Резание материалов на примере материала 30Х3ГСНМФА-ВД.

Вариант 21. Марка материала 30Х3ГСНМФА-ВД

ВВЕДЕНИЕ

В современном машиностроении обработка резанием среди других способов технологического воздействия на обрабатываемые материалы занимает одно из определяющих мест. Это позволяет на основе современ-ных научных представлений о явлениях и закономерностях процесса реза-ния успешно решать задачи повышения производительности, качества, конкурентоспособности при производстве машин.
В условиях возрастания доли автоматизированных процессов обра-ботки резанием к изложенному дополнительно предъявляются требования повышения надежности процессов.
Создание новых поколений машин требует увеличения доли кон-струкционных материалов с более высокими эксплуатационными свой-ствами, которые, как правило, имеют низкую обрабатываемость резанием. В связи с этим необходимо применение методов интенсификации процес-сов резания. Их успешное использование позволяет существенно повысить эффективность технологических процессов изготовления машин.

1. МАТЕРИАЛ И ЕГО СВОЙСТВА

Сталь марки 30Х2ГСН2ВМ-ВД
Высоколегированная высокопрочная хромокремниевомарганце-воникелевая марка 30Х2ГСН2ВМ принадлежит группе конструкционных сталей. Содержание углерода 0,3%, хрома 2%, марганца 1%, кремния 1%, никеля 2%, вольфрама 1%, молибдена менее 1%. Входящие в ее со-став молибден и вольфрам, являются ценнейшими легирующими компо-нентами в черной металлургии. Они относятся к числу редких металлов, на их долю приходится примерно 0,001% атомов земной коры.
Открыл эти химические элементы скромный аптекарь Карле Виль-гельме Шееле из городка Упсалы (Швеция) в конце 18 века. Кроме того, именно этому замечательному химику принадлежит открытие хлора, фто-ра, кислорода, марганца, органических кислот и т.д.
Также хочется отметить, что сталь 30Х2ГСН2ВМ сваривается ручной дуговой сваркой, после которой детали переносят в печь с темпе-ратурой 650ºС, а далее охлаждают на воздухе.
Классификация: Сталь конструкционная высокопрочная высоко-легированная полученная методом вакуумно-дугового переплава.
Применение: для производства деталей сложной конфигурации, таких как лонжеры крыла, шпангоуты фюзеляжа, стабилизаторы; а также цельнокатаных колец различного назначения

Таблица 1 - Химический состав в % материала 30Х2ГСН2ВМ
C Mn Si Cr Ni W V Mo Ti Cu S P
0,24 0,31 1,00 1,30 0,90 1,20 1,50 2,00 2,00 2,50 0,90 1,30 - 0,40 0,50 - S+P 0,022 0,011 0,015

Таблица 2 - Механические свойства при растяжении, сжатии, кручении, срезе и ударном изгибе при комнатной температуре
Состояние материала Е пц 0,2 В ТР 5 10  an
МПа %
Термически обработан-ный по ре-жиму: закал-ка 930 С на воздухе или в масле 19500 950 1300 1750 1600 10 8 45 6-7

Технологические данные
Обработка давлением
Сталь хорошо деформируется в горячем состоянии в интервале тем-ператур 1180-850°С и в холодном состоянии после отжига.
Таблица 3 - Механические свойства при комнатной и высоких температу-рах
Режим
отпуска Температура
испытания,
°С Е, МПа В, МПа 0,2 , МПа
210 С – 4 ч 20 19500 1750 130
200 18000 1750 115
310 С – 4 ч 20 -- 1700 --
300 17000 1700 110
360 С – 4 ч 20 -- 1650 --
350 -- 1600 --
410 С – 4 ч 20 -- 1600 --
400 17000 1550 --
460 С – 4 ч 20 -- 1450 --
450 17000 1350 100
510 С – 4 ч 20 -- 1450 --
500 16500 1300 --
Метод выплавки
Сталь выплавляется в открытых электродуговых печах. Для особо ответственных деталей рекомендуется получать металл вакуумно-дуговым (ВД) переплавом – буквы ВД в конце маркировки
Обработка резанием
Сталь в отроженном состоянии удовлетворительно обрабатывается резанием.
Рекомендуемая термическая обработка
Предварительная термическая обработка: нормализация с 930°С и последующий отпуск при 680-700°С в течение 8-12 часов, охлаждение на воздухе.
Максимальное смягчение достигается изотермическим отжигом по режиму: нагрев до 800°С, охлаждение в печи до 650°С (или перенос в другую печь, нагретую до 650°С), выдержка при 650°С в течение 8-16 ча-сов, охлаждение на воздухе.
Окончательная термическая обработка (σв = 160-190 кгс/мм2): закал-ка с 930°С на воздухе, отпуск при 220±10°С в течение 2-3 часов, при 310 и 360°С - 2 часа.
При закалке на воздухе обеспечивается сквозная прокаливаемость цилиндра диаметром 80 мм и пластины толщиной 40 мм. Сталь имеет ма-лую поводку и обладает достаточно высокой теплостойкостью при темпе-ратурах до 400-500°С.
Окалина после термической обработки удаляется пескоструйной об-работкой. Травление закаленных деталей не допускается.
Правка деталей в термически обработанном состоянии производится статическим нагружением. После правки проводится магнитный контроль на отсутствие трещин.