Phần thuyết minh nhóm 15

LỜI MỞ ĐẦU Hiện ngành kinh tế nói chung đặc biệt ngành khí địi hỏi kĩ sư khí cán kĩ thuật khí đào tạo phải có kiến thức vững tương đối rộng đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề thường gặp sản xuất Môn học Cơng nghệ xử lý vật liệu có vị trí quan trọng chương trình đào tạo kĩ sư cán kĩ thuật thiết kế, chế tạo thiết bị khí kinh tế quốc dân Để giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức mơn học, chương trình đào tạo, Bài tập lớn môn Công nghệ xử lý vật liệu thiếu sinh viên chuyên ngành cơng nghệ chế tạo máy Hà Nội, năm 2020 Nhóm 15 PHẦN THUYẾT MINH Quy đổi tiêu chuẩn kí hiệu Vật liệu: 140CrW5 Thành phần nguyên tố, % Mác thép 140CrW5 C Cr Mn Si W 1,25-1,5 0,4-0,7 - 0,9%C), nung Accm tất XeII hòa tan hết vào austenit làm cho pha có lượng cacbon cao (bằng lượng cacbon thép), làm nguội nhan M với hàm lượng 13 cacbon cao, thể tích riêng lớn cịn lại nhiều austenit dư Như M cách tơi có độ cứng cao nhất, độ cứng chung thép (gồm M austenit dư) lại thấp nhiều Cách không đạt yêu cầu độ cứng Mặt khác nung thép Ac cm tức phải nung tới nhiệt độ cao (đường SE dốc GS) làm hạt austenit lớn (gây cho thép tơi dịn), oxy hóa cacbon bề mặt Khi tơi khơng hồn tồn thép này, trạng thái nung thép có tổ chức austenit với lượng C khoảng 1.2%C Xe II, làm nguội M chứa 1.2%C tích riêng không lớn lương austenit dư không nhiều Tổ chức nhận sau gồm M + Xe II + austenit dư, có độ cứng chung cao khoảng 62-65HRC Ở đây, Xe II cỏn có độ cứng cao M chút ít, Xe II chưa hòa tan hết vào austenit nên tồn dạng hạt nhỏ phân bố lại làm tăng tính chống mài mịn Nhiệt độ tơi ảnh hưởng nhạy đến chất lượng thép Ví dụ, nhiệt độ tơi thấp làm thép khơng đạt độ cứng (như thép trước tích tơi nhiệt độ Ac3), nhiệt độ cao làm hạt lớn, dịn, cacbon bề mặt Vì phải kiểm tả chạt chẽ nhiệt độ nung nóng Đối với thép hợp kim thấp (tổng lượng nguyên tố hợp kim khoảng – 2%) có tổ chức tế vi giống giản đồ trạng thái Fe – C nên nhiệt độ giống thép cacbon có hàm lượng cacbon tương đương Chọn cách tơi: Ta chọn chi tiết môi trường nước dầu - Môi trường nước: Nhúng nước dễ nứt (chỉ làm chi tiết đặc, ko có nhiều góc cạnh, nhiều lỗ khoan v v).Nhưng chi tiết ta la khn dập nhỏ với hình dáng chi tiết đơn giản 14 Ưu điểm môi trường rẻ,làm nguội nhanh hai nhiệt độ Dễ đạt đọ cứng cao - Chọn môi trường tôi: Nước: Chi tiết sau làm nguội môi trường mạnh, độ cứng đạt 60 HRC Khả chống mài mòn tốt 5.3 Ram thấp Là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng chi tiết tơi đến nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn Ac1 sau giữ nhiệt thời gian cần thiết để mactenxit austenit dư phân hóa thành tổ chức thích hợp làm nguội Mục đích: - Khử bỏ hồn toàn ứng suất bên - Giảm ứng suất bên đến mức khơng làm thép q giịn - Điều chỉnh tính cho phù hợp với điều kiện làm việc cụ thể chi tiết dụng cụ Thường ram nguyên công sau để điều chỉnh tổ chức tính thép tơi theo ý muốn sử dụng 15 Sự thay đổi độ cứng thép cacbon theo nhiệt độ ram ο Ở ta chọn Ram thấp (150 - 200 C ) tổ chức thép sau ram mactexit ostenit dư.Sau ram thấp độ cứng có giảm chút 1-2HRC Ram thấp áp dụng cho chi tiết yêu cầu độ cứng cao ,các chi tiết sau thấm cacbon chi tiết cần độ cứng tính chống mài mòn cao Lựa chọn thiết bị xử lý nhiệt - Chọn thiết bị : Lò muối đốt gián tiếp Đặc điểm cơng dụng: Lị muối đốt thủ cơng đốt than loại lị sử dụng rộng rãi Lị chạy nhiên liệu rắn than đá than bàng Tính ưu việt lị muối nhiệt độ khoảng khơng làm việc đồng tất loại lò đốt than khác, bị oxi hố, dễ thao tác, thiết kế đơn giản, 16 ngun vật liệu dễ tìm, rẻ Lị có nhiều cấu trúc khác nhau, dựa lượng nhiệt toả than đốt buồng bên dẫn đến khoảng không làm việc lị Cũng gọi lị phản xạ mà khoảng không làm việc người ta đặt nhiều nồi muối khác Buồng đốt bên xây gạch samot ghi lò làm gang đúc đặt nghiêng 5o so với mặt nằm ngang Ống gió nối với quạt gió có cơng suất động điện 1kw Kích thước ngồi lị thường 1200 x 1350 x 2580 mm, kích thước nồi lị phi 250 mm sâu 750 m, nhiệt độ tối đa nồi lò 1000o C, nhiệt độ tối đa nồi lò hai 650 o C Thời gian nung nóng đến nhiệt độ làm việc 3h Tiêu thụ than 20 kg/h, suất lò 40 - 60 kg chi tiết/giờ, buồng có hai ngăn ngăn thứ chứa nồi muối A có đường kính 250 mm sâu 750mm làm thép chịu nhiệt Ngăn thứ hai đặt nồi muối để ram chi tiết sau tơi nung nóng sơ trước tơi - Ngun lý làm việc: Lị làm việc nhờ than đốt nóng buồng bên Dưới sức thổi quạt gió buồng nung ngăn thứ nhận nhiệt phản xạ từ vòm lò nhiệt độ đối lưu từ buồng đốt qua Ngăn thứ hai chủ yếu nhận nhiệt đối lưu khí nóng Cách khống chế nhiệt độ cách thay đổi lượng gió nhờ van chắn cách giải than lên mặt ghi Lựa chọn thiết bị bề mặt nguyên lí làm việc thiết bị - Thiết bị nung bề mặt: Thiết bị tơi dịng cảm ứng dùng dịng điện tần số cơng nghiệp dùng dòng tần số cao Thiết bị cao tần gồm hai phận : nguồn phát tần số vịng cảm ứng ngồi cịn có phận để làm nguội dùng cho bề mặt 17 - Nguồn phát tần số cao có hai loại : + Máy phát tần số trung bình ( 500 ÷ 10000 Hz ) dùng để nung sâu , nung thấu để nấu chảy kim loại + Máy phát tần số cao ( 200 ÷ 500 kHz ) dùng đèn sử dụng cho nung lớp mỏng bề mặt - Cuộn cảm ứng : tơi TSC vịng cảm ứng thiết kế chế tạo phù hợp với bề mặt chi tiết công nghệ TSC + Khi tơi TSC mặt ngồi : vịng cảm ứng chế tạo dạng ống xoắn lò xo bao lấy mặt ngồi chi tiết dạng hình trụ ( trục, bánh răng, ắc piston…), Chi tiết nhỏ tơi đồng thời, cịn chi tiết dài, bề mặt cần nung lớn nên tơi liên tục liên tiếp + Khi bề mặt : bề mặt chịu mài mịn , ma sát , ví dụ ống lót xi lanh cần tơi TSC Trong trường hợp , vòng cảm ứng cần thiết kế cho đặt bên + Khi mặt phẳng : mặt phẳng thép, bề mặt đường ray u cầu có tính chống mài mịn cao cần tơi cứng dịng điện có TSC Trong trường hợp vịng cảm ứng uốn có dạng mặt phẳng Tính tốn, lựa chọn công nghệ nhiệt luyện cho nguyên công xử lý nhiệt : Để nhiệt luyện chi tiết từ vật liệu thép gió hai cơng đoạn quan trọng Tơi Ram Ta có nhiệt độ điểm tới hạn là: Các nhiệt độ tới hạn tính gần : Ac1 = 723-16.9Ni+29.1Si+6.38W-10.7Mn+16.9Cr+290As 18 = 723-16.9*0+29.1*0.2+6.38*4.5-10.7*0+16.9*0.4+290*0 =7640C Ac3= 910-203C0.5+44.7Si-15.2Ni+31.5Mo+13.1W+104V-30Mn+11Cr+20Cu700P =910-203*1.250.5+44.7*0.215.2*0+31.5*0+13.1*4.5+104*0+30*0+11*0.4+20*0-700*0 =755 0C - Ủ khơng hồn tồn Do thành phần carbon thép gió lớn 0.9với đặc điểm nung nóng thép tới trạng thái khơng hồn tồn austenite tức cao thấp Ta có nhiệt độ ủ :C7640C+50oC =8140C Thời gian nung nóng lị có nhiệt độ nhiệt độ nung tính theo cơng thức sau: tNung= a * K *D (Phút) Trong đó: D - Đường kính chi tiết cần nung (mm) a - Hệ số nung nóng (ph/mm) (Tra bảng) k -Hệ số phụ thuộc cách xắp sếp chi tiết lò nung 19 Hệ số nung nóng a (ph/mm) 6000C Lị buồng điện trở Loại thép Thép cacbon ϕ >50mm ϕ Thép hợp kim ϕ >50mm