Конструкционные стали высокой обрабатываемости резанием

Белорусский национальный технический университет

Механико-технологический факультет

Кафедра «Материаловедение в машиностроении»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Машиностроительные материалы»

Тема: «Конструкционные стали высокой обрабатываемости резанием»

Исполнитель:                                                   студент 3 курса группы 10401120

Митин Иван Александрович

Руководитель:                                           кандидат технических наук, доцент

Стефанович Василий Александрович

Минск 2022

Содержание

Введение        3

Основные марки сталей в соответствии с ГОСТ        4

Структурный класс сталей        8

Цель введения легирующих элементов для получения требуемых свойств        10

Предварительная и окончательная ТО и ХТО        13

Основные направления совершенствования конструкционных сталей        18

Области применения данных материалов в промышленности        20

Литература        23

Введение

Конструкционные стали высокой обрабатываемости резанием широко используются в различных отраслях промышленности, включая машиностроение, автомобильную и авиационную промышленность, судостроение и другие. Эти стали обладают высокой прочностью, твердостью и износостойкостью, что делает их идеальным материалом для производства различных деталей и компонентов. В данной курсовой работе будет рассмотрено, что такое конструкционные стали высокой обрабатываемости резанием, какие свойства они имеют и как они могут быть использованы в различных отраслях промышленности.

Основные марки сталей в соответствии с ГОСТ

Сталь 20 - ГОСТ 1050-88. Сталь 20 - конструкционная углеродистая качественная. Относится к разряду обогащенных углеродом конструкционным сталям высокого уровня качества. На производства поставляется в нескольких вариациях – серебрянка, калиброванная, кованная или горячекатаная.

Сталь 20 зачастую используется в процессе производства тех деталей, которые работают со сравнительно небольшим нагружением. Это могут быть оси, пальцы или шестерни, а также и те детали, которые будут подвергаться цементированию  для продления срока службы. Помимо всего, такой тип стали может быть использован в процессе изготовления особо тонких деталей, в большинстве своем работающих на истирание. Без термической обработки этот вид стали используется в производстве крюков подъемных кранов, а также прочих деталей, эксплуатация которых производится под некоторым давлением в диапазоне температур от -40 до +450 градусов Цельсия. Химико-термическая обработка наделяет сталь 20 всеми необходимыми свойствами для использования ее в качестве основы для деталей, главной особенностью которых является высокий уровень прочности поверхности.

Химический состав марки стали 20 очень разнообразен, ведь в нем  представлен углерод, марганец, кремний, медь, мышьяк, никель, фосфор и сера. По сути своей данный тип стали представляет собой очень интересную смесь, в составе которой имеется феррит  и перлит. В процессе термической обработки структуру материала можно изменить до пакетного мартенсита. Стоит отметить, что данные преобразования структуры приведут к тому, что прочность стали увеличиться, а ее пластичность, наоборот, уменьшиться. Если сталь 20 подвергнуть термической обработке, после этого она  может быть использована в процессе изготовления  особой продукции метизного типа.

Сталь 40Х - ГОСТ 4543-71. Сталь 40Х относится к конструкционным легированным хромистым сталям широкого применения. Ее главными достоинствами являются прочность, износостойкость и устойчивость к коррозии, а еще она экологична и безопасна для здоровья человека. Сталь сложна в изготовлении, что сказывается на ее стоимости.

Сталь 40Х является легированной хромистой сталью, что обеспечивает ей защиту от коррозии. Высокое содержание углерода придает сплаву прочность и твердость, хром также усиливает эти качества. Износоустойчивость является одним из основных достоинств сплава. Важно отметить, что, несмотря на защиту от влаги, сталь 40Х не является нержавеющей. Показатели нержавеющих сталей начинаются от 18% содержания хрома, в то время как в стали 40Х хром содержится в количестве 1.5%. Полноценная нержавейка существенно превосходит сталь 40Х по антикоррозионным свойствам, это важно знать, если вы выбираете именно нержавеющую сталь.