zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Lực chọn vật liệu và chế độ nhiệt lyện cho chi tiết máy

Chia sẻ: Vũ Tiến Dũng Dũng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Báo xấu

384
lượt xem 137
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhiệt luyện là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay đổi vi cấu trúc chất rắn, đôi khi tác động làm thay đổi thành phần hóa học, đặc tính của vật liệu. Chủ yếu của ứng dụng nhiệt luyện là thuộc về ngành luyện kim. Nhiệt luyện cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như ngành sản xuất thủy tinh. Quá trình nhiệt luyện bao gồm sự nung nóng hoặc làm nguội với mức độ chênh lệch đáng kể, hoặc xử lý nhiệt theo một thời gian biểu nhằm...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Lực chọn vật liệu và chế độ nhiệt lyện cho chi tiết máy

MES Engineering Reviews, Vol.1, 2007 1 Lựa chọn vật liệu và chế độ nhiệt luyện cho chi tiết máy (1) Phạm Hoàng Anh (VOLGA) Department of Materials Science & Engineering Volgograd State Technical University, Russia E-mail: anhlinh81@yahoo.com Tóm tắt: Nhà máy cần chế tạo thanh trục đường kính 70 mm để làm việc với tải trọng lớn. Thép cần phải có giới hạn chảy cao hơn 750 MPa, giới hạn bền mỏi không thấp hơn 400 MPa và độ dai va đập KC không thấp hơn 900 kJ/m2. Có sẵn 3 mác thép: CT4, thép C45 và thép 20CrNi3А theo tiêu chuẩn GOST. Bài viết đưa ra giải pháp lựa chọn Vật liệu chế tạo, qui trình nhiệt luyện và cấu trúc cũng như tính chất của sản phẩm nhận được. Từ khóa: Lựa chọn vật liệu, nhiệt luyện, chế độ, cấu trúc tế vi, tính chất cơ học, tải trọng 1 ĐẶT VẤN ĐỀ giới hạn bền σb < 600 – 650 Mpa (xem ở phụ lục), còn với HB < 1800 thì σb < 600 MPa. Đối với thép các bon sau khi ủ Nhà máy cần chế tạo thanh trục đường kính 70 mm để làm việc với tải trọng lớn. Thép cần phải có giới hạn chảy cao thì tỉ lệ giữa σ0,2 / σb ≈ 0,5. Suy ra giới hạn chảy của thép 45 hơn 750 MPa, giới hạn bền mỏi không thấp hơn 400 MPa và ở trạng thái ban đầu σ0,2 < 270 – 320 MPa. độ dai va đập KC không thấp hơn 900 kJ/m2. Có sẵn 3 mác thép: CT4, thép C45 và thép 20CrNi3А theo tiêu chuẩn - Thép 20CrNi3A ở trạng thái xuất xưởng (phôi cán đã được GOST. Phải dùng loại thép nào để chế tạo thanh trục? Loại ủ) có độ cứng HB < 2500 MPa. Với HB = 2300 – 2500 MPa thép được chọn có cần nhiệt luyện không, nếu có thì là chế thì giới hạn bền σb < 670 – 750 MPa hoặc có thể thấp hơn độ nào? Nêu đặc điểm của cấu trúc tế vi và tính chất cơ học sau khi hoàn thiện /2/. 600 MPa nếu có độ cứng thấp hơn. Khi đó giới hạn chảy σ0,2 < 350– 400 MPa, bởi vì tỉ lệ σ0,2 / σb đối với thép hợp 2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA VẬT LIỆU kim sau khi ủ vào khoảng 0,5 – 0,6. /2/ Thành phần hoá học của 3 mác thép cho trước xem ở bảng Kết quả phân tích được tổng hợp ở bảng 2. 1: Tính chất cơ học ở trạng thái mua về Kí hiệu Tỉ lệ phần trăm của các nguyên tố có trong thép, % HB, MPa σb, MPa σ0,2, MPa δ, % Kí hiệu C Mn Si Cr Ni S P CT4 < 2000 420 – 450 240 – 260 > 21 CT4 0,18 – 0,40 – 0,12 – < < 0,30 < 0,05
2 PHẠM HOÀNG ANH 3 XỬ LÝ NHIỆT (NHIỆT LUYỆN) VẬT LIỆU D – kích thước nhỏ nhất của tiết diện lớn nhất của chi tiết, mm. /2/ Đối với thép CT4 là loại thép các bon thấp, chất lượng K1 – Hệ số môi trường lò nung ( khí – 2, muối – 1, kim bình thường, một mặt hiệu quả tăng bền sau khi xử lí nhiệt loại – 0,5) là không cao, mặt khác tỉ lệ các tạp chất S và P cao làm giảm tính chất cơ học của vật liệu, đặc biệt là khả năng chịu K2 – Hệ số hình dạng chi tiết (cầu – 1; trụ - 2; hình hộp – tải va đập. 2,5; tấm – 4) Với chi tiết quan trọng như là thanh trục động cơ thì sự vỡ K3 – Hệ số đồng đều khi nung (Nung mọi mặt – 1; Nung hỏng của nó làm ngừng hoạt động của máy, vì thế sử dụng một mặt – 4) loại thép rẻ tiền chất lượng bình thường không đạt hiệu quả Thời gian giữ ở nhiệt độ tôi τg thông thường là 1 phút cho và yêu cầu kĩ thuật. thép các bon thường và 2 phút cho thép hợp kim. Thời gian Thép C45 thuộc loại thép các bon chất lượng tốt, còn thép nung thực tế với từng sản phẩm được xác định bằng thực 20CrNi3A thuộc loại thép hợp kim chất lượng cao. Hai loại nghiệm. Còn thời gian lí thuyết được tính từ công thức (1) thép này có thành phần các bon tương ứng là 0,42 – 0,50% và (2). và 0,17 – 0,23%, và cùng tôi được. Để tăng độ bền của thép Với chi tiết là thanh trục đường kính 70mm, môi trường thì có thể đem thường hóa hoặc đem tôi cùng với ram cao. nung là khí và nung đồng đều các mặt thì thời gian Cách xử lí nhiệt thứ 2 thì phức tạp hơn cách thứ nhất nhưng cho phép nhận được không chỉ các đặc tính bền cao hơn mà còn có độ dai va đập cao hơn. Với thép C45 thì độ dai va τn = 0,1 . 70 . 2. 2 . 1 = 28 phút. đập sau khi thường hóa KC = 200 – 300 kJ/m2, còn sau khi tôi và ram cao vào khoảng 600 – 700 kJ/m2. Thời gian giữ τg với thép hợp kim là 2 phút. Thời gian Như vậy để đạt yêu cầu thanh trục phải được tôi và ram cao. chung của qua trình nung tôi là 28 + 2 = 30 phút. Sau khi tôi trong nước thì thép C45 có cấu trúc mác ten xít Trong khi tôi trong dầu (không phải tôi trong nước như với (M). Tuy nhiên do độ thấm tôi của thép các bon thông thép cacbon thông thường) thì ứng xuất biến dạng bên trong thường là thấp, nên đối với chi tiết có đường kính lớn hơn chi tiết nhỏ hơn nên độ biến dạng cũng nhỏ hơn. Sau khi tôi 25 – 30 mm thì độ dày lớp M chỉ đạt 2 – 4 mm. thép 20CrNi3A có cấu trúc M và độ cứng không thấp hơn Ram cao ở 500 0C làm chuyển cấu trúc M ở lớp mỏng trên 50 HRC. bề mặt thành xocbit, còn không làm ảnh hưởng đến cấu trúc 2. Ram ở nhiệt độ 520 – 530 0C. /2/ và tính chất của lớp lõi chính. Thép với cấu trúc xocbit ram có tính chất cơ học cao hơn thép với cấu trúc xocbit tôi hoặc Để ngăn ngừa hiện tượng giòn sau ram, các loại thép hợp cấu trúc ferrit-peclit. Lớp bề mặt của trục phải chịu ứng xuất kim có Cr (hay Mn) rất nhạy cảm với hiện tượng này, nên uốn, xoắn và tải trọng thay đổi lớn nhất nên phải có tính chi tiết sau khi nung cần được làm nguội trong dầu. chất cơ học cao. Tuy nhiên tham gia vào khả năng chịu tải Sau các bước xử lí nhiệt trên thì thanh trục có cấu trúc va đập của thanh trục không chỉ có lớp bề mặt mà cả các lớp xocbit ram cùng với các hạt các bit (Cr, Ni) phân tán, cấu thép trong lõi. Vì vậy với độ thấm tôi chỉ 2 – 4 mm thì thép trúc này tương đối đồng đều trên toàn tiết diện. Tính chất cơ C45 không đáp ứng được các tính chất cơ học cần thiết cho học của thép 20CrNi3A trong chi tiết với đường kính tới 75 toàn bộ tiết diện của thanh trục đường kính 70 mm. mm sau khi tôi và ram cao xem ở bảng 3. Thép 20CrNi3A được cho thêm Cr và Ni để tăng độ thấm tôi và hiệu quả tăng bền sau khi tôi. Vật liệu sau khi tôi Tính chất cơ học tương đối đồng nhất về cấu trúc và tính chất cơ học đối với tiết diện đường kính tối đa 75 mm. σb, MPa σ0,2, MPa σ-1, MPa δ, % Ψ, % KC, kJ/m2 Đối với thép 20CrNi3A thì áp dụng chế độ nhiệt luyện như 900 – 1000 750 – 800 400 – 430 8 - 10 45 – 50 900 sau (tôi + ram cao): 1. Tôi ở nhiệt độ 820 – 8350C trong dầu Bảng 3: Tính chất cơ học của thép 20CrNi3A Thời gian τ để nung chi tiết bao gồm thời gian nung từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ tôi (τn) và thời gian giữ chi Kết luận: Việc sử dụng thép 20CrNi3A làm thanh trục, tiết ở nhiệt độ tôi (τg) được tính theo công thức sau /1/: cùng với quá trình xử lí nhiệt tôi và ram cao cho phép nhận được cấu trúc tế vi và tính chất cơ học đồng đều trong toàn bộ tiết diện của chi tiết và đáp ứng được đầy đủ yêu cầu kĩ τ = τn + τg (phút) (1) thuật của đề bài. τn = 0,1. D . K1 . K2 . K3 (phút) (2) Trong đó: Copyright © 2007 MES Lab. http://meslab.org
LỰA CHỌN VẬT LIỆU VÀ CHẾ ĐỘ NHIỆT LUYỆN CHO CHI TIẾT MÁY 3 4 PHỤ LỤC 5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Các ký hiệu dùng trong bài viết: Составление технологического процесса на поверхное упрочнение деталей термической и химико-термической σb: Giới hạn bền, MPa обработкой / Л.М. Гуревич; ВолгГТУ. - Волгоград, 2003. - 19 с. σ0,2: Giới hạn chảy, MPa Материаловедение и термическая обработка / Ю. М. Мараков, σ-1: Giới hạn bền mỏi, MPa О. А. Дробышева; ИГТА. – Иваново, 2000. – 20с. δ: Độ giãn dài tương đối, % Влияние холодной пластической деформации и ψ: Độ co thắt tỷ đối, % рекристаллизационного отжига на механические свойства стали / В. М. Кондратов, В. И. Брабец; КПИ. – Киров, KC: Độ dai va đập, kJ/m2 1980. – 13с 2. Liên hệ giữa độ cứng HB và độ bền kéo của Vật liệu thép ở trạng thái ủ: 1100 1000 900 800 σb, MPa 700 600 500 400 300 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 HB, MPa Đồ thị liên hệ giữa độ cứng HB và giới hạn bền σb /3/ Copyright © 2007 MES Lab. http://meslab.org

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.