Разработка технологического процесса изготовления опоры

 

 

Зарубежные аналоги марки стали ВСт3сп
США	A570-36
Германия	RSt37-2

Свойства и полезная информация:

Термообработка: Состояние поставки 
Температура ковки: °С: начала 1300, конца 750. Охлаждение на воздухе 
Температура критических точек: Ac1 = 735 , Ac3(Acm) = 850 , Ar3(Arcm) = 835 , Ar1 = 680 
Свариваемость материала: без ограничений; способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС и КТС. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термическая обработка/ 
Флокеночувствительность: не чувствительна. 
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.  
Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при HB 124 и σв=400 МПа,  К υ тв. спл=1,8 и Кυ б.ст=1,6

 

Механические свойства проката
ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (δ5)(%)
			не менее
380-71        16523-70  (Образцы поперечные)	Прокат горячекатаный        Листы горячекатаные      Листы холоднокатаные	До 20  Св. 20 до 40  Св. 40 до 100  Св. 100  До 2,0 вкл  Св. 2,0 до 3,9 вкл  До 2,0 вкл  Св. 2,0 до 3,9 вкл	245  235  225  205  ---    ---	370-480        370-480     370-480	26  25  23  23  (20)  (22)  (22)   (24)

 

Механические свойства проката
ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (δ5)(%)
			не менее
380-71        16523-70  (Образцы поперечные)	Прокат горячекатаный        Листы горячекатаные      Листы холоднокатаные	До 20  Св. 20 до 40  Св. 40 до 100  Св. 100  До 2,0 вкл  Св. 2,0 до 3,9 вкл  До 2,0 вкл  Св. 2,0 до 3,9 вкл	245  235  225  205  ---    ---	370-480        370-480     370-480	26  25  23  23  (20)  (22)  (22)   (24)

 

 

 

 

 

Механические свойства поковок из стали ВСт3сп
ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (Дж / см2)	НВ
			не менее
8479-70	Нормализация	До 100  100-300  До 100  100-300	175  175  195  195	353  353  392   392	28   24   26  23	55  50  55   54	64   59   59  54	101-143    111-156

 

 

 

 

 

Ударная вязкость  KCU, Дж/см2 (ГОСТ 380-71)
Вид проката	Направление вырезки образца	Сечение, мм	Т= +20 °С	Т= -20 °С	после механического старения
			Не менее
Лист      Широкая полоса      Сортовой и фасонный	Поперчное       Продольное      Продольное	5-9  10-25   26-40   5-9  10-25  26-40  5-9  10-25  26-40	78  68  49  98  78  68  108  98  88	39  29  ---   49  29  ---  49  29  ---	39  29  --   49  29  ---  49  29  ---

 

 

 

 

 

Механические свойства стали ВСт3сп при повышенных температурах
Температура испытаний, °С	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (Дж / см2)
Горячекатаная заготовка размерами 140 Х 120 мм
20  300  500	220  205  180	445  ---   285	33   ---   34	59  ---  80	154  199  119
Лист и фасонный прокат в горячекатаном состоянии толщиной до 30 мм
20  200  300  400  500	205-340  215-285  205-265  155-255  125-175	420-520  ---  ---  275-490  215-390	28-37  ---  ---  34-43  36-43	56-68  ---  ---  60-73   60-73	---  ---  ---  ---   ---
Образец диаметром 6 мм, длиной 30 мм кованый и нормализованный. Скорость деформирования 16 мм/мин, скорость деформации 0,009 1/с
700  800  900  1000  1100  1200	73  51  38  25  19  14	100  63  65  43  31  25	57  95  84  79  80  84	96  95  100  100  100  100	---  ---  ---  ---  ---   ---

 

 

 

 

 

Предел выносливости стали ВСт3сп
σ-1, МПА	n		Состояние стали
191   93  213	107  107   2*103		Лист толщиной 40 мм в горячекатаном состоянии. Образец гладкий  Образцы диаметром 10 мм с надрезом  σв = 440 МПа
Физические свойства стали ВСт3сп
T (Град)		E 10- 5 (МПа)		a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20		1.94
100		1.92
200		1.87
300		1.83
400		1.78
500		1.67
600		1.59
700		1.46
800		1.2
900		0.99

 

 

 

 

Краткие обозначения:

σв	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа		å	- относительная осадка при появлении  первой трещины, %
σ0,05	- предел упругости, МПа		Jê	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2	- предел текучести условный, МПа		σизг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10	- относительное удлинение после  разрыва, %		σ-1	- предел выносливости при испытании  на изгиб с симметричным циклом  нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж	- предел текучести при сжатии, МПа		J-1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %		n	- количество циклов нагружения
sв	- предел кратковременной прочности, МПа		R и ρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %		E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная  на образце с концентраторами  соответственно вида U и V, Дж/см2		T	- температура, при которой получены  свойства, Град
sT	- предел пропорциональности (предел  текучести для остаточной деформации), Мпа		l и ë	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость  материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю		C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу		pn и r	- плотность кг/м3
HRCэ	- твердость по Роквеллу, шкала  С		а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала  В		σtТ	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору		G	- модуль упругости при сдвиге  кручением, ГПа

2.3 Заготовительные операции

К заготовительным операциям относят: очистку, гибку, резку, правку, мех. обработку.

Правка — слесарная операция по устранению дефектов заготовок в виде вогнутости, выпуклости, коробления, искривления и т. д. Сущность правки заключается в сжатии выпуклого слоя металла и расширении вогнутого слоя. Правку осуществляют в холодном или нагретом состоянии заготовки, в зависимости от ее размеров и материала. Правка может быть ручной или машинной на специальных вальцах или прессах. Различают правку заготовок из листа, профильного металла и труб.

Гибка: ее выполняют путем пластического изгиба заготовок. По принципу действия оборудование для гибки делят на: ротационные машины и прессы. К ротационным машинам относят: листогибочные, профилегибочные многоволковые станы, зибовочные машины, сортогибочные роликовые машины, трубогибочные машины. Прессы предназначены для гибки различных профилей из листового и полосового материала, на прессах можно выполнить пробивку отверстий, штамповочные операции.

Очистка: её применяют для удаления с поверхности листа средств консервации, загрязнений ржавчины окалины, заусенцев, шлака, которые затрудняют процесс сварки, вызывают дефекты сварных швов и препятствуют нанесению защитных покрытий, для очистки деталей применяют механическую и химическую очистку. К механическим относят: дробеструйную, дробемётную, пескоструйную, на зачистных станках, галтовочных барабанах. К химическим методам относят: обезжиривание, ванный или струйный способ.

Резка. При изготовлении деталей применяют следующие виды резки ножницами на отрезных станках, штампах, на прессах, термическую резку. Ножницы используют при резке листов фасонного профиля малых толщин. Ножницы бывают: однодисковые с наклонным ножом, прессножницы. Отрезные станки применяют для резки труб фасонного и сортового профиля. Термическую резку (газовая и дуговая резка) применяют для резки тугоплавких металлов листового материала и труб большого диаметра.

Механическая обработка. В производстве деталей сварных конструкций металлорежущие станки применяют для выполнения операций сверления отверстий, обработок кромок и поверхностей. Для сверления применяют сверлильные станки, радиальносверлильные, вертикальносверлильные. Многошпиндельные кромки и поверхности обрабатывают на кромкострогальных, продольнострогальных станках, цилиндрические обечайки на токарнокарусельных станках.

Для очистки своей металлоконструкции я использую химический метод очистки металла так как этот способ очистки является наиболее эффективным для мелко и среднегабаритных изделий так как он доступный, универсальный и экономичный. Химическая очистка производится с использованием растворов химических реактивов, удаляющих остатки масел, жира, краски или травящих материалов. Вещества, оставшиеся после проведения химической очистки, могут вступать в реакцию с пенетрантом и значительно снизить эффективность контроля. Например, кислоты и хлориды могут значительно уменьшить люминесценцию и цветовой контраст пенетрантов. Поэтому после очистки такие химические вещества должны быть удалены с контролируемой поверхности объекта.

Химическая очистка осуществляется за счет химического взаимодействия рабочих жидкостей с нерастворимыми загрязнениями и покрытиями. В качестве рабочих жидкостей используют растворы кислот и щелочей. Процесс обработки этими растворами получил название травления. При травлении в растворах кислот с поверхности изделий удаляют оксиды, тонкие поверхностные слои металла и нерастворимых загрязнений; при отработке в растворах щелочей удаляют смолистые отложения и лакокрасочные покрытия, нагар, жировые и масляные загрязнения. Важной особенностью химической очистки является способность в процессе травления обнаруживать поверхностные дефекты, скрытые тонким слоем деформированного металла или оксидной пленки.

Для правки своей металлоконструкции я использую углоправильные вальцы.

Уголки правят на углоправильных вальцах, устройство которых схоже с устройством листоправильных вальцов.

Имеется два ряда роликов, между которыми пропускается уголок. При этом металл, так же как и в случае правки листов, получает равномерное удлинение, в результате чего отдельные неровности устраняются.

Резку я выполняю механическим способом с использованием комбинированных пресс ножниц Н5222,

Таблица 4.

Модель	Наибольшие размеры разрезаемого металла при σв= 45 кгс/мм2							Число ходов ползунов в минуту	Габаритные размеры в мм	Масса в	Мощность привода в кВт
	Толщ.метал. в мм	Сечение полосы в мм	Диаметр круга в мм	Стороны квадрата в мм	Сечение уголка в мм	Номер швелера и двутавра	Диаметр пробив. отв. в мм
Н5222	16	20×140	45	40	120×120×12	18	28	45	1885×582×1950	2,255	5

 

Резка на ножницах является самым экономичным способом разделки проката на заготовки. При резке важно (во избежание двойного среза), чтобы глубина внедрения ножей в металл не превышала высоты разрезаемого сечения, особенно в случае резки высоко-пластичных металлов или заготовок, подогретых до высокой температуры. Чтобы предотвратить образование трещин на торцах (вследствие хрупкости некоторых сталей), прибегают к подогреву заготовок.