Назначьте режим обработки шестерни из стали 20ХГР с твердостью зуба, равной 58…62HRC. Опишите микроструктуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термической обработки. (Решение → 17)

Заказ №39301

Назначьте режим обработки шестерни из стали 20ХГР с твердостью зуба, равной 58…62HRC. Опишите микроструктуру и свойства поверхности зуба и сердцевины шестерни после термической обработки.

Сталь 20ХГР – конструкционная легированная сталь. Данная сталь применяется в промышленности для изготовления таких деталей как: зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, пальцы, втулки и другие улучшаемые или цементуемые детали, работающие в условиях ударных нагрузок. Сталь 20ХГР поставляется в виде сортового проката, фасонного, калиброванных прутков, поковок. Сталь поставляется термически-обработанной согласно ГОСТ 4543-71. Химический состав стали (ГОСТ 4543-71) представим в таблице 1. Таблица 1 – Химический состав в % материала сталь 20Х C Si Mn Ni S P Cr Cu В 0.18 - 0.24 0.17 - 0.37 0.7 - 1 до 0.3 до 0.035 до 0.035 0.75 – 1,05 до 0.3 0,001- 0,005 Сталь 20ХГР, согласно ГОСТ 4543-71, в состоянии поставки имеет предел прочности на разрыв в   780МПа , относительное удлинение 5   9% , относительное сужение   50%. , ударная вязкость 3 78Дж / см Твердость стали в состоянии поставки - HB 197 Таблица 2 – Температура критических точек стали Ac1 Ac3(Acm) Ar3(Arcm) Ar1 735 835 730 670 Сталь 20ХГР– конструкционная легированная сталь. По структуре эта сталь – доэвтектоидная, по содержанию углерода – низкоуглеродистая, по назначению – конструкционная, по способу раскисления – спокойная, по качеству – качественная, по содержанию легирующих элементов - низколегированная. Микроструктура стали в исходном состоянии - феррито-перлитная (рисунок 1). 229 Рисунок 1 – Схема микроструктуры стали в исходном состоянии Так как сталь 20ХГР является малоуглеродистой, т.е. содержит С<0,25%, закалку она не воспринимает, однако, она подвергается химико-термической обработкецементации. Цементация проводится при нагреве на 920 -9500С в специальных цементационных печах. Насыщение поверхности углеродом идет со скоростью 0,15мм/час. Исходя из требований, предъявляемых к детали, считаем, что необходимо выполнить следующие операции термической обработки для повышения износостойкости рабочих поверхностей вала, шеек и кулачков. - цементация - закалка -низкий отпуск. Цементация – это поверхностное диффузионное насыщение малоуглеродистой стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости. Закалка после цементации выполняется для упрочнения рабочей поверхности до HRc 58..62 , а сердцевина остается не упрочненной относительно мягкой и пластичной. В таком состоянии шестерня наиболее работоспособна и хорошо противостоит как ударным, так и истирающимся нагрузкам. Низкий отпуск применяется для снятия внутренних напряжений.