Выбрать материал для изготовления вала двигателя, работающего с вибрациями. Рекомендовать термическую и химико - термическую обработку, обеспечивающую заданные свойства. Привести химический состав выбранного материала, а также микроструктуру в готовом изделии.
Диаметр = 30 мм
σT = 650 МПа
KCU = 8,5 кгс*м/см2
Повышенная износостойкость цапф, вращающихся в подшипниках +.
Ответы
Ответ:
Для изготовления вала двигателя, работающего с вибрациями, рекомендуется выбрать сталь 40Х, так как она обладает высокой прочностью и устойчивостью к усталости при динамических нагрузках.
Химический состав стали 40Х:
- углерод 0,37-0,44%,
- кремний 0,17-0,37%,
- марганец 0,50-0,80%,
- хром 0,80-1,10%,
- сера до 0,035%,
- фосфор до 0,035%.
Для обеспечения необходимых свойств валу рекомендуется провести термическую и химико-термическую обработку. После обработки сталь должна иметь твёрдость 260-320 HB, прочность на растяжение не менее 650 МПа и показатель ударной вязкости KCU не менее 8,5 кгс*м/см2.
Термическая обработка включает нагрев стали до температуры 860-890 °C, выдержку при этой температуре в течение 2 часов и последующее охлаждение в воздухе. Химико-термическая обработка заключается в цементации поверхностного слоя вала с последующим отжигом. В результате получается поверхностный слой со значительно повышенной твёрдостью и износостойкостью.
Микроструктура в готовом изделии должна быть однородной, с мелкими зернами и отсутствием дефектов, таких как трещины, шлаковые включения и поры.