Курсовая с практикой на тему Обоснование выбора конструкционных материалов и режимов их термической обработки для изготовления деталей машин

Содержание:

Введение 4
1 Аналитический обзор с обоснованием выбора стали и характеристикой ее свойств 6
2 Разработка технологического процесса термической обработки стали 9
3 Карта технологического процесса термообработки 12
Выводы 13
Список использованной литературы 14

Введение:

Выбор стали для изготовления той или другой детали и метод её упрочнения определяется в первую очередь условиями работы детали, величиной и характером напряжений, возникающих в ней в процессе эксплуатации, размерами и формой детали и т.д. Свойства стали зависят от её структуры и состава. Совместное воздействие термической обработки, которая изменяет структуру, и легирования — эффективный способ повышения комплекса механических характеристик стали.
В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя. Коленчатый вал является ответственной деталью двигателя. Он воспринимает давление газов возникающее в надпоршневой полости цилиндров, и нагружается силами инерции от неуравновешенных масс механизма, совершающих возвратно-поступательное и вращательное движение. Под действием резко изменяющихся по величине и направлению газовых сил и сил инерции коленчатый вал вращается с переменной угловой скоростью, вследствие чего испытывает упругие колебания, подвергается скручиванию, изгибу, сжатию и растяжению. Сложные условия работы вала вызывают повышенный износ его шеек, деформацию отдельных элементов конструкции и явления усталости материала, порождают крутильные и осевые его колебания. Поэтому конструкция коленчатого вала должна обладать достаточной прочностью, жесткостью и износостойкостью при сравнительно небольшом весе. Коленчатые валы двигателей автомобильного и тракторного типов изготовляют методом ковки или литья из среднеуглеродистых сталей и легированных сталей
Целью данной работы является выбор стали и технологии обработки для изготовления вала ДВС повышенной прочности. 

Заключение:

Для изготовления валов для двигателей внутреннего сгорания диаметром 60 мм необходимо использовать стали 20ХН и 20ХНР. В качестве термообработки необходимо применить цементацию и закалку с низкий отпуск с охлаждением в масле. Для предупреждения отпускной хрупкости, к которой чувствительны стали с хромом, вал после нагрева следует охлаждать в масле.

Фрагмент текста работы:

 
1 Аналитический обзор с обоснованием выбора стали и характеристикой ее свойств

Изначально валы могли изготавливаться из углеродистых конструкционных сталей марок: Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, сталь 20, сталь 20пс, сталь 20кп, Ст4кп, которые (согласно данным марочника сталей [4]) имеют свойства близкие к заданным (предел текучести 200–230 МПа и относительное удлинение20-22%). Химический состав и свойства таких марок как сталь 20 и Ст4кп приведены в таблицах 1, 2 и 3.
Таблица 1 — Химический состав Сталь 20
C Si Mn Ni S P Cr Cu As
0.17 — 0.24 0.17 — 0.37 0.35 — 0.65 до 0.3 до 0.04 до 0.035 до 0.25 до 0.3 до 0.08

Таблица2 — Химический состав Ст4кп
C Si Mn Ni S P Cr N Cu As
0.18 — 0.27 до 0.05 0.4 — 0.7 до 0.3 до 0.05 до 0.04 до 0.3 до 0.008 до 0.3 до 0.08

Таблица 3 — Механические свойства при Т=20oС
Сортамент Размер Напр. σв σT δ5 ψ KCU Термообр.
— мм — МПа МПа % % кДж / м2 —
20 Прокат до 80 410 245 25 55 Нормализация
Ст4кп Прокат 400-510 225-255 22

Данные марки сталей являются низкоуглеродистыми и достаточно пластичными, при повышении содержания углерода в сплаве предел текучести растет, а относительное удлинение уменьшается, так свойства стали 30 приведены в таблицах 4 и 5.
Таблица 4 — Химический состав в % Сталь 30 ГОСТ 1050 — 88
C Si Mn Ni S P Cr Cu As
0.27 — 0.35 0.17 — 0.37 0.5 — 0.8 до 0.3 до 0.04 до 0.035 до 0.25 до 0.3 до 0.08