Методы упрочнения стаканов цилиндров двигателей внутреннего сгорания (стр. 2 из 3)
| Термообработка, состояние поставки | Сечение, мм | 0,2, МПа | B, МПа | 5, % | , % | KCU, Дж/м2 | HB |
| Нормализация | |||||||
| КП 195 | <100 | 195 | 390 | 26 | 55 | 59 | 111-156 |
| КП 195 | 100-300 | 195 | 390 | 23 | 50 | 54 | 111-156 |
| КП 195 | 300-500 | 195 | 390 | 20 | 45 | 49 | 111-156 |
| КП 215 | <100 | 215 | 430 | 24 | 53 | 54 | 123-167 |
| КП 215 | 100-300 | 215 | 430 | 20 | 48 | 49 | 123-167 |
| КП 245 | <100 | 245 | 470 | 22 | 48 | 49 | 143-179 |
| Закалка. Отпуск. | |||||||
| КП 245 | 100-300 | 245 | 470 | 19 | 42 | 39 | 143-179 |
| КП 275 | <100 | 275 | 530 | 20 | 40 | 44 | 156-197 |
| КП 275 | 100-300 | 275 | 530 | 17 | 38 | 34 | 156-197 |
| КП 315 | 100-300 | 315 | 570 | 14 | 35 | 34 | 167-207 |
| КП 345 | 100-300 | 345 | 590 | 17 | 40 | 54 | 174-217 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| t отпуска, °С | 0,2, МПа | B, МПа | 5, % | , % | KCU, Дж/м2 | |||||||||
| Пруток диаметром 25 мм. Закалка 900 °С, масло. | ||||||||||||||
| 200 | 650 | 880 | 18 | 58 | 118 | |||||||||
| 300 | 690 | 880 | 16 | 65 | 147 | |||||||||
| 400 | 690 | 850 | 18 | 70 | 176 | |||||||||
| 500 | 670 | 780 | 20 | 71 | 196 | |||||||||
| 600 | 610 | 730 | 20 | 70 | 225 | |||||||||
Технологические свойства
| Температура ковки |
| Начала 1260, конца 760. Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700 мм подвергаются низкотемпературному отжигу. |
| Свариваемость |
| сваривается без ограничений (кроме химико-термически обработанных деталей). Способы сварки: РДС, КТС без ограничений. |
| Обрабатываемость резанием |
| В горячекатаном состоянии при НВ 131 и B = 460 МПа K тв.спл. = 1.7, K б.ст. = 1.3 [81]. |
| Склонность к отпускной способности |
| не склонна |
| Флокеночувствительность |
| малочувствительна |
Температура критических точек
| Критическая точка | °С |
| Ac1 | 750 |
| Ac3 | 825 |
| Ar3 | 755 |
| Ar1 | 665 |
| Mn | 390 |
Ударная вязкость Ударная вязкость, KCU, Дж/см2
| Состояние поставки, термообработка | +20 | -20 | -40 | -60 |
| Пруток диаметром 115 мм. Закалка. Отпуск. | 280-286 | 280-289 | 277-287 | 261-274 |
Предел выносливости
| -1, МПа | n | B, МПа | 0,2, МПа | Термообработка, состояние стали |
| 235 | 1Е+7 | 450-590 | 295-395 | Нормализация. НВ 143-179 |
| 295 | 1Е+7 | 690 | 490 | Закалка. Высокий отпуск. НВ 217-235 |
| 412 | 1Е+7 | 930 | 790 | Цементация. Закалка. Низкий отпуск. HRCэ 57-63 |
Прокаливаемость
Закалка 860 С. Твердость для полос прокаливаемости HRCэ.
| Расстояние от торца, мм / HRC э | |||||||||||
| 1.5 | 3 | 4.5 | 6 | 7.5 | 9 | 10.5 | 12 | 13.5 | 18 | ||
| 38,5-49 | 34-46,5 | 29-44 | 24,5-40 | 22-35,5 | 32,5 | 30 | 28,5 | 27 | 24,5 | ||
| Кол-во мартенсита, % | Крит.диам. в воде, мм | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
| 50 | 26-48 | 8-24 | 32-36 |
| 90 | 12-28 | 3-9 | 38-42 |
Физические свойства
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Модуль нормальной упругости, Е, ГПа | 216 | 213 | 198 | 193 | 181 | 171 | 165 | 143 | 133 | |
| Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа | 84 | 83 | 76 | 74 | 71 | 67 | 62 | 55 | 50 | |
| Плотность, pn, кг/см3 | 7830 | 7810 | 7780 | 7710 | 7640 | |||||
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м | 42 | 42 | 41 | 40 | 38 | 36 | 33 | 32 | 31 | |
| Температура испытания, °С | 20- 100 | 20- 200 | 20- 300 | 20- 400 | 20- 500 | 20- 600 | 20- 700 | 20- 800 | 20- 900 | 20- 1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 10.5 | 11.6 | 12.4 | 13.1 | 13.6 | 14.0 | ||||
| Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) | 496 | 508 | 525 | 537 | 567 | 588 | 626 | 706 |
Обоснование выбора стали
Сталь для изготовления деталей соединительных муфт турбины, обеспачувающая σв =900 МПа
| Сталь | Назанчение |
| 34ХН3М | Валы, роторы и диски паровых турбин и компрессорных машин, валы экскаваторов, валы-шестерни, муфты и полумуфты, зубчатые колеса, оси, болты ,силовые шпильки и другие особо ответственные тяжелонагруженные детали, работающие при температуре до 500°C |
Данная сталь является конструкционная легированная сталь
1.3 Химсостав стали
Химический состав в % материала 34ХН3М
| Сталь | C | Ni | Si | Mg | Cr | Mo |
| 34ХН3М | 0.3 - 0.4 | 2.75 - 3.25 | 0.17 - 0.37 | 0.5 - 0.8 | 0.7 - 1.1 | 0.25 - 0.4 |
1.4 Термообработка и механические свойства сталей
| Сталь | Температура, °C | σт | σв | δ | ψ | ан в Дж/ см^2 | НВ после отжига (не более) | ||||
| Закалка в масле отпуск высокий | Отпуска с охлаждение в печи или масле | МПа | В % | ||||||||
| Не менее | |||||||||||
| 34ХН3М | 850-870 | 550-650 | 750 | 900 | - | - | - | 277-321 | |||
Температура критических точек материала 34ХН3М
Механические свойства при Т=20oС материала 34ХН3М
Физические свойства материала 34ХН3М
1.5 Выбор температуры нагрева и охлаждающей среды ,вида отпуска
Закалка - термическая обработка - заключается в нагреве стали до температуры выше критической (
для доэвтектоидной и 
- для заэвтектоидной сталей) или температуры растворения избыточных фаз, в выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка не является окончательной операцией термической обработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжение, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства ,сталь после закалки обязательно подвергают отпуску. Конструкционную сталь в основном подвергают закалке и отпуску для повышения прочности, твердости, получения достаточно высокой пластичности и вязкости, а для ряда деталей также высокой износостойкостиВыбор температуры закалки. Доэвтектоидные стали нагреваются до температуры на 30-50°C выше точки
В этом случае сталь с исходной структурой перлит +феррит при нагреве приобретает аустенитную структуру, которая при последующем охлаждении со скоростью выше критической превращается в мартенсит. Закалку от температуры, соответствующей межкритическому интервалу ( - ) ,применяют только для листовой низколегированной низкоуглеродистой стали для получения структуры феррита с небольшими участками мартенсита (20-30%), обеспечивающей хорошие механические свойства и штампуемость. Во всех других случаях закалка доэвтектоидных сталей из межкритического интервала температур не применяется, так как механические свойства оказываются ниже, чем после закалки от температур выше точки