5. Задачи Задача №5.1.

На заводе необходимо изготовить вал быстроходного двигателя диаметром 70мм, работающего с вибрациями; сталь в готовом изделии должна иметь предел прочности не ниже 85 кг/мм².

В распоряжении завода для изготовления вала имеется сталь трех марок: Ст.4, 45, 30ХНЗА.

Объяснить, какую из этих сталей надо применить для изготовления вала, чтобы обеспечить требуемые механические свойства.

Указать, следует ли применять термическую обработку выбранной стали, и в утвердительном случае рекомендовать режим обработки и привести механические свойства и микроструктуру стали в готовом изделии.

Задача №5.2.

Шестерни в зависимости от условий работы и напряжений, возникающих в металле, можно изготовить из чугуна, стали обыкновенного качества, качественной углеродистой и легированной стали с разным содержанием легирующих элементов. Выбрать, руководствуясь техническими и экономическими соображениями, марку чугуна или стали для изготовления шестерен диаметром 70мм и высотой 50 мм, к которым предъявляются следующие требования:

а) предел прочности не ниже 18кг/мм² (шестерни этого типа не испытывают ударных нагрузок в работе).

б) предел прочности не ниже 36 – 38кг/мм2 (шестерни этого типа не работают в условиях ударных нагрузок).

Объяснить, необходимо ли в данном случае применять качественные стали: углеродистые или легированные и производить термическую обработку шестерен.

Указать механические свойства и структуру выбранных сплавов в готовом изделии и для сравнения – механические свойства и структуру сталей марок 45, 40ХН после улучшающей термической обработки.

Задача №5.3.

Подобрать марки стали для изготовления валов диаметром 50мм для двух редукторов. По расчету сталь одного из этих валов должна иметь предел прочности не ниже 60кг/мм², а для другого – не ниже 80 кг/мм².

Указать:

1. Химический состав стали выбранных марок;

2. Рекомендуемый режим термической обработки для получения заданного предела прочности;

3. Структуру стали после каждой термообработки;

4. Механические свойства в готовом изделии.

Объяснить, кроме того, можно ли применить для изготовления валов требуемого сечения и прочности углеродистую сталь обыкновенного качества.

Задача №5.4.

На заводе изготовляются коленчатые валы диаметром 80мм из качественной углеродистой стали, а также из легированной стали.

Указать марки и химический состав стали, которую можно применить для этой цели.

Рекомендовать режим закалки термообработки и сопоставить механические свойства, которые может обеспечить углеродистая качественная и легированная сталь выбранных марок для вала указанного диаметра.

Указать, в каком направлении изменяются свойства вала, если его изготовить из стали обыкновенного качества.

Задача №5.5.

Подобрать марку стали для изготовления тяжелонагруженных коленчатых валов двигателей диаметром 60мм; предел прочности стали должен быть не ниже 75кг/мм². Учесть, что валы работают при вибрационных нагрузках.

Указать химический состав стали, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства после закалки и после отпуска.