Введение 5
1. Литературный обзор 6
1.1 Состояние вопроса 6
1.2 Анализ влияния легирующих элементов на свойства сталей 8
1.3 Влияние термической обработки на механические свойства деталей
10
1.4 Способы повышения долговечности за счёт оптимизации свойств
стали 144
1.5 Постановка задач по ВКР 17
1.6 Выводы по литературному обзору 17
2. Методы исследования и оборудование 18
2.1 Стандартные методы исследования 18
2.2 Постановка эксперимента и обработка полученных результатов 19
2.3 Применяемое оборудование 20
2.4 Выводы по разделу 24
3. Безопасность и экологичность технического объекта 25
3.1 Организационно-техническая и конструктивно-технологическая
характеристика рассматриваемого технического объекта 25
3.2 Идентификация профессиональных рисков 25
3.3 Оценка потенциальных источников возникновения пожара 27
3.3.1 Разработка организационно-технических мероприятий по
предотвращению пожара Ошибка! Закладка не определена.
3.4 Идентификация негативных экологических факторов 27
3.4.1 Разработка организационно-технических мероприятий по
снижению негативных экологических факторов 27
3.5 Выводы по разделу 28
4. Результаты и анализ исследований 29
4.1 Сравнительный анализ пуансонодержателей 29
4.2 Моделирование режима термообработки для стали 40ХГНМ 35
4.3 Выводы по разделу 46
Заключение 47
Список используемой литературы и используемых источников 49
Приложение А Оценка безопасности и экологичности 52
Аннотация. Введение.
Улучшаемые среднеуглеродистые легированные марки сталей типа широко применяются в производстве технологической оснастки. Наличие легирующих элементов увеличивает прокаливаемость, что позволяет получить высокие свойства по всему сечению деталей. Это особенно важно для деталей штамповой оснастки, испытывающей значительные ударные нагрузки.
Повышение эффективности действующего производства за счёт снижения затрат всегда является актуальной задачей, в последние годы в мировом машиностроении четко обозначился тренд на применение более экономнолегированных марок, т.е. фактически за счёт уменьшения количества дорогих легирующих элементов, прежде всего никеля, молибдена и хрома. Однако практика показывает, что рационализация применяемых материалов без оптимизации режимов термической обработки является неэффективной. Поэтому основной задачей технолога является подбор адекватных режимов термической обработки, которые позволят не только снизить затраты на применяемый материал, но и не приведут к значимому падению долговечности деталей.
Исходя из этого, при проведении работ по применению более дешевого, но менее легированного материала, необходимо провести комплексные исследования, устанавливающие связь структуры и свойств материала в зависимости от режимов термической обработки и химического состава.
Для понимания того, как влияют режимы термической обработки на механические свойства стали, получаемые при конкретной термообработке был необходим комплексный металлографический анализ.
1. Твердость стали образцов с максимальной стойкостью занижена относительно требований чертежа (КД: 46...51 HRC, факт: 36.37 HRC).
2. Применение дополнительной термообработки перед закалкой нецелесообразно.
3. Закалка стали 40ХГНМ с температуры 900° С снижает механические свойства при дальнейшем отпуске на 15.22%.
4. При твердости 34.38 HRC большей ударной вязкостью обладают образцы из стали 40ХГНМ, закаленные с температуры 755° С, при твердости □ 38 HRC повышенная ударная вязкость отмечается у образцов закаленных с температуры 840° С.
Для производств всегда актуально повышение эффективности действующего производства, снижение материальных затрат. Однако при внедрении более экономически выгодных марок стали важно провести правильную омологацию материала. Различный уровень легирования, различная концентрация легирующих элементов в сплаве приводит к необходимости проводить тщательную подготовку производства. Ведь каждый элемент по-разному влияет на положение критических точек в сплаве. Несмотря на близость механических свойств сталей марок 38Х2МЮА и 40ХГНМ для получения стабильных высоких эксплуатационных свойств решающее значение оказывает правильно подобранные режимы термической обработки - закалки и отпуска. Этому и посвящена настоящая работа. Результаты которой показали, что потенциал деталей из марки стали 40ХГНМ, может быть значительно повышен за счёт корректно подобранных режимов и правильно установленных требований чертежа. Кроме того, анализ показал, что экономический эффект может быть увеличен за счёт отказа от предварительной термической обработки. Однако при переходе на сталь марки 40ХГНМ обращает на себя внимание очень узкий интервал существования феррита, при отсутствии которого ударная вязкость снижается.
