Материаловедение и термическая обработка. Макаров Ю.Ф - 9 стр.

UptoLike

9
Таблица 4. Свойства сталей после термической и химико-термической
обработки
Марка стали
Твёрдость
сердцевины
HRC
Твёрдость
поверхности
HRC
Толщина уп-
рочнённого
слоя, мм
40Х 1870-2410 НВ 48-53 0,15-0,20
25ХГТ 35-45 52-62 0,50-0,70
20ХГНМ
30ХГТ
26-40 58-64 1,00-1,50
12ХН3А 26-40 58 0,80-1,10
18Х2Н4ВА 35-43 56-59 0,60-0,90
20ХНМ 30-40 56-60 0,20-0,26
25Х2ГНТА 30-40 56-60 0,20-0,26
18ХГТ 30 56-60 0,20-0,25
3. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача 1
Заводу нужно изготовить вал диаметром 70 мм для работы с большими
нагрузками. Сталь должна иметь предел текучести не ниже 750 Н/мм
2
,
предел выносливости не ниже 400 Н/мм
2
и ударную вязкость не ниже 900
кДж/м
2
.завод имеет сталь трёх марок: Ст4, 45 и 20ХН3А. Какую из этих
сталей следует применить для изготовления вала? Нужна ли термическая
обработка выбранной стали и если нужна, то какая? Дать характеристику
микроструктуре и указать механические свойства после окончательной
термической обработки.
Решение задачи 1
Химический состав сталей марок Ст4, 45 и 20ХН3А :
Ст4
(ГОСТ 380-71): 0,18-0,27%С, 0,4-0,7%Mn, 0,12-0,30%Si,
<0,30% Cr; <0,30% Ni, <0,05% S, <0,04% P
Сталь 45
(ГОСТ 1050-74): 0,42-0,50%C, 0,50-0,80%Mn, 0,17-0,37%Si,
<0,25%Cr, <0,25%Ni, <0,045%S, < 0,04%P
Сталь 20ХН3А
(ГОСТ 4543-71): 0,17-0,23%C, 0,30-0,60%Mn, 0,17-
0,37%Si, 0,60-1,40%Cr, 2,75-3,15%Ni, <0,025%S, < 0,025%P
Сталь марки Ст4, согласно ГОСТ, имеет следующие свойства в состоянии
поставки (после прокатки или ковки):
σВ = 420…540 Н/мм
2
, σ0,2 = 240…260 Н/мм
2
, δ >21%.
Сталь 45 в состоянии поставки (после прокатки и отжига) имеет
твёрдость не более НВ 2070 Н/мм
2
. При твёрдости НВ 1900…2000 Н/мм
2
Таблица 4. Свойства сталей после термической и химико-термической
обработки
               Твёрдость   Твёрдость  Толщина уп-
 Марка стали  сердцевины поверхности   рочнённого
                 HRC         HRC         слоя, мм
40Х          1870-2410 НВ    48-53        0,15-0,20
25ХГТ            35-45       52-62        0,50-0,70
20ХГНМ           26-40       58-64        1,00-1,50
30ХГТ
12ХН3А           26-40         58         0,80-1,10
18Х2Н4ВА         35-43        56-59       0,60-0,90
20ХНМ            30-40        56-60       0,20-0,26
25Х2ГНТА         30-40        56-60       0,20-0,26
18ХГТ              30         56-60       0,20-0,25



     3. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
     Задача №1
    Заводу нужно изготовить вал диаметром 70 мм для работы с большими
нагрузками. Сталь должна иметь предел текучести не ниже 750 Н/мм2,
предел выносливости не ниже 400 Н/мм2 и ударную вязкость не ниже 900
кДж/м2 .завод имеет сталь трёх марок: Ст4, 45 и 20ХН3А. Какую из этих
сталей следует применить для изготовления вала? Нужна ли термическая
обработка выбранной стали и если нужна, то какая? Дать характеристику
микроструктуре и указать механические свойства после окончательной
термической обработки.
    Решение задачи №1
    Химический состав сталей марок Ст4, 45 и 20ХН3А :
    Ст4 (ГОСТ 380-71): 0,18-0,27%С, 0,4-0,7%Mn,               0,12-0,30%Si,
<0,30% Cr; <0,30% Ni, <0,05% S, <0,04% P
    Сталь 45 (ГОСТ 1050-74): 0,42-0,50%C, 0,50-0,80%Mn, 0,17-0,37%Si,
<0,25%Cr, <0,25%Ni, <0,045%S, < 0,04%P
    Сталь 20ХН3А (ГОСТ 4543-71): 0,17-0,23%C,          0,30-0,60%Mn, 0,17-
0,37%Si, 0,60-1,40%Cr, 2,75-3,15%Ni, <0,025%S, < 0,025%P
    Сталь марки Ст4, согласно ГОСТ, имеет следующие свойства в состоянии
поставки (после прокатки или ковки):
 σВ = 420…540 Н/мм2, σ0,2 = 240…260 Н/мм2, δ >21%.
    Сталь 45 в состоянии поставки (после прокатки и отжига) имеет
твёрдость не более НВ 2070 Н/мм2. При твёрдости НВ 1900…2000 Н/мм2
                                     9