Выбор термической обработки штока управления

2.2 Характеристика материала

Штоки управления изготавливают из материала сталь 40. Заменителями стали 40 могут быть такие материалы как: сталь 35, сталь 45 и сталь 45г.

Сталь 40 является конструкционной углеродистой качественной.

Данная сталь используется для изготовления ряда изделий: трубы, поковки, крепежные детали, валы, диски, роторы, фланцы, зубчатые колеса, втулки для длительной и весьма длительной службы при температурах до 425 град.

Химический состав материала в % материала сталь 40 по ГОСТ 1050 - 88 представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав стали 40

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0,37-0,45	0,17-0,37	0,50-0,80	до 0,30	до 0,04	до 0,035	до 0,25	до 0,3	до 0,08

Механические свойства при Т = 20 °С материала сталь 40 отражены в таблице 2.

Таблица 2 - Механические свойства при Т = 20 °С материала сталь 40

Сортамент	Размер, мм	, МПа	, МПа	, %	?, %	Термообработка
лист термообработан, ГОСТ 4041-71	4-14	510-660		21
трубы холоднокатаны		580	320	17		нормализация
трубы горячекатан		600	340	16
пруток калиброван, ГОСТ 10702-78		590			40	отжиг
прокат отожжен, ГОСТ 1050-88		510		14	40
прокат нагартован, ГОСТ 1050-88		610		6	35
прокат, ГОСТ 1050-88	до 80	570	335	19	45	нормализация
лента нагартована, ГОСТ 2284-79		690-1030
лента отожжена, ГОСТ 2284-79		440-690		14
полоса, ГОСТ 1577-93	6 - 60	570	335	19	45	нормализация

Физические свойства материала сталь 40 отображены в таблице 3.

Таблица 3 - Физические свойства материала сталь 40

T, °C	E· , МПа	a· , 1/Град	l, Вт/(м·град)	, кг/	C, Дж/(кг·град)	R· , Ом·м
20	2,13		51,5	7850	483	160
100	2,10	11,90	50,6		486	221
200	1,98	12,70	48,1		497	296
300	1,90	13,50	45,6		512	387
400	1,85	14,05	41,9		529	493
500	1,79	14,50	38,1		550	619
600	1,67	14,90	33,5		574	766
700	1,60	15,15	30,0		628	932
800		12,50	24,8		674	1110
900		13,50	25,7		657	1150
1000		14,50	26,9		653	1180
1100		15,20	28,0		649	1207
1200		15,80	29,5		649	1230

Обозначения механических свойств:

- предел кратковременной прочности, МПа;

, , - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа;

- относительное удлинение при разрыве, %;

? - относительное сужение, %;

KCU - ударная вязкость, кДж /м;

HB - твердость по Бринеллю, МПа;

Обозначения физических свойств:

T - температура, при которой получены данные свойства, °C;

E - модуль упругости первого рода, МПа;

a - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 °C - T ), 1/°C;

l - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·град);

- плотность материала, кг/м;

C - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 °C - T), Дж/(кг·°C);

R - удельное электросопротивление, Ом·м.

Содержание