Выбрать марку стали, вид и режим термической обработки для вала тяжелонагруженного прицепа

Выбрать марку стали, вид и режим термической обработки для вала тяжелонагруженного прицепа. Вал должен иметь предел прочности не ниже 700 МПа, ударную вязкость не ниже 0,8 МДж/м2. Диаметр вала 150 мм.

Для изготовления вала выбираем группу улучшаемых конструкционных сталей, прокаливаемость которых не ниже 75 мм. Выбираем хромоникелевую сталь 30ХН2МА. Эта сталь получает после закалки достаточно однородную структуру и механические свойства и прокаливается в сечении диаметром до 150 мм. Проверка по справочным данным показала, что использование стали 30ХН2МА при d = 150 мм при правильно выбранной термической обработке обеспечивает предел прочности σв = 700 МПа и ударную вязкость не ниже 0,8 МДж/м2 (у марки 30ХН2МА предел прочности 850 МПа, ударная вязкость 0,9 МДж/м2).

Назначаем термическую обработку, состоящую из полной закалки и высокотемпературного отпуска, т.к. деталь находится в высоконапряженном состоянии. Назначает режимы термической обработки.

Режим закалки

tнагр = tАc3 + (30…50) = 775 + (30…50) = 805…825°С

Режим отпуска

В качестве нагревательного устройства при закалке выбираем печь закалочную PK 55/12. Технические характеристики печи: максимальная температура – 1280°С; рекомендованный диапазон рабочих температур – 700…1250°С; объем – 55 л; внешние размеры – 1300×1450×1750 мм; внутренние размеры – 400×250×55 мм; масса – 450 кг; потребляемая мощность – 13 кВт; масса единовременной загрузки – 400 кг; напряжение – 400 В; максимальная нагрузка на дно – 150 кг.

В качестве нагревательного устройства при отпуске выбираем печь отпускную PP540/85. Технические характеристики печи: мощность печи – 30 кВт; напряжение – 400 В; объем – 540 л; максимальная температура – 850°С; внешние габариты – 1500×1950×1800 мм; внутренние габариты – 750×800×900 мм; масса агрегата – 850 кг.

Составим технологическую маршрутную карту на операции термообработки.