Определение влияния температуры нагрева и скорости охлаждения на структуру и свойства стали 40.

Исходные данные:

1. Содержание углерода в стали – С=0,4 %

2. Состояние до термической обработки – равновесное

3. Структура стали до ТО – феррит+перлит

4. Температура критических точек стали 40 (определяется по диаграмме состояния Fe-Fe₃C) Ас₁=______°С, Ас₃=_____°С

5. Твёрдость образца из стали 40 до ТО (в равновесном состоянии) HRB=_____, HB=______МПа, σ_в=____МПа

 

№ обр.	Темп. ТО, °С	Структура стали при нагреве	Время выдержки при ТО, мин	Охлаж- дающая среда	Твёрдость	σв, МПа	Предполагаемая структура после охлаждения
HRB	HRC	HB, MПа
				Вода	-
	Масло	-
	Воздух		-
				Вода	-
	Масло	-
	Воздух		-
				Вода	-
	Масло	-
	Воздух		-
				Вода	-
	Масло	-
	Воздух		-

σв

 

Вывод.

 

Протокол №2

Проведение отпуска стали 40 после закалки на структуру мелкоигольчатого мартенсита

 

Исходные данные:

1. Содержание углерода в стали – С = 0,4 %

2. Состояние до отпуска – неравновесное

3. Структура стали до отпуска – мелкоигольчатый мартенсит

4. Температура отпуска стали 40: низкого – 160 – 200°С, среднего – 300-400°С, высокого – 500 – 600°С

5. Механические свойства стали 40 до отпуска (после закалки): HRС=_____, HB=______МПа, σ_в=______МПа

 

№ обр.	Темп. отпуска, °С	Время отпуска, мин	Вид отпуска	Твердость	σв, МПа	Предпола-гаемая структура	Свойства стали после отпуска, назначение вида отпуска
HRC	HB, МПа
			низкий
			средний
			высокий

 

 

		Температура отпуска

 

Вывод:

Лабораторная работа 3

ЛИТЬЕ В ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ ФОРМЫ

Литейное производство - отрасль машиностроения, которая занимается изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму (называемую литейной формой), полость которой имеет конфигурацию заготовки или детали. Основной задачей литейного производства является получение заготовок, максимально приближенных по форме и размерам к форме и размерам готовой детали, чтобы последующая обработка заготовок сводилась к отделочной обработке и шлифованию.

Цель работы: изучить основы проектирования технологии изготовления отливок, сделать эскиз отливки с литейно-модельными указаниями, произвести расчеты литниково- питающей системы, габаритов опок, размеров литейной формы и дать оценку эффективности данного способа изготовления заготовки.

 

Основы теории

 

Сущность литья в песчано-глинистые формы заключается в изготовлении отливок свободной заливкой расплавленного металла в разовую разъемную и толстостенную литейную форму, изготовленную из формовочной смеси по многократно используемым модельным комплектам (деревянным или металлическим), с последующим затвердеванием залитого металла, охлаждением отливки в форме, извлечением ее из формы с последующей отделкой.

Отличительными особенностями способа являются малые теплопроводность, теплоемкость и плотность песчаной формы, что позволяет получить отливки с малой толщиной стенки (2,5...5 мм); невысокая интенсивность охлаждения расплава в форме приводит к снижению скорости затвердевания отливки, укрупнению структуры и к появлению в массивных узлах усадочных раковин и пористости; сравнительно низкая огнеупорность материала способствует развитию на поверхности контакта форма - отливка физико-химических процессов, которые могут приводить к появлению пригара в поверхностном слое отливки.

Изготовление отливок в песчано-глинистых формах производится в определенной последовательности (рис.1.1).

Рис. 1.1. Схема технологического процесса получения отливок в

песчано-глинистых формах.

Для изготовления литейных форм используются модельный комплект, формовочные и стержневые смеси и другие материалы и оборудование.

Модельный комплект - совокупность технологической оснастки, необходимой для создания в форме полости, соответствующей конфигурации отливки. Модельный комплект включает литейные модели, модельные плиты, стержневые ящики (рис.1.2), модели элементов литниковой системы.

Рис.1.2. Разьемная модель отливки

Литейная модель - приспособление, с помощью которого в литейной форме получают полость с формой и размерами, близкими к конфигурации отливки.

Модельная плита - металлическая плита с закрепленными на ней моделями и элементами литниковой системы.

Стержневой ящик - приспособление, служащее для изготовления стержней. Литейные стержни используют для получения отверстий и полостей в отливках.

Литниковая система - система каналов, по которым расплавленный металл поступает в полость литейной формы. Литниковая система обычно состоит из литниковой чаши, предназначенной для приема струи расплава, вытекающей из разливочного ковша; вертикального канала - стояка, передающего расплав из литниковой чаши к другим элементам литниковой системы; шлакоуловителя, служащего для задержания шлака; питателя -канала, предназначенного для подачи расплава непосредственно в полость литейной формы и выпора, служащего для отвода газов из полости формы, контроля за заполнением формы сплавом и питания отливки при затвердевании (рис.1.3).

Рис. 1.3. Элементы литниковой системы:1 - литниковая чаша; 2 - стояк;

3 - шлакоуловитель; 4 - питатели

Форму и стержни изготавливают из формовочных смесей, которые должны обладать следующими свойствами: пластичностью, текучестью, газопроницаемостью, огнеупорностью, прочностью, противопригарностью.

Формовочная смесь содержит кварцевый (SiO₂) или цирконовый (ZrO₂·SiO₂) песок, глину, воду и противопригарные материалы (каменный уголь, мазут, графит, краски и др.).

Формовочные смеси по характеру использования разделяют на облицовочные, наполнительные и единые.

Облицовочная смесь - это формовочная смесь, используемая для изготовления рабочего слоя формы. Такие смеси содержат повышенное количество исходных формовочных материалов (песка и глины) и имеют высокие физико-механические свойства.

Наполнительная смесь - это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Ее приготавливают путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных материалов (песка и глины). Облицовочные и наполнительные формовочные смеси используют для изготовления крупных и сложных отливок.

Единая смесь - это формовочная смесь, применяемая одновременно в качестве облицовочной и наполнительной смеси. Такие смеси применяют при машинной формовке в серийном и массовом производствах.

Литейная песчано-глинистая форма представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, заливаемую расплавленным металлом. Она состоит из верхней и нижней полуформ, которые изготавливают в литейных опоках - приспособлениях для удержания формовочной смеси.

Литейная песчаная форма должна обладать:

- прочностью - способностью выдерживать силовые нагрузки, возникающие при заливке расплавленного металла и транспортировке форм. Прочность смеси во влажном состоянии зависит от содержания глины, воды, уплотнения формовочной смеси и других факторов;

- газопроницаемостью - способностью пропускать газы, образующиеся в литейной форме при заливке расплавленного металла. Газопроницаемость зависит от размера и формы зерен кварцевого песка, влажности и других факторов;

- податливостью - способностью уменьшаться в объеме под действием усадки отливки при ее охлаждении;

- огнеупорностью - способностью не расплавляться под действием тепла расплавленного металла, заливаемого в форму, и не вступать с ним в химическое взаимодействие.

Внутренние полости в отливках выполняются с помощью стержней. Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой. Для повышения прочности стержней используют связующие материалы. Они делятся на два класса: А - неводные и Б - водные, растворяющиеся в воде. К материалам класса А относятся масла, битумы, канифоль, класса Б - декстрин (продукт получаемый из картофельного крахмала обработкой разбавленными кислотами при нагревании), патока, барда (отход, получаемый при обработке древесины слабой сернистой кислотой, в процессе изготовлении бумаги).