперсных карбидов. Этосопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). Оптимальный режимотпуска, 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 простойформы из быстрорежущей стали охлаждают до -800С. твердость сталипосле закалки составляет 62-63 HRC, а после отпуска — 63-65 HRC.
Режущие свойства и твердость инструмента, не подвергающегосяпереточке по всем граням можно повысить низкотемпературным азотированием при550-5600С. продолжительность процесса 10-30 мин. Твердость слоя1000-1100 HVи толщина его 0,03-0,05 мм.
3.3.Применение
Сталь Р12Ф3 применяется в фасонных резцах и резцовыхголовках на автоматах, в плашках круглых для нарезаниятвердых металлов, в развертках машинных. Сталь Р12Ф3 с высоким содержаниемванадия нашла применение в чистовых инструментах для обработки вязкой аустенитной стали и материалов, обладающих абразивнымисвойствами. Эту сталь можно применять для резания металлов с HB 250-280.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">4. МА18 ГОСТ14957-76
4.1.Расшифровка маркировки
Деформируемый магниевый сплав номер 18.
4.2.Характеристика
Магниевые сплавы обладают малой плотностью <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">»
1,76 г/см3. tпл<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">»650<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°C, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">sВ=200 МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=11,5 %, 30-40 НВ. Теплоемкость 0,233 ккал/кг<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´град (при 0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°C).Магниевые сплавы, имеющие гексагональную решетку,при низких температурах малопластичны, так как сдвигпроисходит только по плоскостям базиса. При нагреве до 200-300<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°
C появляютсядополнительные плоскости скольжения, и пластичность возрастает, поэтомуобработку давлением ведут при повышенных температурах. Чем меньше скоростьдеформации, тем выше технологическая пластичность магниевых сплавов.Прессование в зависимости от состава сплава ведут при 300-480<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°C, апрокатку в интервале температур от 340-440 (начало) до 225-250<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°C (конец).Штамповку проводят в интервале температур 480-280<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°C взакрытых штампах под прессами. Вследствие текстуры деформации полуфабрикаты(листы, прутки, профили и др.) из магниевых сплавов обнаруживают сильнуюанизотропию механических свойств. Холодная прокатка требует частыхпромежуточных рекристаллизационных отжигов.4.3.Применение
Так как на воздухе магний легко воспламеняется, тоего применяют в пиротехнике и химической промышленности. А благодаря малойплотности, высокой удельной прочности, хорошему поглощению вибрации сплавымагния нашли широкое применение в авиационной и ракетной технике.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">5. Основные принятыеобозначения
Обозначения
Термины
Размерность
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s
вПредел прочности при растяжении
кгс/мм2
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s
тПредел текучести
кгс/мм2
HB
Твердость по Бринелю
кгс/мм2
HRC
Твердость по Роквеллу
кгс/мм2
HV
Твердость по Виккерсу
кгс/мм2
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">6. Список использованнойлитературы
1.<span Times New Roman"">
АнурьевВ.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. ЖуравлевВ.Н., Николаев О.И. Машиностроительныестали: Справочник, М.: Машиностроение, 1992 — 480 с.
4. ЛахтинЮ.М., Леонтьева В.П. Материаловедение, М.: Машиностроение, 1990. – 528 с.