Cталь для студентов бакалавров магистров и инженеров всех машиностроительных специальностей по дисципл

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Нижегородский государственный технический университет

имени Р.Е. Алексеева

Кафедра Материаловедение и технологии новых материалов

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ВЫБОРА МАРКИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ СТАЛИ

Методические указания по практической работе, справочное руководство, задачник по программному комплексу «Cталь» для студентов, бакалавров, магистров и инженеров  всех машиностроительных специальностей по дисциплине Материаловедение

Нижний Новгород 2012

УДК 669.021:621.762

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ВЫБОРА МАРКИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ СТАЛИ

Изучается программный комплекс выбора марки машиностроительной стали в версии ACCESS для WINDOWS «СТАЛЬ». www.nnsteel.ru Рассмотрены возможности применения компьютерных технологий для создания баз данных и алгоритмов отбора параметров при выборе марки стали. 

Дополнительно: http://www.tehlit.ru/list.htm - ГОСТы России;

http://www.sprav-constr.ru/html/tom1/ch11.html -Справочник конструктора;

Интернет марочник http://www.splav.kharkov.com/main.php

Цель работы: приобрести навыки выбора марки машиностроительной стали для изделия с применением компьютерных технологий.

Введение

Актуальным вопросом материаловедения является выбор марки стали для изделия. Эта тема обсуждалась различными авторами, предлагающими различные подходы к решению этой задачи [1-4]. Можно утверждать, что единого показателя свойств стали, по которому возможно выбрать марку стали в настоящее время нет.

В современной информационной среде, которые построены на компьютерных технологиях, большое место занимают базы данных (БД). В машиностроении известны марочники, электронные таблицы и БД по сталям. К таким разработкам относят программные комплексы выбора марки стали МТТУ им. Э. Н. Баумана, МИСиС, МАДИ  и НГТУ [5-8].  В INTERNET существуют адреса, где можно найти информацию по стальным изделиям, но они не позволяют выбирать марку стали для конкретного, особенно, вновь проектируемого изделия. Подходы к  выбору марки стали весьма разнообразные по концепциям и предлагаемым алгоритмам, но все они объединены тем, что авторы разработок считают, что при выборе стали необходимо учитывать многообразие критериев (от конструкционных до технологических).  Использование БД в выборе стали  - это современный и высокопрофессиональны метод решения этой задачи. Программные комплексы позволяют исключить рутинные ошибки и их накопление. Достоинство БД в том, что они позволяют видоизменять свою структуру и давать результат с высоким качеством. Качество выбора марки машиностроительной стали по БД зависит от полноты самой БД и формулировки запроса [9].

Разработанный в НГТУ программный комплекс выбора марки машиностроительной стали (СТАЛЬ) предназначен для поиска марки стали по конструкционным и технологическим критериям. Программы СТАЛЬ 2009 года версии ACCESS для WINDOWS содержит следующие характеристики по каждой отечественной марке стали: прочностныe; упругие; усталостныe характеристики (в, -1, 0.2, Е, G, , , , -1, KCU, Тэкспл и т. п); назначение и области применения, характеристику стали (текстовые данные - Memo-поля (поля примечаний), включающие несистематизированные данные по особенностям ТО и ХТО, сведения о склонности к обезуглероживанию, способах сварки, категории свариваемости, чувствительности к перегреву, типах изготавливаемых деталей, роли легирующих элементов, заменителей сталей, коррозионной стойкости и других свойствах);  прокаливаемость стали (по диаграмме Блантера и данным ГОСТ); рекомендации по типовым (стандартным) вариантам термической и химико - термической обработок;  показателей эксплуатации, резания, сварки и обработки давлением; данные химического состава, критических температур сталей и другие данные; данные ГОСТ по сталям и стальной продукции. Записи БД соответствуют марке стали, прошедшей термическую обработку, если режимов обработки несколько, то БД содержит соответствующие количество строк по этой марке стали. Есть данные  по свойствам стали в состоянии поставки, деформирования с разной степенью и др.В БД СТАЛЬ включены следующие группы сталей: конструкционные легированные; рессорно - пружинные; обыкновенного качества; подшипниковые; углеродистые качественные конструкционные; литейные; повышенной обрабатываемости (автоматные); углеродистые инструментальные; коррозионностойкие; инструментальные легированные в том числе быстрорежущие; мартенситостареющие; порошковые; строительные;

c карбонитридным упрочнением; теплоустойчивые. Всего более 800 марок.

 

Рис. 1. Окно работы с формами программы СТАЛЬ

Рис. 2. Форма «Технологические свойства» стали

Рис. 3. Окно «Конструктора запросов» программы СТАЛЬ

Главное окно или окно работы с формами  СТАЛЬ показано на рис. 1. Пользователь с помощью инструментов ACCESS, вводя известную  маркировку, может найти информацию по каждому из разделов материаловедения  - от термической обработки до конечных свойств (рис. 1). Например, обращение к форме «Технологические свойства дает информацию, как показано на рис. 2.

В отличие от предыдущей версии СТАЛЬ [9], версия 2009 года предоставляет пользователю более широкие возможности в выборе марке стали. Для этого введена возможность конструирования запроса (перечня критериев отбора). На рис. 3 показана форма конструктора программы СТАЛЬ, где с помощью инструментов ACCESS можно самостоятельно ввести более двадцати условий отбора, например, учитывать химический состав и временное сопротивление при растяжении (и другие свойства) одновременно (рис. 3).

Каждая марка стали в программе СТАЛЬ имеет свое текстовое описание (рис. 4).

Рис. 4. Форма «Текстовые поля примечаний» в программе СТАЛЬ

Программа СТАЛЬ в отличие от других разработок позволяет изменять структуру данных для этого пользуются функцией ACCESS «таблица» рис. 5. В виде таблицы выводится и результат запроса. Результатом выбора по программе СТАЛЬ является выборка сталей (или одна марка), отвечающих критериям введенного запроса.

Программа «Сталь» проходила апробацию на машиностроительных  предприятия Нижегородского региона, как и в случае предыдущей версии получены положительные отзывы [9-12].  Интерес представляет ее применение в учебном процессе  технических университетов [13].

В настоящее время разработчики СТАЛЬ строят специальные программные модули анализа БД, чтобы определять надежность и долговечность стали при ее выборе для изделия [14,15].  В СТАЛЬ встроены справки - руководства.

Рис. 5. Фрагмент главной таблицы программы СТАЛЬ

      Справочное руководство по программе СТАЛЬ версии  2009

1.  Общие сведения.

Программа СТАЛЬ работает в среде ACCESS 2003 года и старше. Все настоящие рекомендации относятся к работе этой программы в данной среде.  Запуск программы осуществляется  через значок файла по имени Программа по машиностроению СТАЛЬ, находящейся в папке СТАЛЬ ДЛЯ ВУЗОВ.  Для быстрого освоения программы СТАЛЬ студентам рекомендуется ознакомиться с любым справочным руководством по ACCESS.

1.  Работа с программой.

Работа с программой зависит от концепции выбора марки стали и объема имеющихся данных у пользователя.  Используя СТАЛЬ можно, зная наименование марки стали получить сведения по ней. Для этого необходимо кликнуть мышью на нужную форму (рис 1.), например, технологические свойства сталей (рис. 2),  нажать значок БИНОКЛЬ, ввести название требуемой марки стали, и получить ответ по содержанию этой формы. И так по каждой форме.   Значок БИНОКЛЬ работает и при работе с главной таблицей программы СТАЛЬ (рис. 5),  для этого необходимо курсором выделить столбец МАРКА СТАЛИ. В опции БИНОКЛЬ можно проводить поиск по текстовым описаниям, формам и таблице, делая в запросе слова и цифры. Возможности ACCESS очень велики. Программа СТАЛЬ позволяет делать запросы по неограниченному числу критериев обора. Для этих целей необходимо выбрать параметр запрос программы рис.6, нажать опцию конструктор запросов рис.7., присоединить таблицу, из которой будет делаться выборка, появиться окно,  как показано на рис. 8., закрыть ее.

Рис. 6.  Выбор опции Запрос программы СТАЛЬ

Рис. 7. Выбор опции Конструктор запросов программы СТАЛЬ

Рис. 8. Присоединение таблицы

Затем производиться работа с конструктором запросов рис. 9. Вводятся возможные поля и ограничения как показано на рис. 10. Можно обрабатывать такие поля, как Материаловедческая характеристика сталей, вводить ключевые слова для поиска, например «шестерни», водить требуемые механические свойства искомой стали и многое другое рис. 11. Нажав, значок Табличка в левом верхнем угле конструктора запросов, получим итог поиска рис. 12.

Рис. 9. Окно конструктора запросов

Рис. 11 Работа с формой конструктора запросов

Рис. 12. Результат поиска по ограничениям, введенным в конструкторе запросов

Результаты работы с программой СТАЛЬ можно копировать и переносить в отчет, например, в EXEL или в  WORD.

1.  Концепция выбора марки стали.

Поиск марки стали одна из сложных материаловедческих задач.  На рис. 11 показано,  что по заданным требованиям подходят две марки стали. В данном случае можно сравнить стоимость марок сталей, но правильно сравнить их свойства, проведя расчеты, по выражениям, показанным в форме Формулы по Сталям,  то есть оценить их долговечность и надежность. Для сужения выборки марки стали можно вводить в запросе стоимость стали в условных единицах (за значение 100 принята стоимость стали обыкновенного качества – легирование удорожает стоимость стали). Некоторые марки стали имеет несколько режимов термической обработки, вследствие, разные свойства, поэтому в строках основной таблицы программы СТАЛЬ может быть несколько записей, относящихся к одной марке стали. Необходимо проводить отдельно поиск марки стали, используя многообразие вариантов поиска, например, сначала учесть поверхностную обработку, потом отказаться от нее. Сравнить результаты поиска. На практике в поле чертежа машиностроительной стали должна быть записана одна марка стали. Сужение выборки проводят, увеличивая и ужесточая запрос, для этого вводят дополнительные критерии обора, которых не было первоначально.

1.  Формулы по сталям (надежность и долговечность) [15].

Одной из  важнейших составляющих инварианта у материалов является его энергоемкость (предельная удельная энергия деформации). Энергоемкость структуры противостоит любым воздействиям, а  следовательно, разрушению. От ее уровня зависит все явления в поведении материала – хрупкости, износа, усталости, зарождения и распространения  трещины, кинетики разрушения и надежности всего изделия.

Комплексами разрушения для оценки состояния технических поликристаллических материалов являются:

1) предельная удельная энергия деформации Wc= 0,5 (т+к) Епред,  т – предел текучести; к = в(1+) - истинное сопротивлению разрушению; Епред = ln[1/(1-)] - истинное сужение площади поперечного сечения образца к моменту разрушения. Чем выше удельная работа деформации, тем труднее разрушение, то есть труднее зарождаются и распространяются трещины. Этот показатель справедлив для любого типа нагрузки. Величина Wc является комплексной характеристикой состояния металлов и определяет их работоспособность;

2) комплекс зарождения трещины Кзт, количественно определяющий способность материала сопротивляться возникновению трещин при деформации. Чем выше его значение, тем труднее в материале зарождаются трещины. Кзт = Wc /т;

3) комплекс распространения трещины Крт, количественно определяющий способность материала сопротивляться свободному движению трещин при деформациях в условиях достижения критического напряженного состояния. Чем выше его значение, тем труднее в материале распространяются трещины. Крт = 0,75 Wc т.

4) поведение стали при циклических нагрузках определяется отношением  σв/σт :

σв/бт < 1,2 - сталь разупрочняется при циклических нагрузках

σв/σт > 1,4 - сталь упрочняется       при циклических нагрузках

1,2< σв/σт <1,4 - сталь ведет себя двояко, и упрочняется и разупрочняется при циклических нагрузках.

1.  Исходные данные для выбора марки стали

Исходные данные для выбора марки стали задаются конструктором при проектировании детали машиностроения. Для этого конструктор  проводит расчеты изделия, используя зависимости, уравнения и выражения из научно-технических дисциплин, таких как теоретическая и прикладная механика, сопротивление материалов, детали машин и другие.

ПРИМЕЧАНИЕ

Из-за особенностей кириллического ввода данных в базы данных, созданных за рубежом, буква «Н» русская в марке стали должна вводится как “H” английское. Это относится не только к ACCESS, но и FoxPro, Borland+ и др.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Задача 1. Заводу нужно изготовить вал диаметром D, мм, для работы с большими нагрузками. Сталь должна иметь предел текучести т, МПа,  временное сопротивление в, МПа, поверхностную твердость не менее HRC, ударную вязкость   KCU. Необходимо выбрать марку стали.

Индивидуальные варианты задачи 1

№	D, мм	т, МПа	в, МПа	HRCэ	, %	KCU	Дополнительно
1	10	600	750			55	Север “- 40”, 310 НВ
2	25	685	770	42		80
3	15	900	1200		10	40
4	10	1000	1200	45
5	10	1100	1200		8	50
6	30	600	700	45		50	-1, 375 МПа
7	30	800	900	42	10	58
8	30	900	1200		9	27
9	30	1000	1200		2	15	НВ 490
10	30	1200	1400			50
11	55	600	800	54	11
12	55	800	1000	55
13	55	900	1000	40		50
14	55	1000	1200		7	35
15	55	1200	1500		9	100
16	80	600	800				Север “- 60”
17	80	800	900		11	70
18	80	900	1000	50		80
19	80	1000	1100		9
20	80	1200	1500		8		-1, 400 МПа
21	100	600	900		12	85
22	100	800	1000				НВ 300; -1, 550 МПа
23	100	900	1100
24	100	1000	1200	45
25	100	1200	1500	60	7

Задача 2. Заводом для изготовления штампа, формующего изделие, необходимо выбрать марку стали. Деталь изготавливают   при  температуре Т, оС. Штамп толщиной D  после упрочняющей термической обработки должен иметь твердость HRC, ударную вязкость KCU.

Индивидуальные   варианты   задачи 2

Вариант	Толщина штампа D, мм	Ударная вязкость, КСU	Твердость, HRC	Температура Т, о С
1	30	78	58	250
2	6	38	56	350
3	45	98	69	350
4	120	147	61	400
5	100	120	70	520
6	200	59	58	550
7	120	88	62	560
8	120	79	61	560
9	45	64	65	560
10	220	78	63	850
11	60	49	59	900

Задача 3. Заводом для изготовления штока диаметром D, мм, гидравлического узла используется марка стали ХХХХХХХХХХХХХ, шток работает на сжатие и растяжение, поверхностная твердость должна быть не ниже HВ, а предел выносливости симметричного цикла нагружения -1 не ниже 300 МПА. Во время термической обработки сталь прокаливается насквозь. Необходимо подобрать стали-заменители.

Индивидуальные варианты задачи 3

Номер	Марка стали	Диаметр, мм	Твердость, НВ
1	30ХРА	50	200
2	35Х	10	220
3	50Х	13	250
4	45Г2	17	300
5	18ХГТ	30	300
6	25ХГТ	22	240
7	25ХГМ	55	300
8	30ХМ	35	450
9	40ХФА	27	380
10	20ХН	40	300
11	50ХН	18	302
12	12ХН2	60	300
13	12Х2Н4А	100	300
14	20ХГНР	75	400
15	38Х2Н2МА	80	280
16	40Х2Н2МА	100	270
17	30ХН2МФА	85	220
18	45ХН2МФА	100	300
19	45ХМФА	100	450
20	38Х2Ю.З8ХЮ	100	300
21	35	15	370
22	65Г	30	495
23	50ХФА	22	514
24	60С2ХФА	30	450

Задача 4. Завод изготовляет изделие из стали по ГОСТ 5632-72. Найти заменитель стали типа 07Х21Г7АН5 для оси, работающей при температуре до “минус” Т, 0С, где нет требований по свариваемости и стойкости в агрессивных средах. Деталь толщиной D, мм,  после упрочняющей объемной термической обработки должна иметь твердость HВ, предел текучести т и временное сопротивление в.

Индивидуальные   варианты   задачи  4

Вариант	Температура эксплуатации,  0 С	Толщина, мм	НВ	т, МПа	в, МПа
1	50	40	187	785	800
2	60	25	207	785	930
3	60	25	217	785	980
4	30	20	217	885	980
5	30	30	229	1275	1470
6	80	30	229	735	930
7	60	30	241	735	880
8	80	50	207	785	980
9	60	100	255	735	930
10	70	100	269	930	1130
11	30	40	229	835	1080
12	30	60	255	1375	1620
13	70	50	269	930	1080
14	45	100	269	930	1080
15	80	70	255	930	1080
16	70	50	229	980	1080
17	100	200	269	835	1130
18	120	200	269	785	1030
19	80	60	229	835	980
20	70	20	269	835	1080
21	70	30	302	1375	1375

Задача 5. Палец поршня пневмокомпрессора толщиной 10 мм  после упрочняющей объемной и поверхностной термической обработки должен иметь высокую износостойкость и твердость не ниже HRC, предел текучести т, временное сопротивление в,  ударную вязкость не менее KCU и относительное удлинение . Назначить марку и вид поверхностной обработки для детали, параметры операции термического упрочнения.

Индивидуальные   варианты   задачи  5

Вариант	бт, МПа	бв, МПа	, %	KCU	HRC
1	635	780	11	59	57
2	685	880	12	69	60
3	735	910	11	69	56
4	785	930	12	86	50
5	685	880	13	78	64
6	735	930	11	78	63
7	735	930	12	88	64
8	835	930	12	78	52
9	885	980	11	69	56
10	835	980	12	98	69
11	930	1030	13	88	56
12	635	830	11	78	58
13	785	980	11	69	99
14	685	930	11	88	63
15	735	930	12	108	62
16	735	930	11	98	56
17	685	880	11	78	60
18	930	1080	12	78	56
19	930	1080	12	78	70
20	980	1080	12	78	62
21	835	1130	12	98	58
22	785	1030	12	118	58
23	930	1080	11	88	64
24	835	980	14	88	85
25	735	880	15	120	70
26	785	980	12	69	58

Задача 6. Предприятие заменяет материал стальной шестерни, изготавливаемой в массовом производстве,  толщиной D. мм,  Поверхность шестерни по зубьям и с одного из торцов ступицы  после упрочняющей объемной и поверхностной термической обработки должна иметь высокую износостойкость и твердость не ниже HRC, предел текучести т, временное сопротивление в,  ударную вязкость не менее KCU, предел выносливости симметричного цикла нагружения -1. По требованиям технологического процесса коэффициенты обрабатываемости резанием должны быть: твердым сплавом - KVT и быстрорежущей сталью - KVB. Назначить марку стали и вид поверхностной обработки для шестерни, параметры операции термического упрочнения.

    

Индивидуальные   варианты   задачи 6

№	в, МПа	т, МПа	KCU	D, мм	-1, МПа	KVT	KVB	HRC
1	410	275	55	14	235	100	95	58
2	1167	885	39	14	710	85	80	56
3	680	380	25	16	402	110	105	50
4	780	635	59	18	300	170	130	57
5	470	245	39	20	245	170	160	59
6	390	245	40	20	157	210	160	58
7	930	735	88	20	470	70	30	64
8	1270	980	69	22	745	80	60	64
9	1470	1275	59	25	400	100	25	62
10	880	735	88	27	380	75	65	55
11	980	785	59	30	360	170	95	45
12	980	785	69	35	450	100	90	99
13	930	735	78	35	450	100	30	63
14	784	588	64	45	120	80	40	65
15	1080	835	49	60	450	40	30	59

Задача 7. Предприятие с целью повышения износостойкости поверхности стального изделия считает необходимым использовать незагруженное программой выпуска изделий цементационное оборудование. Необходимо выбрать марку цементуемой стали, толщиной D.  Поверхность после упрочняющей объемной и поверхностной термической обработки должна иметь высокую износостойкость и твердость не ниже HRC, временное сопротивление в,  ударную вязкость не менее KCU, относительное удлинение . Назначить марку и вид поверхностной обработки для детали, параметры операции термического упрочнения.

Индивидуальные   варианты   задачи 7.

№	в, МПа	,%	KCU	D, мм	HRC
1	320	33	45	20	56
2	390	25	40	20	58
3	410	26	58	20	62
4	590	17	59	14	59
5	880	10	68	20	62
6	980	9	78	30	62
7	470	19	39	20	59
8	540	18	49	14	55
9	530	14	38	14	60
10	980	9	78	30	60
11	780	12	88	30	60
12	1270	10	69	22	64
13	1470	9	59	25	62
14	400	12	40	16	50
15	395	26	59	20	56
16	430	20	49	20	56

Задача 8. Используя обработку по полям примечаний базы данных СТАЛЬ, определите следующие признаки стали или сталей:

№	Задание для запроса:
1	Какие стали подвергаются обработке ТВЧ ?
2	Какие стали жаропрочные ?
3	Какие стали идут на изготовление рессор ?
4	Каким сталям свойственна коррозионная стойкость ?
5	Какие стали характеризуются высокой обрабатываемости резанием ?
6	Какие стали парамагнитные ?
7	Для каких сталей проводится сварка - РДС и КТС ?
8	Какие стали подвергаются улучшению ?
9	Какие стали подвергаются азотированию ?
10	Из каких сталей возможно изготовление шестерен ?
11	Какие стали являются хромомолибденовыми ?
12	Какие стали остродефицитные ?
13	Из каких сталей изготавливают прецизионные детали ?
14	Какие стали обрабатывают холодом ?
15	В какие стали вводят медь (Cu) ?
16	Какие стали воспринимают вибрационную нагрузку ?
17	Какие стали применяются для деталей двигателя ?
18	Какие стали склонны к перегреву, какие - нет ?
19	Какие стали можно эксплуатировать в морской среде ?

Задача 9. Предприятие планирует изготавливать стальные пламенные горелки промышленного газового оборудования толщиной D, мм, работающие при температурах нагрева вплоть до температуры Т 0С . Главным технологическим  требованием к стали является обрабатываемость резанием. Коэффициенты обрабатываемости резанием должны быть: твердым сплавом - KVT и быстрорежущей сталью - KVB. Рекомендовать марку стали для изделия.

Индивидуальные   варианты   задачи 9

№	Т,о С	KVT	KVB	D, мм	№	Т, 0С	KVT	KVB	D, мм
1	520	75	55	100	11	650	140	70	200
2	560	80	40	45	12	630	40	20	200
3	500	75	35	50	13	700	100	35	200
4	560	90	50	120	14	700	80	40	200
5	850	80	30	220	15	700	20	15	200
6	550	70	45	200	16	800	85	35	200
7	900	40	30	60	17	800	85	65	200
8	800	85	35	200	18	800	85	35	200
9	550	70	45	200	19	530	80	40	90
10	550	80	50	200	20	500	70	45	200

Задача 10. Цех изготавливает ось диаметром D, мм, которую затем сваркой соединяют с массивным стальным диском. Необходимо выбрать марку  стали, характеризующуюся неограниченной свариваемостью, то есть по условиям технологического процесса сборка узла должна допускать любые виды сварки.  Сталь оси должна иметь временное сопротивление в, предел текучести т, ударную вязкость не менее KCU, относительное удлинение .

Индивидуальные   варианты   задачи 10

№	т, МПА	в, МПа	,%	KCU	D, мм
1	355	590	17	59	14
2	685	880	12	69	15
3	735	910	11	69	15
4	315	540	20	78	14
5	335	560	18	69	14
6	365	620	15	68	16
7	365	620	13	75	25
8	353	598	12	40	70
9	343	598	14	49	14
10	310	450	21	30	21
11	330	460	21	30	21
12	310	470	21	60	21
13	340	490	21	60	21
14	400	560	18	60	21
15	380	520	18	60	10
16	380	520	21	60	10
17	380	520	21	50	10
18	400	640	19	55	10
19	350	480	20	60	5
20	400	550	20	60	21
21	450	600	20		20

Задача 11. Завод изготавливает шестигранные болты общемашиностроительного назначения по ГОСТ1759.0 -87 и ГОСТ 1759.4-87. Крепежные детали работают в условиях  износа,  статических, динамических и циклических нагрузок. Они могут получать остаточную пластическую деформацию, работать в условиях повышенной температуры и подвергаться воздействию агрессивных сред, испытывать деформации среза. Сталь должна иметь условный предел текучести т и временное сопротивление  в не  ниже, чем  указано в  таблице. Подобрать марку стали, рекомендовать режимы термической обработки и указать свойства готовых изделий. Выбор марки стали осуществить только среди сталей, применяемых для изготовления крепежных изделий, т.е. указать в поле “Применение” - болт. Если изготовление болтов регламентируется другим ГОСТом, указать каким.

Индивидуальные варианты задачи 11

№	D, мм	в, МПа	HВ	 %	КСU	0.2,МПа	Дополнительно
1	8	900	250	10	80	780	Холодная высадка
2	8	960		9	35	800	Холодное выдавливание и высадка
3	8	900	300	10	40	720	Север “-30”
4	9	840		9	50	730
5	10	980	240	9	60	880
6	5	800	200	12	40	640
7	8	800	300	10	40	700
8	10	900		12	30	650	Цианирование
9	6	720	220	8	60	650
10	12	1100		12	60	900
11	8	900		12	30	800	Азотирование
12	12	1100	300	12	60	950

Задача 12. Завод изготавливает втулки с буртом общемашиностроительного назначения. Детали не работают в условиях  износа,  статических, динамических и циклических нагрузок. Сталь должна иметь условный предел текучести т,  временное сопротивление в и ударную вязкость KCU не  ниже, чем  указано в  таблице. Подобрать марку порошковой стали, рекомендовать режимы термической обработки и указать свойства готовых изделий. Выбор марки стали осуществить только среди сталей, применяемых для изготовления изделий методом прессования и спекания  металлических порошков. Указание - маркировка таких сталей начинается с букв “СП”.

Индивидуальные варианты задачи 12

№	т, МПа	в, МПа	KCU
1	230	280	40
2	320	360	60
3	280	300	30
4	400	450	45
5	500	540	45
6	280	300	80
7	350	400	100

Задача 13. Завод изготавливает детали буртом общемашиностроительного назначения из стали марки, указанной в таблице. Используя выбор по химическому составу, необходимо найти стали заменители. Учитывать, что хром определяет прокаливаемость, углерод – твердость и прочность, никель – ударную вязкость, цирконий, титан, ванадий – измельчители зерна сталей. При работе необходимо задавать более широкий интервал химического содержания элементов, чем указано у заменяемой стали из таблицы.

Индивидуальные варианты задачи 13

№	Марка стали	№	Марка стали
1	9ХФ	7	У8
2	ШХ15	8	30ХН2МФА
3	6ХС	9	50ХН
4	35ХГСА	10	38ХМЮ
5	Х	11	20Х13
6	ХВГ	12	50ХФА

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Студент по указанию преподавателя получает и выполняет задачу по  заданному индивидуальному заданию. При решении задач студент находит возможные марки сталей для изготовления детали, возможные режимы термической и или химико- термической обработок и химический состав сталей.

Работа проводится с применением программы СТАЛЬ в соответствии с указаниями, изложенными выше.  

 В отчете студент указывает:

1.  Условия задачи и механические свойства выбранной стали;
2.  Режимы термической обработки и ХТО;
3.  Химический состав стали;
4.  Текстовое описание выбранной стали, включая назначение стали и ее материаловедческое описание;
5.  Приводит расчеты: удельной предельной энергии деформации, истинного сопротивления разрушению, упрочняемость стали при циклических нагрузках.

Распечатки ответов проводится на принтере. При  оформлении работ студент записывает название работы, краткие сведения из теории, условия индивидуальной задачи и отвечает на приведенные ниже вопросы (исключение задача 8).

Студент при работе с программой СТАЛЬ должен ответить на следующие вопросы:

1) Каковы особенности выбранной марки стали ?

2) Возможно ли применение химико-термической обработки ?

3) Какими технологическими и физико - механическими факторами можно гарантировать выбор марки стали ?

4) Какая структура и к какому классификационному классу относится марка стали ?

5) Совпадает ли назначение выбранной стали с заменяемой ?

6) Какие специальные требования на заменяемую сталь ?

7) Какие коэффициенты обрабатываемости резанием у исходной стали и стали-заменителя ?

8) Какие режимы термической обработки у выбранной и исходной стали ?

9) Возможно ли для изготовления детали применение стального литья ?

10) Возможно ли применение выбранной стали для работы на Севере ?

11) Какие выбранные марки сталей имеют стали-заменители ?

12) Какую категорию свариваемости и шлифуемости имеют марки сталей?

13) Способна ли выбранная сталь работать в агрессивной среде ?

14) Изменяется ли выборка марок стали, если вместо значений HRC в программе использовать единицы измерения твердости НВ ?

15) Возможна ли замена выбранной стали на порошковую или литую ?

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При выполнении работ необходимо строго выполнять требования инструкций вычислительных центров и требования по работе на персональных электронных вычислительных машинах.

Литература

1.  Геллер Ю. А. и др. Металловедение. Методы анализа, лаб. работы и задачи. 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1990.  412 с.
2.  Яковлев В. В., Карпов П. П., Астафьев Г. Н., Шанчуров С. М. О выборе критерия пластичности конструкционных материалов// Сталь. 1999. № 9. С. 69 - 71.
3.  Зоткин В. Е. Методы и критерии оценки эффективности использования материалов// Металловедение и термическая обработка металлов. 1985. № 7. С. 46 - 49.
4.  Гуляев А. П. Выбор марки стали деталей машин// Металловедение и термическая обработка металлов. 1983. № 1. С. 54 - 59.
5.  Третьяков В. И. Хасянов М. А., Горничев А. А. Методологические аспекты оптимального выбора конструкционных материалов в автоматизирован-ных системах проектирования// Материаловедение. 1999. № 5. С. 13 - 28.
6.  Струве Н. Э., Шувалова И. С. Автоматизированная система выбора мате-риала и упрочняющей химико-термической обработки зубчатых колес // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. № 5. С. 41 - 43.
7.  Крупин Ю. А., Кудря А. В., Мельниченко А. С. Компьютерные технологии в металловедении //Металловедение и термическая обработка металлов. 1999. № 4. С. 35 - 39.
8.  Мальцев И. М. База данных и алгоритмы выбора машиностроительной стали// Вестник машиностроения, 1999. №7. С.17-19.
9.  Программный комплекс выбора марки машиностроительной стали "СТАЛЬ". Версия 2. (программа для ПЭВМ)/ И. М. Мальцев, Ю. А. Шоткин, В. Г. Хромов // © ® 970062, 1997 г. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Российская Федерация, Российское агентство по правовой охране программ для ЭВМ, баз данных и топологии интегральных микросхем (РосАПО).
10.  Мальцев И. М. Применение баз данных по машиностроительным сталям в учебном процессе и производстве/ Самостоятельная работа студентов в условиях современной информационной Среды. Тез. докл. Всероссийская научно-методическая конференция 19 - 20 мая 1998 г. Нижний Новгород. НГТУ.
11.  Мальцев И. М. Разработка методики, баз данных и алгоритмов программ-ного комплекса выбора марки машиностроительной стали/ Материало-ведение и высокотемпературные технологии. Выпуск 1.Нижний Новгород, НГТУ, 1999. - С. 158-159.
12.  Мальцев И. М. Проектирование баз данных и алгоритмов выбора машино-строительной стали/ Новые технологии в машиностроении, металлургии, материаловедении и высшем образовании: Межвуз. сб. научн. тр. / Нижний Новгород, НГТУ, 2001. - С. 240 - 242.
13.  Мальцев И. М. Программный комплекс выбора марки машинострои-тельной стали в учебном процессе по материаловедению/ Информационные технологии в учебном процессе// Материалы Всероссийской научно-методической конференции. Нижний Новгород. НГТУ. 2003. - С. 268-270.
14.  Мальцев И. М. Программный комплекс выбора марки машинострои-тельной стали // Материаловедение и металлургия. Нижегород. Госуд. Техн. Ун-т. Нижний Новгород. Сборн. Научн. Тр. 2005. Т. 50. – С. 159-163
15.  Мальцев И.М. Связь комплексов разрушения сталей с ударной вязкостью// Материаловедение, 2007. № 6. - С. 10-13.
16.  Мальцев И.М., Седунов А.Н. Программный комплекс «СТАЛЬ»// Вестник машиностроения, 2009, № 6 , - С. 92-93.
17.  Мальцев И.М. Программный комплекс выбора марки машино-строительной стали// Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009614298 от 14 августа 2009 года. Правообладатель НГТУ им. Р.Е. Алексеева. Н.- Новгород.
18.  Мальцев И.М., Седунов А.Н.  Программный комплекс выбора марки машиностроительной стали// Металловедение и термическая обработка металлов 2010. №  2, с. 37-39.
19.  Sedunov A.N., Mal’tsev I.M. Software for choosing grades of machine-building steel// Metal Science and Heat Treatment 2010 Jul; 52(s 1-2)
20.  Методология выбора металлических сплавов и упрочняющих  технологий в машиностроении: учебное пособие. Т. 1 /М.А. Филиппов, В.Р. Бараз, М.А. Герасьев, М.М.  Розенбаум, Екатеринбург: УрФУ, 2011. 234 с.
21.  Методология выбора материалов и упрочняющих технологий в машиностроении: Учебн. пособие / В.Е. Зоткин. – 4-е изд., перерб. И доп.- М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2008. 320 с. : ил. (Высшее образование).

PAGE  2

1. Магнум ЦМ Стоимость- 4кр В 1.
2. В бухгалтерской и статистической отчетности отражаются в виде себестоимости
3. Давайте перед тим як ми будемо споживати те що нам приготували наші господині попросимо Божого благословен
4. Оценка показателей безопасности промышленных регионов
5. Сущность теории полезности
6. Мы входим в поезд и перестаем быть собой
7. Атрибуция и экспертиза музейных предметов 1
8. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук Київ ~ 2000 Дисертац
9. Тема 1 Предмет функции и задачи ФМ
10. Завещание
11. ТЕМАТИКА 11 класс 2012 вариант 12 Стр
12. Сказкотерапия как методы психологической помощи детям в ситуации развода родителей
13. ориентированное обучение на уроках православной культуры с применением информационных технологий для пр
14. тематики физики
15. Общая морфология организмов Цели изучение проблем выживания живых организмов в окр
16. Бифокальный ЭКС (с предсердножелудочковой последовательностью импульсов)
17. Налоговые и неналоговые доходы бюджета Бюджетформа образовя и расходовя бюджх срв предназначенных для
18. БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДНЕВНИК ПРАКТИКИ вид пр
19. Вопросы к экзамену по анатомии и физиологии человека
20. Тема 1.1 Технологии обработки информации Вопросы- 1Персональный компьютер ~ устройство для обработки ин

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе