Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне державне бюджетне освітня
установа вищої професійної освіти
«Тульський державний університет»
Кафедра «Фізики металів і матеріалознавства»
Курсовий проект
Розробка технологічного процесу термічної обробки пружини зі сталі 60С2А
Виконав студент гр. 622611
Каукіна А.І
Перевірив
Доцент кафедри ФММ
Мельниченко Н.В.
Тула +2014
1. Аналіз умов роботи пружини зі сталі 60С2А
Пружина-деталь загального призначення, повинна мати наскрізну прокаливаемость, оскільки відчуває напругу стиснення.
Пружини випробовують у роботі багаторазові знакозмінні навантаження і після зняття навантаження повинні повністю відновлювати свої первинні розміри. У зв'язку з такими умовами роботи метал, що вживається для виготовлення пружин, має володіти, крім необхідної міцності в умовах статичною, динамічної або циклічної навантажень, досить хорошою пластичністю, високими межами пружності і витривалості і високої релаксаційної стійкістю, а при роботі в агресивних середовищах (атмосфері пара, морській воді та ін.) повинен бути також і корозіостійким.
Не менш важливі для металу пружин також технологічні властивості: мала схильність до зростання зерна і обезуглероживанию в процесі термічної обробки, глибока прокаливаемость, низька критична швидкість, мала чутливість до відпускної крихкості.
На якість пружин впливає стан поверхні прутиків, проводи й смуг, наявність зовнішніх дефектів (тріщин, раковин, задирок, окалини та ін.), а також обезуглероженного шару знижує пружні і циклічні властивості металу. Тому зовнішні дефекти на поверхні прутиків і смуг повинні бути видалені зачисткою або шліфуванням, а глибина обезуглероженного шару не повинна перевищувати певну норму, встановлену ГОСТом на ресорно-пружинну сталь.
Високі властивості (максимальні межі пружності і витривалості) пружини і ресори мають при твердості HRC 40-45 (структура - тростит), яка досягається після гарту (з рівномірним і повним мартенситним перетворенням по всьому об'єму металу) і середнього відпустки при 400-500 0С (залежно від сталі).
2. Характеристика стали 60С2А, хімічний склад і механічні властивості.
Призначення - високонавантажені пружини, торсіонні вали, пружинні кільця, цанги, фрикційні диски та ін.
Хімічний склад сталі 60С2А:
Марка сталіКремній (Si),% Марганець (Mn),% Мідь (Cu),% Нікель (Ni),% Сірка (S),% Вуглець (C),% Фосфор (P), % Хром (Cr),% 60С2А1.6-2.00.60-0.90не більше 0.2не більше 0.25не більше 0.0250.58-0.63не більше 0.025не більше 0.3
Технологічні властивості
Температура початку ковки 1200 0С, кінця 800 0С.
Зразки перерізом до 250 мм охолоджуються на повітрі, 251-350мм - в ямі.
Зварюваність - не застосовується для зварних конструкцій.
Оброблюваність різанням - в гарячекатаному стані при НВ 270-320, Gв=1080МПа.
До відпускної крихкості несхильністю.
Механічні властивості стали 60С2А
Температури критичних точок стали 60С2А:
АС1 - 770 ° С
Ас3 - 820 ° С
Мн - 305 ° С
Структурний клас - евтектоїдна сталь
Клас по твердості і в'язкості - високої твердості
Клас за хімічним складом - низьколегована сталь
Клас за якістю - високоякісна конструкційна.
3. Розробка маршрутної технології виготовлення пружини
. Отримання заготовки - провід (ковальський цех).
. Попередня термообробка - відпал повний (термічний ділянку ковальського цеху).
. Контроль твердості (термічний ділянку ковальського цеху).
. Попередня механічна обробка (механічний цех).
. Остаточна термообробка - загартування, відпустка середній (термічний ділянку механічного цеху).
. Контроль твердості (термічний ділянку механічного цеху).
. Остаточна механічна обробка (механічний цех).
. Контроль ...
