Требования к сталям для измерительного инструмента для контроля размера резьбы при изготовлении деталей. Влияние легирующих элементов на свойства инструментальной стали. Основы теории термической обработки. Особенности предварительной обработки.
Аннотация к работе
Калибром называется бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля (проверки) размеров, формы и взаимного расположения поверхностей детали. В зависимости от формы контролируемой поверхности калибры разделяет на гладкие - для контроля деталей гладких цилиндрических соединений, шлицевые, конусные и специальные.2.1 Требования к сталям для измерительного инструмента [2] Стали для измерительных инструментов должны обладать: · высокой твердостью и износостойкостью Из этих требований износостойкость и высокое постоянство размеров являются решающими, особенно для инструментов высокого класса точности.Хром обеспечивает одновременно удовлетворительную прокаливаемость с износостойкостью, а также повышает устойчивость ферритной фазы (т.е. является ферритизатором). Дальнейшее повышение содержания хрома вызывает карбидную неоднородность, которая понижает механические свойства и обрабатываемость резанием. Вольфрам, хотя и понижает прокаливаемость (табл.1), значительно повышает износостойкость стали за счет увеличения в структуре количества и повышения твердости карбидов. Легирующие элементы влияют на температуру начала мартенситного превращения, и как следствие, на количество остаточного аустенита в закаленной стали. Для получения одинаковых результатов сталь, легированную такими элементами, как хромом, молибденом, кремнием и др., нужно нагревать при отпуске до более высокой температуры или увеличивать продолжительность отпуска по сравнению с углеродистой сталью.При отжиге происходят первое и второе основные превращения стали: перлита в аустенит и аустенита в перлит. Температура нагрева должна быть лишь немного выше Ас1, чтобы сохранить нерастворенной большую часть избыточных карбидов и получить структуру зернистого перлита. Выдержка в течение 30-60 мин после прогрева обеспечивает растворение той части карбидов, которая может быть переведена в аустенит при данной температуре, а также обеспечивает выравнивание в нем концентрации углерода и легирующих элементов. Заготовку охлаждают со скоростью 50 - 60°С/ч до температуры изотермической выдержки (670-720°С), а затем выдерживают для завершения распада аустенита с образованием феррито-карбидной структуры.При закалке происходят первое и третье основные превращения стали: перлита в аустенит и аустенита в мартенсит. Нагрев выше Асм опасен и не нужен, так как он снижает твердость и износоустойчивость вследствие растворения избыточного цементита и увеличения остаточного аустенита; также при таком нагреве растет зерно аустенита, увеличивается возможность возникновения больших закалочных напряжений, интенсивнее обезуглероживается сталь с поверхности и т.д. Закалка производится в масло для предотвращения появления трещин и коробления.Наличие остаточного аустенита делает размеры закаленных деталей нестабильными изза возможного протекания процесса изотермического распада аустенита. Обработка холодом, уменьшающая количество остаточного аустенита, стабилизирует размеры закаленных деталей. Отпуск уменьшает содержание углерода в мартенсите до 0,4-0,5 % и снижает напряжения до уровня, при котором они не вызывают изменений формы и размеров. Аустенит, сохранившийся после однократной обработки холодом, частично превращается в эксплуатации, вызывая небольшой прирост длины. Поэтому инструменты высокого класса точности, в том числе инструменты длиной >50 мм подвергают многократной обработке холодом.Отпуск производится при температуре 230-275°С в соответствии с табл.5, твердость после отпуска HRC 57-61.В результате назначенного режима термообработки получится сталь высокой и равномерной твердости, повышенной износостойкостью и постоянством размеров детали.
План
Оглавление
1. Краткие сведения о мерительном инструменте [1]
2. Выбор стали
2.1 Требования к сталям для измерительного инструмента [2]
2.2 Влияние легирующих элементов на свойства инструментальной стали
2.3 Характеристики стали 9ХВГ [4]
3. Основы теории термической обработки [3]
4. Режим термообработки для стали 9ХВГ
4.1 Предварительная обработка - отжиг
4.2 Закалка
4.3 Обработка холодом
4.4 Отпуск
5. Выводы
Список использованной литературы
1. Краткие сведения о мерительном инструменте [1]
Вывод
В результате назначенного режима термообработки получится сталь высокой и равномерной твердости, повышенной износостойкостью и постоянством размеров детали. Полученная сталь отвечает требованиям задания.
Возможная замена стали: сталь марки ХВГ, которая тоже относится к инструментальным сталям повышенной прокаливаемости, тоже является заэвтектоидной и среднелегированной, имеет близкий к стали 9ХВГ химический состав. [4]
Список литературы
[1] Чернова Т.А. Лабораторный практикум по курсу "Метрология, стандартизация и сертификация", РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2013
[2] Меськин В.С. Основы легирования стали, Металлургиздат, 1959
[3] Гуляев А.П. Металловедение, Металлургия, 1986
[4] Сорокин В.Г. Марочник сталей и сплавов, Машиностроение, 1989