Для углеродистой стали, указанной в таблице, согласно вашему варианту задания, укажите назначение, определите температуру нагрева, время прогрева, скорость охлаждения и охлаждающие среды для:
А) отжига;
Б) нормализации;
В) закалки;
Г) отпуска детали.
Вариант 16.
Марка стали У13.
Толщина детали 20 мм.
Решение
Справочные данные по стали У13
Таблица 1 - Марочный состав стали У13
C Si
Mn
Ni
S P Cr
Cu
1.26-1.34% 0.17-0.33% 0.17-0.33% до 0.25% до 0.028% до 0.03% до 0.2% до 0.25%
Температура критических точек:
Ac1=730°С, Ac3(Acm)=830°С, Ar1=700°С, Mн=120°С.
Назначение: сталь У13 используется для производства инструментов повышенной износостойкости, работающие при умеренных и значительных давлениях без разогрева режущей кромки [2].
Определение времени нагрева до заданной температуры.
Общая продолжительность нагрева, т. е. общее время пребывания изделий в нагревающей среде tобщ, состоит из двух слагаемых — времени нагрева до заданной температуры tн и времени выдержки при этой температуре tв
tобщ = tн + tв (1)
Время выдержки при заданной температуре tв можно упрощенно принять равным 1 мин для углеродистых сталей и 1,5 – 2 мин для легированных сталей
. При нагреве крупных деталей (когда время нагрева до заданной температуры tн значительно больше, чем 1—2 мин), величиной tв можно пренебречь [3].
Время нагрева до заданной температуры tн можно определить несколькими способами.
Воспользуемся способом, предложеным А.П. Гуляевым:
tн = aD = 0,1D (2)
где D— диаметр шара в мм; tн— время сквозного прогрева шара в мин.
По данной формуле можно определять только время нагрева стальных шаров и соли (время сквозного прогрева шаров в соляной ванне имеет прямолинейную зависимость).
Для определения времени нагрева различных по форме изделий в различных средах с учетом их расположения в печи формула (2) имеет вид:
tн = 0,1K1K2K3D1 мин. (3)
гдеD1 — размерная характеристика нагреваемого изделия в мм, т. е. минимальный размер максимального сечения.
K1— коэффициент формы — имеет следующие значения: для шара—1; для цилиндра — 2; для параллелепипеда — 2,5; для пластины — 4;
K2 — коэффициент среды (для нагрева в соли равен 1, в свинце — 0,5, в газовой среде — 2);
K3— коэффициент равномерности нагрева (по таблице 2) [1].
Таблица 2 - Коэффициент равномерности нагрева
Получаем:
tн = 0,1·2,5 ·2·4·20 = 40 мин.
Время выдержки при закалке и нормализации принимаем 20 мин