Контрольная на тему Контрольная работа 110223

1. Пружина из стали 65 после правильно выполненной закалки и последующего отпуска имеет твердость значительно ниже, чем это требуется по техническим условиям. Чем вызван этот дефект и как можно его исправить? Укажите, какая твердость и структура обеспечивают упругие свойства пружин

Сталь 65 – углеродистая качественная сталь (ГОСТ 1050-74). Сталь после правильно выполненной закалки и отпуска обладает следующими физическими свойствами:
Сталь
Свойства после закалки
После отпуска


?в
?0,2
?
?
НВ
НВ


МПа
%



65
710
420
10
30
2550
2290


Сталь подвергают закалке при 840 0С и среднему отпуску при температуре 300 - 330 0С для получения высоких упругих и прочностных свойств. Закаленная на мартенсит сталь имеет невысокий предел упругости. Он заметно повышается при отпуске, когда образуется структура троостита. В этой структуре феррит из-за сильного фазового наклепа имеет высокую плотность малоподвижных дислокаций, которые, кроме того, эффективно блокируются дисперсными карбидными частицами. Поэтому троостит отличается стабильной дислокационной структурой.
Однако, максимальная твердость стали достигается при закалке с температур, обеспечивающих полное растворение цементита. При дальнейшем росте температуры твердость может снижаться из-за возрастания количества остаточного аустенита. При этом необходимо помнить, что высокие температуры закалки приводят к росту зерна и низким механическим свойствам.
При отпуске твердость снижается из-за распада мартенсита.
Для повышения твердости применяют обработку холодом при температурах от -12 до -120 0С, для чего применяют холодильные машины или смеси сухого льда со спиртом или ацетоном. Смеси обеспечивают охлаждение до -73 0С. Для снятия внутренних напряжений после обработки холодом все детали необходимо подвергнуть отпуску при невысоких температурах (150 – 200 0С).
Высоких твердости и износостойкости поверхностного слоя детали достигают химико-термической обработкой, т.е. искусственным изменением химического состава поверхностных слоев стали толщиной от сотых и десятых долей до 1 мм.
Особенность работы пружин состоит в том, что при больших статических, циклических или ударных нагрузках в них не допускается остаточная деформация. В связи с этим все пружинные сплавы кроме механических свойств, характерных для всех конструкционных материалов (прочности, пластичности, вязкости, выносливости), должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям. В условиях кратковременного статического нагружения сопротивление малым пластическим деформациям характеризуется пределом упругости, при длительном статическом или циклическом нагружении - релаксационной стойкостью.
Релаксационная стойкость оценивается сопротивлением релаксации напряжений. Релаксация напряжений характеризуется снижением рабочих напряжений в изделии при заданной упругой деформации. Релаксация напряжений опасна тем, что при переходе части упругой деформации в пластическую упругие элементы после разгрузки изменяют размеры и форму. Например, долгое время сжатая пружина при снятии нагрузки полностью не распрямляется и теряет упругие и эксплуатационные свойства.
Релаксация напряжений происходит путем микропластической деформации, которая совершается в отдельных зернах и накапливается во времени. При напряжении ниже предела упругости микропластическая деформация может быть вызвана: при малых напряжениях изгибом дислокаций или срывом отдельных из них с мест закрепления, при повышенных напряжениях - перемещением заторможенных дислокаций.
В связи с этим для достижения в сплаве высокого предела упругост