Выбор материала для поршневых пальцев диаметром 30 мм (твердость на поверхности 58-62 HRC)

Возможные причины брака:

1. Нарушение режимов нагрева под закалку приводит к ухудшению свойств изделия. Недогрев приводит к снижению прочности и твердости закаленной стали из-за наличия феррита в структуре. Перегрев приводит к укрупнению зерна. Возможны также пережег и обезуглероживание. Наличие этих дефектов обнаруживается металлографически, рентгеноструктурно, по изменениям HRC и KCU. Недогрев и перегрев устраняются повторным нагревом до оптимальной температуры закалки. После пережога и обезуглероживания изделие отправляется на переплав [7].

2. Нарушение скоростного режима закалки может привести к появлению

высоких закалочных напряжений и деформации детали, что также снижает свойства изделия. Предотвращение этого дефекта  достигается правильным выбором  охлаждающей среды и соблюдением  режимов закалки.Недогрев при отпуске  не обеспечивает необходимой вязкости. Перегрев при отпуске не обеспечивает определенного уровня прочности. Это означает, что нарушение температурных режимов при отпуске приводит к неблагоприятному сочетанию параметров прочности и пластичности [8].

3. Таким образом, достижение заданных эксплуатационных характеристик достигается только при строгом выполнении всех режимов в процессах изготовления и упрочняющей термической и химико-термической обработки изделия. Нельзя вносить какие-либо изменения в технологическом режиме.

 

 

 

6 Оценка показателей выбранного материала

 

Окончательный выбор материала  осуществлен с учетом основного  экономического критерия – стоимости  материала и технологичности  изготовления детали.

Сталь 15Х и недорога и технологична, но не обеспечивает заданного уровня свойств. Сталь 18ХГТ недорога и достаточно технологична, но свойства ее, хотя и  в меньшей степени, чем стали 15Х, недостаточны для заданных условий  работы. Сталь 12Х2Н4А превосходит уровень свойств и стали 15Х, и 18ХГТ, но ее стоимость очень высока. Таким образом, с учетом экономических соображений и достаточно высокого уровня характеристик материалом вала в заданных условиях эксплуатации является легированная сталь 12ХН3А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Выбор материала для работы поршневых  пальцев диаметром 30мм,испытывающих нагрузки при четырехтактном процессе и в условиях близких к пульсирующей нагрузке в случае двухтактного процесса, кроме того, поршневой палец испытывает тепловую нагрузку осуществлялся выбор четырех возможных материалов (сталь 15Х, сталь 18ХГТ, сталь 12Х2Н4А, сталь 12ХН3А), подходящих по технологическим, техническим, эксплуатационным и экономическим требованиям. С учетом всех этих требований была выбрана для вала сталь 12ХН3А.

 

Список литературы

 

1 Лахтин Ю.М. Материаловедение: учебник / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева.  – М.: Машиностроение, 1980. – 494 с.

2 Материаловедение: учебник для  высших технических учебных заведений  / Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин,  Г.Ф. Косолапов и др.; под ред.  Б.Н. Арзамасова. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 384 с.

3 Зубченко А.С. Марочник сталей  и сплавов: справочник / А.С. Зубченко. – М.: Машиностроение, 2003. – 784 с.

4 Гольдштейн М.И. Специальные  стали: учебник для вузов / М.И.  Гольдштейн, С.В. Грачев, Ю.Г. Векслер.  – М.: Металлургия, 1985. – 408 с.

5 Кудрявцев И.В. Материалы в  машиностроении: справочник в 5 т. / И.В. Кудрявцев. – М.: Машиностроение, 1967. – Т.2. Конструкционная сталь.  – 496 с.

6 Комаров В.Г. Методические указания  для выполнения курсовой работы  по дисциплине «Термическая обработка  сталей и сплавов» студентами  специальности 150702 «Физика металлов»  дневной формы обучения / В.Г. Комаров.  – Воронеж: ВГТУ, 1995. – 37 с.

7 Кузьмин Б.А. Металлургия, металловедение  и конструкционные материалы:  учебник для мех. и машиностроит. техникумов / Б.А. Кузьмин, А.И.  Самохоцкий. – 3-е изд., перераб.  и доп. - М.: Высшая школа, 1984. –  256 с.

8 Материаловедение: учебник для  вузов / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; под ред.  Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. –  7-е изд., стереотип. – М.: Изд-во  МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 648 с.