Технологический процесс изготовления и обработки деталей
Очерк процесса изготовления деталей из коррозионностойких мартенситостареющих сталей. Характеристика требований к деталям после технологической термической обработки. Изучение и комплексная оценка механических свойств и возможных деформаций стали.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.10.2013 |
Размер файла | 150,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
В соответствии с решениями Правительства России в настоящее время необходимо обеспечение дальнейшего экономического прогресса общества, ускорение научно-технического прогресса, повышение эффективности общественного производства для скорейшего выхода страны из кризиса. В настоящее время особое внимание уделяется необходимости оперативного развития машиностроительной области промышленности. Для этого необходимо разрабатывать и внедрять высокоэффективные методы повышения прочностных свойств, коррозионной стойкости, тепло и хладостойкости применяемых металлов и сплавов.
Использование автоматизированных линий и машин, автоматических манипуляторов с программным управлением позволит исключить ручной малоквалифицированный труд, особенно в тяжелых и вредных условиях для человека.
Постоянное расширение сферы автоматизации является одной из главных особенностей промышленности на данный этап.
Особое внимание уделяется вопросам промышленной экологии и безопасности труда производства. При проектировании современной технологии, оборудования и конструкций необходимо научно обосновано подходить к разработке безопасности и безвредности работ.
В связи с развитием промышленности усилилось загрязнение окружающей среды, поэтому рациональное использование природных ресурсов - дело государственного значения.
1. Производственное задание
Годовая производственная программа по выпуску продукции проектируемом термическом цехе составляет 7000 тонн.
Место расположения проектируемого термического цеха в - городе Москва. Главным источником тепловой энергии для проектируемого цеха является электроэнергия. К преимуществам электрического нагрева относятся:
- возможность регулирования в широких пределах процесса нагрева, выделение тепла без внесения в рабочее пространство топлива, и окислителя, что позволяет проводить процесс в весьма чистых и контролируемых атмосферах;
- отсутствие продуктов сгорания что предохраняет от загрязнения окружающую среду и уменьшает затраты на очистные установки.
Общие преимущества электротехнических устройств: транспортабельность, простота подачи электроэнергии, компактность конструкции, лучшие условия труда.
Недостатки электронагрева: большая стоимость электроэнергии по сравнению со стоимостью эквивалентного количества угля мазута и особого газа; сложность изготовления, комплектации и эксплуатации оборудования.
Электрический нагрев позволяет получить продукцию более высокого качества, электротермические процессы, улучшают и облегчают условия труда, повышают безопасность, обеспечивают комфорт.
С точки зрения характера производства проектируемый цех является крупносерийным. Детали изготовляются большими партиями, которые одновременно запускаются в производство.
Технические условия на изготовление выпускаемых изделий, на которых базируются технологические процессы термической обработки:
- материалы для изготовления: ЭП-817м, ВМС-2, ВМП-3, ВМС-5м, ЭП-288, ЭИ-878, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т;
- химический состав перечисленных сталей должен удовлетворять тем требованиям, которые перечислены в таблицах в металлургической части.
Таблица 1. - Спецификация деталей подвергаемых термической обработке:
наименование деталей |
марка стали |
масса, кг |
габариты, мм |
количество на программу |
||
штук |
кг |
|||||
фланец |
ЭП-817 |
464 |
160062060 |
540 |
250560 |
|
траверка |
1070 |
1400700140 |
300 |
321000 |
||
профиль |
2.5 |
665800 |
15000 |
37500 |
||
профиль |
6.3 |
8701600 |
16000 |
100800 |
||
лист |
26.5 |
55001350 |
4800 |
127200 |
||
лист |
30.58 |
55601400 |
4000 |
122320 |
||
шток |
54.86 |
801400 |
7400 |
430290 |
||
пруток |
19.21 |
451550 |
10000 |
192100 |
||
пруток |
12.75 |
351700 |
3600 |
45900 |
||
лента |
6.3 |
1.53001760 |
8000 |
50400 |
||
Итого: |
1852790 |
Таблица 2:
наименование деталей |
марка стали |
масса, кг |
габариты, мм |
количество на программу |
||
штук |
кг |
|||||
пластина |
ВМС-2 |
28.2 |
55101400 |
3000 |
84600 |
|
фланец |
34.9 |
103001500 |
2400 |
83760 |
||
пруток |
8.76 |
301600 |
9000 |
78840 |
||
пруток |
9.84 |
351320 |
6500 |
63960 |
||
пруток |
19.74 |
451600 |
7400 |
146076 |
||
лист |
11.17 |
2.54801200 |
16000 |
178720 |
||
лист |
34.14 |
56001460 |
1100 |
37554 |
||
лента |
6.7 |
1.24001800 |
9600 |
64320 |
||
лента |
4.1 |
0.83601800 |
9600 |
39360 |
||
полоса |
2.45 |
1.21601700 |
15400 |
37730 |
||
Итого: |
814920 |
|||||
отливка |
ВМЛ-3 |
20.18 |
26011090 |
12000 |
84600 |
|
отливка |
1.34 |
707035 |
19600 |
83760 |
||
отливка |
1.72 |
11010020 |
18400 |
78840 |
||
отливка |
11.1 |
16011080 |
15000 |
63960 |
||
отливка |
22.06 |
12011020 |
21000 |
146076 |
||
отливка |
2.68 |
1408030 |
20800 |
178720 |
||
отливка |
2.34 |
807550 |
21000 |
37554 |
||
отливка |
4.24 |
1509040 |
124000 |
64320 |
||
отливка |
13.18 |
21010080 |
6600 |
39360 |
||
отливка |
10.16 |
18012060 |
8000 |
37730 |
||
Итого: |
835560 |
|||||
пруток |
ВМС-5 |
3.68 |
201500 |
12000 |
44160 |
|
пруток |
9.12 |
301650 |
5300 |
48336 |
||
пруток |
10.53 |
351400 |
6100 |
64223 |
||
пруток |
17.68 |
401800 |
2100 |
37128 |
||
лист |
32.12 |
54801700 |
4500 |
144540 |
||
лист |
59.1 |
85001990 |
2300 |
135930 |
||
лист |
42.26 |
10600900 |
4000 |
169040 |
||
лист |
31.59 |
45601800 |
3600 |
113724 |
||
лист |
14.34 |
4480950 |
2500 |
35850 |
||
лист |
39.58 |
65101650 |
3400 |
134877 |
||
Итого: |
927513 |
|||||
пруток |
ЭП-288 |
22.32 |
451800 |
9000 |
200880 |
|
пруток |
18.61 |
401900 |
5500 |
102355 |
||
пруток |
9.37 |
301700 |
16000 |
149920 |
||
пруток |
4.96 |
30900 |
14000 |
69440 |
||
полоса |
2.26 |
2210690 |
16000 |
36160 |
||
лист |
70.28 |
88001400 |
24000 |
168672 |
||
лист |
14.89 |
2.54001900 |
10400 |
154856 |
||
лист |
81.2 |
81001300 |
1800 |
146160 |
||
лист |
23.96 |
44501700 |
10000 |
239600 |
||
лист |
32.15 |
55101600 |
13700 |
118955 |
||
Итого: |
1386998 |
Таблица 3:
наименование деталей |
марка стали |
масса, кг |
габариты, мм |
количество на программу |
||
штук |
кг |
|||||
лист |
ЭИ-878 |
4.78 |
1.5500800 |
8700 |
41586 |
|
лист |
15.26 |
2.54501700 |
1600 |
24416 |
||
лист |
33.54 |
47601400 |
1800 |
60372 |
||
лист |
30.29 |
3.66801560 |
2000 |
60580 |
||
полоса |
3.87 |
13001650 |
16660 |
25242 |
||
полоса |
3.87 |
13001650 |
16000 |
25242 |
||
лента |
1.65 |
11301600 |
16000 |
26400 |
||
лента |
2.96 |
1.11801840 |
12100 |
35816 |
||
пруток |
13.62 |
351800 |
4000 |
54480 |
||
пруток |
10.2 |
301800 |
2400 |
24480 |
||
Итого: |
382652 |
|||||
лист |
12Х18Н9Т |
6.34 |
2500800 |
4200 |
26628 |
|
лист |
15.48 |
2.56001300 |
1600 |
24768 |
||
лист |
13.42 |
25801450 |
1200 |
16104 |
||
пруток |
6.59 |
251700 |
5400 |
35586 |
||
пруток |
8.65 |
301650 |
2600 |
23946 |
||
пруток |
9.21 |
301550 |
1800 |
15570 |
||
полоса |
6.37 |
22401600 |
5000 |
31850 |
||
лента |
3.65 |
1.52001460 |
8700 |
37755 |
||
лента |
1.84 |
1.51001500 |
12000 |
22080 |
||
лента |
1.45 |
1.41001250 |
11000 |
15950 |
||
Итого: |
244237 |
|||||
профиль |
12Х18Н10Т |
3.26 |
4801250 |
5500 |
18480 |
|
профиль |
4.46 |
5.5741360 |
4200 |
18732 |
||
пруток |
4.49 |
201800 |
3400 |
15266 |
||
пруток |
14.87 |
361850 |
2100 |
31277 |
||
полоса |
6.94 |
2.52501400 |
4700 |
32618 |
||
полоса |
5.36 |
22801150 |
3000 |
16080 |
||
полоса |
9.72 |
2.53401450 |
3500 |
34020 |
||
лист |
11.65 |
1.56501500 |
3100 |
36115 |
||
лист |
11.67 |
1.57001400 |
3100 |
36177 |
||
лист |
19.48 |
26801800 |
1600 |
31168 |
||
Итого: |
269883 |
Программа по выпуску составляет 6714553 кг.
Таблица 4. - Расчет годовой программы по запуску:
наименование деталей |
марка стали |
Годовая программа, т |
||
по выпуску |
по запуску |
|||
фланец |
ЭП-817 |
250.56 |
259 |
|
траверка |
321.00 |
331 |
||
профиль |
37.50 |
40 |
||
профиль |
100.80 |
105 |
||
лист |
127.20 |
132 |
||
лист |
122.32 |
127 |
||
шток |
403.29 |
412 |
||
пруток |
192.10 |
198 |
||
пруток |
45.90 |
49 |
||
лента |
50.40 |
54 |
||
пластина |
ВМС-2 |
84.60 |
88 |
|
фланец |
83.76 |
87 |
||
пруток |
78.94 |
82 |
||
пруток |
63.96 |
67 |
||
пруток |
146.076 |
150 |
||
лист |
178.72 |
183 |
||
лист |
37.554 |
40 |
||
лента |
64.32 |
68 |
||
лента |
39.36 |
32 |
||
полоса |
37.73 |
40 |
||
отливка |
ВМЛ-3 |
242.16 |
249 |
|
отливка |
26.264 |
29 |
||
отливка |
31.648 |
34 |
||
отливка |
166.50 |
170 |
||
отливка |
43.26 |
46 |
||
отливка |
55.744 |
59 |
||
отливка |
49.14 |
53 |
||
отливка |
52.576 |
57 |
||
отливка |
86.988 |
91 |
||
отливка |
81.28 |
85 |
||
пруток |
ВМС-5 |
44.16 |
47 |
|
пруток |
48.336 |
52 |
||
пруток |
64.233 |
68 |
||
пруток |
37.128 |
40 |
||
лист |
144.54 |
150 |
||
лист |
135.93 |
141 |
||
лист |
169.04 |
175 |
||
лист |
113.724 |
118 |
||
лист |
35.85 |
38 |
||
лист |
134.572 |
139 |
||
пруток |
ЭП-288 |
200.88 |
207 |
|
пруток |
102.355 |
107 |
||
пруток |
149.92 |
155 |
||
пруток |
69.44 |
73 |
||
полоса |
36.16 |
39 |
||
лист |
168.672 |
174 |
||
лист |
146.16 |
152 |
||
лист |
154.856 |
160 |
||
лист |
239.6 |
264 |
||
лист |
118.995 |
123 |
||
лист |
ЭИ-878 |
41.586 |
44 |
|
лист |
24.416 |
27 |
||
лист |
60.372 |
64 |
||
лист |
60.58 |
64 |
||
полоса |
25.242 |
28 |
||
полоса |
26.40 |
29 |
||
лента |
29.28 |
32 |
||
лента |
35.816 |
38 |
||
пруток |
54.48 |
58 |
||
пруток |
24.48 |
27 |
Таблица 5:
наименование деталей |
марка стали |
Годовая программа, т |
||
по выпуску |
по запуску |
|||
лист |
12Х18Н9Т |
26.628 |
29 |
|
лист |
24.768 |
27 |
||
лист |
16.104 |
19 |
||
пруток |
35.586 |
38 |
||
пруток |
15.587 |
18 |
||
пруток |
23.946 |
27 |
||
полоса |
31.85 |
15 |
||
лента |
31.755 |
35 |
||
лента |
22.08 |
25 |
||
лента |
15.95 |
18 |
||
профиль |
12Х18Н10Т |
18.48 |
21 |
|
профиль |
18.732 |
21 |
||
пруток |
15.266 |
18 |
||
пруток |
31.227 |
34 |
||
полоса |
32.618 |
35 |
||
полоса |
16.08 |
19 |
||
полоса |
34.02 |
37 |
||
лист |
36.115 |
39 |
||
лист |
36.177 |
39 |
||
лист |
31.168 |
34 |
Программа по запуску составляет 7000 тонн, из них:
Таблица 6. - Требования к деталям после термической обработки:
марка стали |
в, МПа |
,% |
,% |
HRC |
НВфотп, мм |
|
ЭП-817 |
1250-1400 |
10 |
55 |
- |
3.05-3.2 |
|
ВМС-2 |
1150-1400 |
9-10 |
45 |
33-41 |
3.05-3.27 |
|
ВМЛ-3 |
1220-1450 |
12 |
35 |
- |
2.9-3.3 |
|
ВМС-5 |
1500-1700 |
15 |
50 |
43-46 |
- |
|
ЭП-288 |
1100-1400 |
12 |
50 |
34-41 |
3.1-3.45 |
|
ЭИ-878 |
700-1000 |
- |
55 |
- |
- |
|
12Х18Н9Т 12Х18Н10Т |
520-550 |
- |
55 |
- |
- |
Металлургическая часть.
Коррозионная сталь ЭП-817.
Сталь ЭП-817 (0614Н6Д2МБТ) относится к коррозионностойким мартенситостареющим сталям. Сталь ЭП-817 рекомендуется для изготовления нагруженных самолетных узлов (детали, изготовленные из штамповок, поковок, прессованных профилей), работающих при температурах от -70С до +300С в общеклиматических условиях в контакте с топливом.
Сталь отличается повышенной стойкостью сварных соединений к коррозионному растрескиванию под напряжением, а также значительно более высокой вязкостью при низких температурах (до -70С).
Таблица 7. - Химический состав стали ЭП-817 (%):
C |
Cr |
Ni |
Cu |
Ti |
Mo |
Nb |
Fe |
Ca |
Si |
Mn |
|
0.05-0.08 |
13.5-14.5 |
5.6-6.2 |
1.8-2.2 |
0.03-0.1 |
1.3-1.7 |
0.25-0.4 |
основа |
<0.005 |
0.7 |
<1.0 |
Введение в сталь ~1.5%Mo, тормозящего диффузионные процессы по границам зерен сдвигают начало выделения карбидной сетки в область более высоких температур, что вызывает разделение этих областей в зоне термического влияния в сварном соединении.
Влияние молибдена на изменение предела прочности при старении стали ЭП-817.
Рисунок 1. - Влияние температуры старения на временное сопротивление стали ЭП-817:
Для измельчения зерна и обеспечения высокой коррозионной стойкости перекрестных швов в сталь введено 0.25-0.4% Nb. Легирование стали, феррита образующими элементами Mo и Nb потребовало повышения содержания в ней никеля до ~ 6% для подавления процесса образования -феррита.
При этом сталь по составу оказалась сдвинутой ближе к области сталей переходного класса, поэтому после закалки была введена операция обработки холодом.
Таблица 8. - Механические свойства стали при комнатной и повышенной температурах:
состояние материала |
tC испыт. |
0,2 МПа |
в, Мпа |
,% |
,% |
|
термически обработанный по режиму: отжиг при 650С, закалка с 1000С на воздухе, обработка холодом при -70С, =2.5 часа, обезводораживание 400С =3 часа, старение при 515С =1 час |
20 300 350 400 |
1210-1240 910-1030 930-970 880-950 |
1310-1400 1100-1170 1070-1130 1030-1150 |
12-14 11-12 10-13 11-14 |
57-60 57-60 54-59 53-58 |
Исследования механических свойств при повышенных температурах показало, что сталь обладает достаточно высокими прочностными характеристиками при температурах до 300С.
Для оценки стойкости стали в больших сечениях в условиях жесткого напряженного состояния определяли критический коэффициент интенсивности напряжений Kic и ударную вязкость образцов с трещиной, в том числе при температурах -70С. Испытания Kic проводились на образцах с толщиной 50 мм, что несколько превышает толщину деталей, изготовляемых из этой стали. Результаты показали высокую надежность стали.
Таблица 9. - Вязкость стали ЭП-817 при комнатной и низкой температурах:
состояние материала |
tС испыт. |
ан, |
ат.у., |
К, |
|
термически обработанный по режиму: отжиг 650С =6часов, закалка с 1000С в воде, обработка холодом -70С, =2.5 часа, обезводораживание 400С =3 часа, старение при 515С =1.5 часа. |
20 -70 |
1.0-1.5 0.6-0.9 |
0.5-0.8 0.3-0.6 |
>5500 4000-4500 |
В процессе электрошлакового переплава сталь ЭП-817, как и другие высококачественные коррозионностойкие стали, насыщаются водородом, в том числе диффузионно-подвижным.
Что в свою очередь, может привести к замедленному разрушению, снижению относительного сужения стали (см. рисунок 2).
Рисунок 2. - Влияние водорода на величину относительного сужения и сопротивления замедленному разрушению при растяжению стали ЭП-817:
Рисунок 3:
Рисунок 4:
Присутствие водорода снижает также критический коэффициент интенсивности напряжений К, причем при одинаковом уровне прочности это снижение более резко для стали, состаренной при 425С по сравнению с старенной при 515С.
Для удаления водорода их стали целесообразно применять отпуск при 400С после обработки холодом.
Таблица 10. - Влияние диффузионно-подвижного водорода на свойства стали ЭП-817:
состояние материала |
место вырезки образцов |
содержание водорода |
0,2, МПа |
в, МПа |
,% |
ак, |
замедленное разрушение |
||
н, МПа |
время разгар, сутки |
||||||||
термически обработанный по режиму: отжиг при 650С, =6 часов, закалка с 1000С =2 часа в воде, обработка холодом при -70С, =2 часа, старение при 515С =2 часа |
серцевина |
3.79 |
1400-1150 |
1300-1320 |
46-48 |
1.1-1.2 |
900 1100 1250 |
>5 >5 0.6-1.3 |
|
в поверхностных слоях |
0.5 |
1150 |
1310-1340 |
62-65 |
1.1-1.2 |
1300 1700 1800 1900 |
>5 >5 >5 >5 |
||
Влияние отпуска стали при 400С на свойств |
|||||||||
обезв. отпуска |
содержание водорода |
0,2, МПа |
в, МПа |
,% |
ак, |
замедленное разрушение |
|||
н, МПа |
время разгар, сутки |
||||||||
без отпуска |
4.1 |
1120 |
1130 |
40 |
1.4 |
900-1200 |
>5 |
||
15 |
3.1 |
1130 |
1320 |
47 |
1.2-1.5 |
900-1450 |
>5 |
||
30 |
1.85 |
1130 |
1320 |
60 |
1.4 |
1450-1900 |
>5 |
||
60 |
0.3 |
1120 |
1330 |
61 |
1.2-1.4 |
1800-1900 |
>5 |
Коррозионная сталь ВМС-2.
Малоуглеродистая сталь ВМС-2 (08Н15Н5Д2Т) относится к мартенситным, упрочняемая старением.
Сталь ВМС-2 является хорошо свариваемой сталью и рекомендуется для изготовления деталей внутреннего набора и силовых элементов, работающих в комнатах с топливом при температурах до 300С.
Отсутствие в структуре деформированной стали - феррита способствует существенному повышению ударной вязкости и пластичности стали поперек волокна, особенно при выплавке ее методом электрошлакового переплава.
После закалки с температуры растворения карбидов (Cr23C6) 950-1000C структура стали состоит из мартенсита и около 10% остаточного аустенита.
Начало и конец мартенситного превращения соответствует температурам 130С и 30С.
Таблица 11. - Химический состав стали ВМС-2, в %:
C |
Cr |
Ni |
Cu |
Ti |
Fe |
Si |
Mn |
S |
P |
|
0.08 |
14.0-15.0 |
4.7-5.5 |
1.75-2.5 |
0.15-0.3 |
основа |
0.7 |
1.0 |
0.025 |
0.03 |
Сочетание легирующих элементов Cr, Ni, Ti при относительно низком содержании углерода обеспечило коррозионную стойкость листовых материалов и исключило возможность образования феррита даже в тяжелых паковках, гарантировав при этом высокую вязкость.
Легирование стали медью создает возможность упрочнения материала старением.
Преимуществом стали является простота ее термической обработки: нормализация при 950С =1.5 ч., отпуск при 350С =4 ч. и упрочнение готовых деталей в процессе старения при 510С, =2.5 ч.
Термическую обработку необходимо осуществлять при строго регламентированных режимах с учетом и контролем фазового состава, в частности соотношения мартенсита и аустенита в структуре, от которого в значительной степени зависти ее предел прочности и ударная вязкость. Влияние содержания остаточного аустенита на механические свойства после старения показано на рисунке 5.
Рисунок 5. - Влияние содержания остаточного аустенита закалочной стали ВМС-2 на механические свойства после старения:
Структура закаленной и состаренной стали должна быть максимально однородной (не допускается наличие карбидной сетки и -феррита).
После закалки с температуры растворения карбидов (Cr23C6) 950-1000С структура стали состоит из мартенсита и около 10% остаточного аустенита.
Основные факторы, оказывающие влияние на ударную вязкость стали - размер зерна, количество остаточного аустенита и выделение охрупчивающих (карбидных) фаз по границам аустенитных зерен. Если содержание аустенита в закаленной стали близко к нулю, то при последующем старении происходит ее охрупчивание, а относительное удлинение и сужение сохраняются в пределах, удовлетворяющих требованиям технических условий.
Сопротивление замедленному разрушению и коррозии под напряжением при этом уменьшается.
Охрупчивание стали связано с ослаблением границ зерен, что может быть обусловлено выделением охрупчивающих фаз и сегрегацией легирующих элементов.
Для уменьшения охрупчивания стали рекомендуется ее перестройку при 515С, =2.5 часа.
На свойства окончательно обработанной стали большое влияние оказывает количество остаточного аустенита. Низким содержанием углерода в твердом растворе, а также низкой (для сталей мартенситного класса) tмн обусловлена свариваемость стали.
Легирование стали медью создает возможность упрочнения мартенсита старением.
Таблица 12. - Механические свойства стали ВМС-2 при различных температурах:
состояние материала |
tС испыт. |
в, МПа |
0,2, МПа |
,% |
,% |
|
термически обработанный: закалка с 950С на воздухе, старение при 450С =1 час. |
20 300 400 |
1250-1400 1100-1200 1050-1150 |
1110-1300 1000-1100 900-1000 |
6-12 5-7 5-7 |
50-60 50-60 50-60 |
Высокопрочная свариваемая сталь ВМЛ-3.
Сталь ВМЛ-3 (08Х14Н5М2ДЛ) применяется для изготовления массивных листов сварных конструкций, которые можно использовать после сварки из термической обработки.
Также для высоконагруженных деталей, работающих при температурах до 350С.
Таблица 13. - Химический состав стали ВМЛ-3 в %:
C |
Cr |
Ni |
Mo |
Cu |
Nb |
Fe |
Si |
Mn |
S |
P |
|
0.08 |
13.0-14.5 |
4.5-5.5 |
1.5-2.0 |
1.2-1.75 |
<0.1 |
основа |
0.7 |
1.0 |
0.03 |
0.03 |
Сталь выплавляется в открытых, в вакуумных индукционных печах с основной футеровкой. Прибыли удаляют механической обработкой, пламенной или анодной резкой.
Сталь хорошо сваривается аргонодуговой и ручной дуговой. После сварки может применяться без термической обработки.
Таблица 14. - Механические свойства стали ВМЛ-3 по ОСТ:
состояние материала |
в, МПа |
0,2, МПа |
,% |
,% |
HBd отп., мм |
|
термически обработанный по режиму: гомогенизация 1110С, закалка с 970С на воздухе, старение при 460С =1 час. |
1250 |
900 |
12 |
35 |
2.9-3.2 |
Общая коррозионная стойкость основного материала удовлетворительная.
Литые детали следует применять после обдувки металлическим песком с последующим пассивированием и применением дополнительной защиты по согласованию с ВИАМ.
Для стали ВМЛ-3 рекомендуется следующая термическая обработка:
- гомогенизация 111010С, охлаждение на воздухе;
- закалка при 97010С, охлаждение на воздухе, старение 46010С в течение часа.
Термическая обработка стали ведется согласно инструкциям ВИАМ. Нагрев отливок с 900С и выше должен проводится в защитной среде или под слоем эмали.
Хромоникельмолибденовая сталь ВМС-5.
Коррозионностойкая сталь ВМС-5 (1-15МАМЗ) применяется для изготовления силовых деталей, крепежных деталей, которые работают в атмосферных условиях и топливе при температурах 180-200С (термически обработанные на в = 1600 100 мПа), а также для изготовления деталей, кратковременно работают в атмосферных условиях и топливе при температурах до 550С.
Таблица 15. - Химический состав стали ВМС-5 в %:
C |
Cr |
Ni |
Mo |
N |
Fe |
Si |
Mn |
S |
P |
|
0.11-0.16 |
14.0-15.5 |
4.0-5.0 |
2.3-2.8 |
0.05-0.1 |
основа |
0.7 |
1.0 |
0.02 |
0.03 |
Таблица 16. - Механические свойства стали при различных температурах испытания:
состояние материала |
tС испыт. |
в, МПа |
0,2, МПа |
,% |
,% |
|
термически обработанный по режиму: закалка с 1070С, обработка холодом - 70С, =2.5 часа, отпуск при 200С =2 часа. |
||||||
20 200 -70 |
1500-1600 1400-1470 1700-1780 |
1100-1200 1050-1150 1300-1340 |
15-18 10-12 15-18 |
47-55 47-50 45-55 |
Для понижения содержания газов и неметаллических включений в поперечном направлении волокон листовой стали её необходимо подвергать электрошлаковому переплаву.
Для стали ВМС-5 рекомендуется следующая термическая обработка:
- закалка с 107010С в воде или в масле;
- обработка холодом при -70С в течение двух часов;
- отпуск при 350С в течение 1-4 часов (в=1500100(120) МПа).
Для предотвращения окисления поверхности готовые детали следует закаливать под слоем эмали или в среде аргона.
Для лучшей механической обрабатываемости стали рекомендуется термическая обработка согласно инструкциям ВИАМ.
Детали особо ответственного назначения (в=1500100(120) МПа) с толщиной от 15 мм, а также все детали с (в=1600100МПа), необходимо подвергать после механической обработки (перед закалкой) нагреву до 52010С и выдержке 8-20 часов в зависимости от толщины для удаления водорода. Сталь хорошо сваривается автоматической, ручной аргонодуговой, ручной дуговой, контактной, электронно-лучевой сваркой.
После сварки детали подвергаются упрочняющей термической обработке.
Для повышения коррозионной стойкости сварные соединения, работающие в атмосферных условиях следует защищать лакокрасочными покрытиями, не сварные могут применяться после пассивирования без защиты лакокрасочными покрытиями.
Наиболее высокая коррозионная стойкость достигается после полирования и пассивирования.
Хромоникелевая сталь ЭП-288.
Сталь ЭП-288 (07Х16Н6) применяют как высокопрочный материал для изготовления металлоизделий, в том числе свариваемых, подвергающихся воздействию сред относительно малой агрессивности.
Сталь ЭП-288 используют для нагруженных деталей, работающих длительное время при температурах до 400С и короткое время до 500С в комнате с топливом или в атмосферных условиях. Сталь применяют также для высоконагруженных деталей в криогенной технике, работающей при температуре до -253С.
Таблица 17. - Химический состав стали ЭП-288 в %:
C |
Cr |
Fe |
Si |
Ni |
Mn |
S |
P |
|
0.05-0.09 |
15.5-17.5 |
основа |
0.8 |
5.0-8.0 |
0.8 |
0.02 |
0.035 |
Сталь ЭП-288 относится к аустенитно-мартенситному классу.
После аустенизации при температуре 1000С и охлаждении в воде или на воздухе структура стали состоит из аустенита и 10-60% мартенсита. Температура начала мартенситного превращения стали ЭП-288 для различных плавок в пределах химического состава изменяется на 30-70С. После выдержки предварительно закаленной или нормализированной стали при -70С в течение 2 часов количество мартенсита составляет 70-80%.
Охлаждение до -196С не приводит к дальнейшему мартенситному превращению.
Таким образом, мартенситное превращение в стали реализуется, во первых при охлаждении до комнатной температуре, и во вторых при изотермической выдержке при -70С.
Кроме того, небольшое количество мартенсита при нагреве до комнатной температуры. Температура обратного превращения в стали составляет примерно 500С.
При медленном охлаждении после аустенизации в интервале 650-700С по границам аустенитных зерен выделяются карбиды Cr23C6, что существенно снижает пластичность и ударную вязкость. Относительное сочетание механических и коррозионных свойств обеспечивается в стали после закалки и отпуска при 200-400С.
По ГОСТам сталь может поставляться после контроля на склонность к межкристаллитной коррозии по методикам АМ и АМУ с продолжительностью испытаний в кипящем контрольном растворе соответственно 15 и 8 часов.
Оптимальная коррозионная стойкость достигается после закалки с температурой 1000-1050С в воде, обработки холодом при -70С, 2часа и спуска при 360-380С.
Сталь ЭП-288 применяют для изготовления деталей роторов, химических центробежных сепараторов, а также для крепежа, работающего в интервале температур от -60 до 350С.
Сталь ЭП-288 хорошо сваривается ручной и автоматической аргонодуговой, точечной и роликовой сваркой.
Хромомарганцевоникелевая сталь ЭИ-878.
Сталь ЭИ-878 (12Х17Г9АНИ) применяют для изделий, длительно работающих в атмосферных условиях, при повышенных температурах (до 400С).
Сталь подвергается сварке; в сварных конструкциях, не подвергающихся термической обработке, ее применяют преимущественно в тонких сечениях.
В тех случаях, когда возможна термическая обработка сварных изделий, допускается сварка больших толщин.
Таблица 18. - Химический состав стали ЭИ-878 в %:
C |
Cr |
Fe |
Si |
Ni |
Mn |
S |
P |
N |
|
0.12 |
16.0-18.0 |
основа |
0.8 |
3.5-4.5 |
8.0-10.5 |
0.02 |
0.035 |
0.15-0.25 |
Сталь ЭИ-878 принадлежит к аустенитному классу.
При нагреве в интервале 550-850С по границам зерен аустенита выделяются частицы карбидов типа Cr23C6.
Скорость выделения карбидной фазы в основном определяется содержанием углерода. Карбидная сетка является причиной появления склонности стали к межкристаллитной коррозии, снижению ударной вязкости.
По ГОСТам сталь ЭИ-878 не должна быть склонной к межкристаллитной коррозии при испытаниях по методикам АМ и АМУ с продолжительностью выдержки в контрольном растворе в течение 15 и 8 часов соответственно.
Испытания стали на стойкость против межкристаллитной коррозии проводят после закалки без провоцирующего нагрева.
Температуру закалки устанавливают соответствующей технической документацией.
Сталь намагнитится в закаленном состоянии. Сталь сваривается всеми видами сварки. Сталь ЭИ-878 хорошо деформируется в горячем и холодном состоянии. Интервал горячей пластической деформации 1160-850С с охлаждением на воздухе, при:
- ковке;
- шлифовке;
- гибке.
Термическая обработка стали заключается в закалке с 1050-1100С в воде.
Для деталей с тонким сечением допускается охлаждение на воздухе.
Таблица 19. - Механические свойства стал при различных температурах:
tисп, С |
в, МПа |
0,2, МПа |
5,% |
,% |
КСИ, Дж/м2 |
|
закалка с1075С в воде |
||||||
-196 |
1300 |
840 |
23 |
21 |
180 |
|
-70 |
1110 |
590 |
55 |
67 |
320 |
|
20 |
750 |
370 |
46 |
68 |
340 |
|
300 |
780 |
390 |
68 |
- |
- |
|
400 |
600 |
230 |
39 |
- |
- |
|
500 |
520 |
190 |
44 |
- |
- |
|
600 |
420 |
180 |
37 |
- |
- |
|
700 |
330 |
130 |
40 |
- |
- |
|
800 |
230 |
120 |
44 |
- |
- |
Хромовые никелево-титановые стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т.
Стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т применяют в качестве коррозионно-стойкого и жаропрочного материала.
Стали используют в сварных конструкциях, работающих в контакте с азотной кислотой и другими средами окислительного характера; некоторыми органическими кислотами средних концентраций, органическими растворителями, атмосферных условиях и т. д.
Их сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т изготавливают емкостное, теплообменное, и реакционное оборудование.
Стали используют для сварных конструкций в криогенной технике при температуре до -269С.
Таблица 20. - Химический состав сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т в %:
C |
Cr |
Fe |
Si |
Ni |
S |
P |
Ti |
||
0.12 |
17.0-19.0 |
основа |
0.08 |
9.0-11.0 (12X18H10T) |
8.0-9.5 (12X18H9T) |
0.02 |
0.035 |
5.С-0.8 |
В зависимости от соотношения хрома и никеля обе стали могут иметь при нагреве горячую пластическую деформацию или закалку либо чисто аустенитную, либо аустенитно-ферритную структуру.
Сталь 12Х18Н9Т...
Подобные документы
Обзор режимов закалки и отпуска деталей штампового инструмента горячего деформирования. Выбор стали для изготовления деталей штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии. Характеристика микроструктуры и свойств штампов после термической обработки.
контрольная работа [22,5 K], добавлен 18.05.2015Основы технологии термической обработки металлов и сплавов. Термическая обработка - этап технологического процесса изготовления деталей. Улучшение обрабатываемости материалов давлением или резанием. Формирования технических и электрических свойств.
реферат [53,8 K], добавлен 20.01.2009Ознакомление с методикой разработки технологического процесса термической обработки деталей: автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин. Расшифровка марки заданной стали, описание ее микростуктуры, механических свойств до термической обработки.
контрольная работа [46,9 K], добавлен 05.12.2008Изготовление деталей из легированных сталей. Изучение их механических и химических свойств. Фазовый состав, структура и назначение сталей марки 30Г2 и 12Х2Н2. Режимы их термической обработки. Описание и анализ диаграмм изотермического распада аустенита.
курсовая работа [964,9 K], добавлен 02.06.2014Технологический процесс изготовления режущих пластин токарного обрезного резца. Режим термической обработки, структура и механические свойства стали для валов двигателей внутреннего сгорания. Характеристика быстрорежущих сталей. Явление хладноломкости.
контрольная работа [50,6 K], добавлен 25.08.2015Использование комбинации термической обработки и пластической деформации для обеспечения высоких механических свойств деталей и полуфабрикатов. Устройства для подогрева, охлаждения и перемешивания закалочных сред. Установки для обработки деталей холодом.
реферат [33,1 K], добавлен 06.11.2012Показатели физико-механических и технологических свойств материалов. Обоснование выбора моделей и деталей кроя. Параметры образования клеевых соединений. Характеристика применяемых машинных строчек. Анализ основных методов обработки деталей и узлов.
курсовая работа [880,9 K], добавлен 03.12.2011Сущность назначения резца и его применение. Анализ технологических свойств и химического состава быстрорежущих сталей. Этапы технологического процесса предварительной и упрочняющей термической обработки, выбор приспособлений, дефекты и их устранение.
курсовая работа [28,1 K], добавлен 11.12.2010Технология изготовления деталей и узлов подсвечника, выбор материалов. Обоснование технологии изготовления деталей, выбор технологических переходов и операций. Последовательность изготовления художественного изделия методом обработки деталей давлением.
курсовая работа [419,5 K], добавлен 04.01.2016Характеристика модели изделия и материалов, спецификация деталей кроя. Выбор методов обработки, оборудование и средств малой механизации. Разработка технологической последовательности обработки изделия, построение графа процесса его изготовления.
курсовая работа [31,0 K], добавлен 25.12.2015Применение поверхностной закалки с индукционным нагревом. Стадии химико-термической обработки стали. Технология цементации твердым карбюризатором, газовой цементации и азотирования. Термическая обработка после цементации и свойства цементованных деталей.
презентация [309,5 K], добавлен 29.09.2013Формы валов и осей. Обеспечение необходимого вращения деталей. Материалы и термическая обработка для изготовления деталей. Углеродистые и легированные стали. Выбор стали для изготовления валов двигателей. Сравнительный анализ сталей 40, 40Х, 40ХФА.
реферат [732,1 K], добавлен 25.06.2014Технологическая карта изготовления карандашницы. Выбор материала, технологического маршрута обработки деталей по минимуму приведенных затрат, оборудования и технологической оснастки. Технико-экономические обоснование процесса изготовления изделия.
презентация [124,1 K], добавлен 06.04.2011Условия эксплуатации матрицы. Оценка воздействия технологических факторов на свойства материалов. Требования, предъявляемые к стали для штампов горячего деформирования. Перечень марок сталей и сплавов для изготовления пуансона-матрицы. Режимы обработки.
курсовая работа [7,3 M], добавлен 11.06.2013Анализ нагружения и структура деталей, основные требования к ним. Выбор марки стали, разработка и обоснование выбора технологического процесса, описание его операций. Маршрутная технология изготовления деталей. Механизация и автоматизация производства.
дипломная работа [369,9 K], добавлен 02.09.2010Изменение механических, физических и химических свойств углеродистых конструкционных и инструментальных сталей в результате химико–термической обработки. Марки сталей, их назначение и свойства. Структурные превращения при нагреве и охлаждении стали.
контрольная работа [769,1 K], добавлен 06.04.2015Технологический процесс изготовления крышки редуктора литьем. Выбор способа формовки и положения отливки в форме, разработка чертежей. Расчет литниковой системы; выбор опоки. Определение режимов предварительной и окончательной термической обработки.
курсовая работа [262,0 K], добавлен 24.04.2014Изучение заготовки для изготовления детали, выбор марки углеродистой стали, расчет режимов резания и машинного времени. Контроль деталей после обработки цилиндрических и торцевых поверхностей. Организация рабочего места станочника широкого профиля.
курсовая работа [40,2 K], добавлен 06.01.2016Сведения по технологии изготовления червячных редукторов. Методы обработки профиля витков червяка. Нарезание зубьев червячных колес. Типовые варианты обработки червячной пары. Преимущества и недостатки метода пригонки деталей с неподвижным компенсатором.
курсовая работа [7,1 M], добавлен 14.01.2011Метод выполнения заготовок для деталей машин. Технологический процесс обработки детали класса вал. Схема базирования заготовки на токарной операции. Принцип действия двухстороннего фрезерно-центровального полуавтомата. Нормирование процесса изготовления.
курсовая работа [771,3 K], добавлен 03.03.2014