РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

1. Цель работы

Приобрести навыки в теоретическом определении критических точек инструментальных сталей и назначении режимов термической обработки инструмента.

2. Ход решения

2.1. Исходные данные для выполнения работы

Вариант 11

Таблица 1 – Данные для выполнения работы

Марка стали Вид инструмента Размер сечения инструмента, мм Форма инструмента

4ХС Нож Толщина – 10 Пластина

Таблица 2 – Химический состав стали марки 4ХС

Массовая доля элементов, %

C Si Cr W Mo V Mn Ni

0,35-0,45 1,2-1,6 1,3-1,6 - - - 0,2-0,4 0,25

2.2. Расчет критических точек для термической обработки

На основе данных о химическом составе заданной марки стали проведен расчет критических точек отпуска стали по уравнениям 1-6:

????????1=727−13·????????+(9+15·????????)·????????+(−17−5·????????)·????????+(22−5·????????)·????????+(3,5+22·????????)·????????????==727−13·0,3+(9+15·0,4)·1,4+(−17−5·0,4)·1,45+(3,5+22·0,4)·0=???????????? °???? (1)

????????3=727+229·????????+(−13−30·????????)·????????+(9+66·????????)·????????+(−17−22·????????)·????????+(22−70·????????)????????+(3,5+52·????????)·????????????==727+229·0,4+(−13−30·0,4)·0,3+(9+66·0,4)·1,4+(−17−22·0,4)·0,25+(22−70·0,4)·1,45+(3,5+52·0,4)·0=???????????? °???? (2)

????н=539−423·(0,8−????????)−30,4··????????−12,1·????????−7,5·????????????==539−423·(0,8−0,4)−30,4··0,25−12,1·1,45−7,5∗0=???????????? °???? (3)

????к=????н−215=339−215=???????????? °???? (4)

????????=|0,8−С|=0,4 (5)

????={(????????−0,08)0,5, если 109????????, если ; ????=0 (6)

где Mn, C, Si, Ni, Cr, Mo, Xc, XМо – средняя концентрация элементов в стали, % (по массе). Поскольку содержание молибдена, вольфрама и ванадия в таблице 2 не приводится, считаем концентрацию этих элементов равной 0.

2.3. Назначение режима термической обработки

Нож является режущим инструментом, поэтому основное требование к свойствам его рабочей части (лезвия) – высокая твердость и износостойкость во всем сечении лезвия. Это требование обеспечивается закалкой стали в сочетании с низким отпуском.

Закалка – это вид термической обработки, заключающийся в нагреве стали на 30-50 °С выше критических точек для полного завершения фазовых превращений, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении со скоростью равной или больше критической для получения структуры мартенсита.