нні в маслі (вуглецеві стали не застосовуються, т. к. при охолодженні їх у воді після гарту спостерігається підвищена деформація);
гарну оброблюваність різанням.
Для відповідальних важконавантажених шестерень з високою міцністю серцевини зуба застосовують конструкційні цементуемие стали 20, 20Х и 18ХГТ. Механічні властивості і прокаливаемость цих сталей наведені в таблицях 3.6, 3.7 відповідно.
Таблиця 3.6 - Механічні властивості сталей 20, 20Х, 18 ХГТ (перетин 50мм) [3]
Марка сталіРежім термообробки? в, Н/мм 2? 0,2, Н/мм 2 d,%?,% KCU, Дж/см 2 HRC поверх.HRC сердц.20Ц 920-950 ° С З 800-820 ° С вода, але 180-200 ° С, в-х490-590290-34018455458-6020-2520ХЦ 920-950 ° С підст. З 800-820 ° С масло, але 180-200 ° С, в-х80065011456058-6030-3318ХГТЦ 920-950 ° С підст. З 820-860 ° С масло, але 180-200 ° С, в-х10008009508058-6132-34
Таблиця 3.7 - Прожарювана сталей 18ХГТ, 20Х, 20ХГР [3]
Марка сталіКрітіческій діаметр в маслі, ммКількість мартенситу,% 20- - 20Х20-355018ХГТ12-5050
З наведених даних видно, що сталь 20 не забезпечує необхідні властивості виробу. Стали 20Х и 18ХГТ забезпечують необхідний комплекс властивостей. Однак, сталь 18ХГТ через легування хромом, марганцем і титаном має більш високу вартість, що робить її застосування не доцільним. Таким чином, для виготовлення шестерні із заданими властивостями доцільно використовувати сталь 20Х.
Основними легуючими елементами стали 20Х є хром, Основне призначення хрому - це підвищення прокаливаемости. Хімічний склад сталі 20Х наведено в таблиці 3.8.
Таблиця 3.8 - Хімічний склад сталі 20Х,% мас. [3]
CSiMnCrPSCuNi0,17-0,230,17-0,370,5-0,80,7-1,00,0350,0350,0350,30
Температури критичних точок наведені в таблиці 3.9.
Таблиця 3.9 - Температури критичних точок сталі 20Х, ° С [3]
Ас 1 Ас 3 Аr 3 Аr 1 М н 750825755665390
Зміна властивостей сталі в залежності від температури відпустки наведено в таблиці 3.10.
Таблиця 3.10 - Вплив температури відпустки на механічні властивості сталі 20Х [3]
Т отп, ° С? в, Н/мм 2? 0,2, Н/мм 2 d,%?,% KCU, Дж/см 2 Твердість, HRCсердц.поверх.2008806501868118325930088069016651473259400850690187017631585007806702071196315860073061020702252857
З наведених у таблиці 3.10 даних видно, що необхідні властивості матеріалу можна забезпечити, якщо в якості хіміко-термічної обробки застосовувати цементацію з загартуванням з Цементаційні нагріву і низький відпустку при температурі 180-200 ° С.
3.3 Вибір матеріалу для виготовлення пружини
Як матеріал для виготовлення пружин, які працюють у різних механізмах, застосовують пружинно-ресорні сталі загального призначення.
При виборі матеріалу необхідно враховувати вигляд виробу і умови його експлуатації:
пружина має перетин 15 мм;
не відчуває високих навантажень;
р?? ботает в звичайних атмосферних умовах;
не є виробом відповідального призначення.
Виходячи з цього, пружину доцільно виготовляти з конструкційних ресорно-пружинних сталей легованих кремнієм: 55С2, 60С2, 70С3.
У таблиці 3.11 наведено порівняльний аналіз механічних властивостей сталей 55С2, 60С2 і 70С3 після типовий термічної обробки.
Таблиця 3.11 - Механічні властивості сталей 55С2, 60С2 і 70С [3]
Марка сталіТерміческая обробка? в, Н/мм 2? 0,2, Н/мм 2 d,%?,% НВ ?? упр, Н/мм 2 (при n=10 6) закалкаотпуск55С2870 ° С, масло460 ° С в-х13001200630445-34150060С2870 ° С, масло13001200625477-38850070С3860 ° С, масло18001600625445-388570
З таблиці 3.11 видно, що за величинами відносних подовжень і звужень при розриві, а також втомної міцності всі пропоновані стали відповідають вимогам. Однак, сталь 55С2 забезпечує значення твердості нижче необхідного, тому її використання є не доцільним для виготовлення даної пружини. Сталь 70С3 забезпечує сильно високі межі міцності і текучості, крім того, ця сталь схильна до графітизації і обезуглероживанию.
Таким чином, для виготовлення пружини із заданим комплексом властивостей, необхідно використовувати сталь 60С2. Хімічний склад, температури критичних точок і прокаливаемость сталі 60С2 наведені в таблицях 3.12, 3.13 і 3.14 відповідно.
Таблиця 3.12 - Хімічний склад сталі 60С2,% мас. [3]
CSiMnCrPSCuNi0,57-0,651,5-2,00,6-0,90,30,...
