Головна

Рішення

  1. Альтернативне рішення.
  2. БЕСІДА ДЕСЯТИЙ Тональне рішення знімка
  3. БЕСІДА ТРЕТЯ Образотворче рішення теми
  4. БЛОК МЕТОДИК, ПОВ'ЯЗАНИХ З РІШЕННЯМ ЛЮДИНОЮ ЖИТТЄВИХ ПРОБЛЕМ
  5. У 1935 р японський фізик X. Юкава запропонував несподіване рішення цієї
  6. Порушення, підготовка і розгляд справи в арбітражному суді. Рішення арбітражного суду
  7. Питання 1. Рішення про призначення справи до слухання в Конституційному Суді РФ. Вимоги Конституційного Суду РФ

1 етап. Аналіз умов і складання профілю вимог

За умовою  470 МПа знаходимо категорію міцності для поковок КП245 (додаток 1). Керуючись вимогами КП245, в профіль вимог включаємо властивості: , ( ), ,  , KCU, HB.

При заданому умови  470 МПа, згідно КП245 підприємства забезпечують поставку заготовок в термообробленому стані з наступними властивостями:

- ( ) Не менше 245 МПа;

-  не менше 22% (з урахуванням перетину діаметром 30 мм);

-  не менше 48%;

- KCU не менше 0,49 МДж / м2;

- Твердість HB 143 - 179 кгс / мм2 (1403 - 1756 МПа).

Чим вище значення , ( ), ,  , KCU, тим вища працездатність, отже, ці показники мають спрямованість "  ". Значення твердості можна трактувати або як HB  143, або 143  HB  179, або HB = (143 + 179) / 2 = 161 кгс / мм2 (1579 МПа), т. Е. Середнє значення. Оскільки вимоги по твердості не обумовлені в умові завдання, будемо вважати, що потрібно матеріал з середнім значенням твердості, але допустимі відхилення, як у бік зменшення, так і в бік збільшення. Спрямованість властивості твердості будемо вважати позитивною. Вартість мінімальна. Матриця профілю вимог має вигляд табл. 1.

Таблиця 1

Профіль вимог.

 властивість                  KCU  HB  Т50        ДоС  
 розмірність  МПа  МПа % %  МДж / м2  МПа  ° C  МПа -
 значення    470    245    22    48    0,49 > = 1579 <  Min  Max  Min

2 етап. Підбір альтернатив

За умовою завдання діаметр поковок дорівнює 30 мм. По діаметру поковок і по необхідної категорії міцності КП245 підбираємо альтернативи, користуючись рекомендаціями додатка 2. Такими альтернативами є стали марок 25, 30, 35, Ст5, 20Х, 15ХМ.

3 етап. Вибір марки стали

Проводимо аналіз відповідності показників механічних властивостей рекомендованих марок сталей (таблиця 2) профілем вимог, використовуючи додатки 3-5. З огляду на додаткову умову: мінімальна вартість

- Серед альтернатив вибираємо марку стали, що задовольняє даній умові. Такий маркою є конструкційна сталь Ст5, так як ця сталь - перша в списку альтернатив з вуглецевих сталей звичайної якості, які є найбільш дешевими.

Сталь Ст5 має такі властивості:

- Межа міцності  = 550 МПа

- Умовний межа плинності  = 330 МПа

- Відносне подовження  = 25%

- Відносне звуження  = 52%

- Ударна в'язкість KCU = 0,6 МДж / м2

- Межа витривалості  = 240 МПа

- Твердість HB = 1700 МПа

- Температура полухрупкості Т50 не вище -20 ° C

- Коефіцієнт вартості ДоС = 0,9

Таблиця 2

властивості сталей

рекомендованих відповідно до КП245

і діаметром 30 мм

 Маркасталі ітерміческаяобработка    , МПа    , МПа   %   %  KCU, МДж / м2    , МПа  HB, МПа Т50, ° Сневише  ДоС -
 нормалізація900-920 ° C нормалізація860-880 ° C нормалізація860-880 ° C Ст5нормалізація850-900 ° C 20Хнормалізація860-880 ° C 15ХМнормалізація870-890 ° C    490  530    295  315    21  20    50  45  0,88  0,8  0,7 0,6 0,5 0,6    225  235  1350--1760 1450--1870 1670--2290  - 35 - 30 - 25 - 20 - 80 - 60  0,9 1,06 1,3

Шляхом розрахунку вагової функції Q (додаток 6) перевіряємо правильність вибору даної марки стали:

За умовою завдання особливо значущим властивістю є вартість Дос (3 бали); вельми значущими - KCU і  (По 2 бали); інші - значущими (1 бал). Тобто:

Б1 = Б2 = Б3 = Б4 = Б6 = Б7 = 1  = 6

Б5 = Б8 = 2  = 4

Б9 = 3  = 3

Бк = 13

Оцінюємо вага кожного властивості:

g1 = g2 = g3 = g4 = g6 = g7 = 1/13 = 0,077

g5 = g8 = 2/13 = 0,154

g9 = 3/13 = 0,23

gк = 0,077 • 6 + 0,154 • 2 + 0,23 = 1

Розрахунок Qi для п'яти альтернатив (стали 30, 35, Ст3, 20Х и 15ХМ) здійснюємо відповідно до додатка 6, використовуючи дані табл. 1 і 2:

1. Сталь 30

2. Сталь 35

3. Ст5

4. Сталь 20Х

5. Сталь 15ХМ

За даними розрахунків вибираємо сталь Ст5, так як вона має мінімальне значення вагової функції (Q3 = 0,1652).

4етап. Вибір режиму термічної обробки

Як видно з таблиці 3, властивості стали марки Ст5 в цілому відповідають профілю вимог. Більш висока в порівнянні з іншими сталями значення Т50 є прийнятним, оскільки в технічному завданні не обмовляється висока стійкість до охрупчіванію при негативних температурах. Що стосується максимального значення  , То відповідна йому сталь 20Х не задовольняє додатковій умові мінімальної вартості і не відповідає профілю вимог за значенням и .

Таблиця 3

Відповідність обраної марки стали

профілем вимог

 властивість    , МПа    , МПа    %    %  KCU, МДж / м2    HB, МПа  Т50, ° C    , МПа  ДоС -
 Профільтребованій    470    245    22    48    0,49 > = 1579 <  Min  Max  Min
 сталь маркіСт5          0,6    - 20    0,9

Таким чином, остаточно вибираємо сталь марки Ст5 після нормалізації, що застосовується замість гарту і відпустки, забезпечуючи необхідні властивості.

5 етап. Вибір альтернативної марки стали для виливків і способу лиття

Категорії міцності КП245 для поковок відповідає категорія міцності К25 для сталевих виливків (дод. 7).

Цій категорії міцності задовольняють такі марки сталей для виливків: 30Л; 35Л; 20ГЛ; 20ХМЛ і 20ХМФЛ.

Мінімальну вартість мають вуглецеві стали 30Л і 35Л. Оскільки пластичність стали 30Л вище, ніж у сталі 35Л, її і вибираємо в якості шуканої. Після нормалізації сталь 30Л володіє наступними механічними властивостями:

 275 МПа;

 471 МПа;

 17%;

 30%;

 343 кДж / м2 (  0,34 МДж / м2).

Маса деталі:

Порівняно невелика маса вироби і заданий тип виробництва (серійне) дозволяє в якості економічно виправданого способу отримання виливки вибрати лиття в оболонкову форму.

6 етап. Зарубіжні аналоги обраної марки стали

Дані програми 8 дозволяють сказати, що аналогами стали Ст5 є вуглецеві стали загального призначення, що випускаються Німеччиною St 50-2 і Японією SS50.

Аналогами стали 30 є вуглецеві якісні сталі, що випускаються США 1030, Німеччиною C30 і Японією S30C. Ці стали містять в середньому 0,3% C. Їх хімічний склад і механічні характеристики аналогічні стали 30 (ГОСТ 1050-88).

Додаток 1

 




Вступ | Основні принципи вибору матеріалу. | Вказівки до виконання роботи по вибору матеріалів і способів отримання заготовок для виготовлення деталей машин. | Вихідні дані для складання завдання | Властивості вуглецевих конструкційних сталей | Властивості конструкційних легованих сталей | Вибір марки стали методом вагових коефіцієнтів | Ливарні стали і способи лиття | Зарубіжні аналоги вітчизняних марок сталей |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати