АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Условие работы кернера из стали У8А и обоснование выбора материала

При работе в слесарной мастерской, для того чтобы просверлить отверстие, необходимо предварительно наметить центр этого отверстия, это осуществляется при помощи специального инструмента называемого кернером.

Кернер при работе испытывает ударные нагрузки. Рабочая часть (заострённая) ставится на место предполагаемого центра отверстия и ударом молотка по верхней части производится разметка. Возможно незначительное нагревание кернера при работе.

Интервал рабочих температур, будет зависеть от места использования. Кернер используют при работе в слесарной мастерской, где температура воздуха должна быть 15 - 17 0 С. Относительная влажность воздуха должна быть где - то 60 %.

Сталь У8, У8А – это заменитель стали У7, У7А, У10, У10А.

Вид поставки – сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1435 – 90, ГОСТ 2590 – 88, ГОСТ 2591 – 88, ГОСТ 2879 – 8. Калиброванный пруток ГОСТ 1435 – 90, ГОСТ7417 – 75, ГОСТ 8559 – 75, ГОСТ 8560 – 78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 1435 – 90, ГОСТ 14955 – 77. Лента ГОСТ 2283 – 79, ГОСТ 10234 – 77. Полоса ГОСТ 4405 – 75, ГОСТ 103 – 76. Поковки и кованая заготовка ГОСТ 1435 – 90, ГОСТ 4405 – 75, ГОСТ 1133 – 71.

Расшифровка марки стали У8А: буква У говорит о том, что перед нами инструментальная нелегированная сталь, а буква А - о том, что это высококачественная сталь, в которой присутствует углерод в количестве 0,8%.

Назначение – для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек.

Температура критических точек, ^оС [81 ]

Химический состав, %(ГОСТ 1435 - 90)

Твердость стали после термообработки (ГОСТ 1435 – 90)

Механические свойства ленты (ГОСТ 2283 – 79)

Предел выносливости [81] σ_-1 = 490 Мпа, σ_в = 1860 Мпа, НВ 611.

Твердость стали в зависимости от температуры отпуска

Закалка с 780 – 800 ^оС в воде.

Механические свойства в зависимости от температуры испытания

Технологические свойства [81]

Температура ковки,^оС: начала 1180, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, сечения 101 – 300 мм – в яме.

Свариваемость – не применяется для сварных конструкций. Способ сварки – КТС [138].

Обрабатываемость резанием – К_{v б.ст} = 1,1 и К_{v тв.спл} = 1,2 при НВ 187 – 227.

Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.

Флокеночувствительность – не чувствительна.

Теплостойкость [81]

Прокаливаемость [51, 81]

Критический диаметр равен 15 – 20 мм после закалке в воде и 4 – 6 мм после закалки в масле.

Шлифуемость – хорошая.

Структура эвтектоидной стали - перлит, т.е. механическая смесь двух фаз - феррита и цементита, в которой частицы цементита равномерно распределены в массе феррита. В зависимости от формы выделений цементита различают пластинчатый и зернистый перлит.

Вторичная кристаллизация эвтектоидной стали (0,8 %) начинается сразу с эвтектоидного превращения:

₊ .

Относительное количество фаз соответственно сразу после превращения:

.

При комнатной температуре фазовый состав – 88,3 % феррита и 11,7% цементита, структурная составляющая одна – перлит. Перлит имеет характерное строение с чередующимися полосками феррита и цементита, причем в каждом зерне перлита ориентировка полосок своя, отличная от таковой в соседнем зерне.

Первичная кристаллизация сплавов системы железо-углерод начинается по достижении температур, соответствующих линии ABCD (линии ликвидус), и заканчивается при температурах, образующих линию AHJECF (линию солидус). При кристаллизации сплавов по линии АВ из жидкого раствора выделяются кристаллы твердого раствора углерода в α-железе (β-раствор). Процесс кристаллизации сплавов с содержанием углерода до 0,1 % заканчивается по линии АН с образованием α (β)-твердого раствора. На линии HJB протекает перитектическое превращение, в результате которого образуется твердый раствор углерода в γ-железе, т. е. аустенит. Процесс первичной кристаллизации сталей заканчивается по линии AHJE. При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого раствора кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3% до 6,67% углерода, при температурах, соответствующих линии CD, начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристал­лизующийся из жидкой фазы, называется первичным. B точке С при температуре 1147°С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3% образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Эвтектическое превращение с образованием ледебурита можно записать формулой ЖР_4,3Л[А_2,14+Ц_6,67]. Процесс первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECF образованием ледебурита. Таким образом, структура чугунов ниже 1147°С будет: доэвтектических – аустенит + ледебурит, эвтектических – ледебурит и заэвтектических – цементит (первичный) + ледебурит. Превращения, происходящие в твердом состоянии, называются вторичной кристаллизацией. Они связаны с переходом при охлаждении γ-железа в α-железо и распадом аустенита. Линия GS соответствует температурам начала превращения аустенита в феррит. Ниже линии GS сплавы состоят из феррита и аустенита. Линия ЕS показывает температуры начала выделения цементита из аустенита вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените с понижением температуры. Цементит, выделяющийся из аустенита, называется вторичным цементитом. В точке S при температуре 727°С и концентрации углерода в аустените 0,8% образуется эвтектоидная смесь состоящая из феррита и цементита, которая называется перлитом. Перлит получается в результате одновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита. Процесс превращения аустенита в перлит можно записать формулой А_0,8П[Ф_0,03+Ц_6,67]. Линия PQ показывает на уменьшение растворимости углерода в феррите при охлаждении и выделении цементита, который называется третичным цементитом. Следовательно, сплавы, содержащие менее 0,008% углерода (точка Q), являются однофазными и имеют структуру чистого феррита, а сплавы, содержащие углерод от 0,008 до 0,03% – структуру феррит + цементит третичный и называются техническим железом.

Доэвтектоидные стали при температуре ниже 727°С имеют структуру феррит + перлит и заэвтектоидные – перлит + цементит вторичный в виде сетки по границам зерен. В доэвтектических чугунах в интервале температур 1147–727°С при охлаждении из аустенита выделяется цементит вторичный, вследствие уменьшения растворимости углерода(линия ES). По достижении температуры 727°С (линия PSK) аустенит, обедненный углеродом до 0,8% (точка S), превращаясь в перлит. Таким образом, после окончательного охлаждения структура эвтектических чугунов состоит из перлита, цементита вторичного и ледебурита превращенного (перлит + цементит).

Структура эвтектических чугунов при температурах ниже 727°С состоит из ледебурита превращенного. Заэвтектический чугун при температурах ниже 727°С состоит из ледебурита превращенного и цементита первичного.

Рисунок 1: α-диаграмма железо-цементит, β-кривая охлаждения для сплава, содержащего 0,8% углерода.

Правило фаз устанавливает зависимость между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз и выражается уравнением:

C = K + 1 – Ф,

где С – число степеней свободы системы;

К – число компонентов, образующих систему;

1 – число внешних факторов (внешним фактором считаем только температуру, так как давление за исключением очень высокого мало влияет на фазовое равновесие сплавов в твердом и жидком состояниях);

Ф – число фаз, находящихся в равновесии.

Сплав железа с углеродом, содержащий 0,8% С, называется эвтектоидной сталью. Его структура при комнатной температуре – Перлит.

При 0,8% углерода в структуре остается только перлит, называемый эвтектоидом. Сталь, содержащую 0,8% углерода, называют эвтектоидной.

Углеродистая сталь У8 после закалки и отпуска имеет структуру мартенсит отпуска и твердость: первая – 50 HRC, вторая – 60 HRC. Используя диаграмму состояния железо – карбид железа и учитывая превращения, происходящие в этой стали в процессе закалки и отпуска, сталь У8 имеет большую твердость.

Закалка – термическая обработка – заключается в нагреве стали до температуры выше критической (А3 для доэвтектоидной и А1 – для заэвтектоидной сталей) или температуры растворения избыточных фаз, в выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую.

Для стали У8 критическая точка АС1 = 720°С, поэтому температура закалки равна 770-790°С.

Низкий отпуск снижает закалочные макронапряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость без заметного снижения твердости. При отпуске уменьшается степень тетрагональности кристаллической решетки мартенсита вследствие выделения из нее углерода в виде γ-карбида.

Низкий отпуск для этой стали проводится при температуре 160-200?С. Более высокие температуры применять не следует, так как это приводит к снижению твердости, статической и усталостной прочности, из­носостойкости изделий. Структура стали У8 – отпущенный мартенсит + цементит (при доэвтектоидной концентрации углерода

в стали У8 цементит выделяться не будет).

твердость перлита с 0,8%С – 180НВ.

Удельный вес: 7839 кг/м³

Дата добавления: 2015-08-14 | Просмотры: 799 | Нарушение авторских прав