Материаловедение

Завод должен изготовить три типа валов двигателей. Диаметр вала первого двигателя 40 мм, второго – 75 мм и третьего – 150 мм. К валам предъявляют следующие требования: временное сопротивление не менее 750 МПа, ударная вязкость не менее 69 Дж/см² . Твердость валов после термической обработки не должна затруднять последующей окончательной механической обработки. Назначьте марки сталей для изготовления валов, укажите их химический состав, режим термической обработки и механические свойства в готовом состоянии.

На автозаводе коническую шестерню редуктора заднего моста автомашины (наружный диаметр 400 мм, высота 60 мм) изготавливают из стали марки 12ХН3А. Для получения поверхностного слоя толщиной 1,0-1,3 мм шестерню науглероживают в газовой среде и затем подвергают закалке под штампами в масле. По техническим условиям твердость поверхности зубьев должна быть HRC_Э 58-62, а твердость сердцевины и зубьев в пределах HRC_Э 28-38.
Перед заводом поставлена задача по замене хромоникелевой стали на безникелевую без ухудшения качества шестерен.

Завод изготавливает шестерни диаметром 120 мм, высотой 30 мм из стали 20. Твердость поверхностного слоя с целью увeличения износоустойчивости на глубине не менее 0,8-1,0 мм должны быть не ниже HRC_Э 57-59. Укажите способ упрочнения поверхностного слоя, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства сердцевины, каким образом можно повысить обрабатываемость резанием шестерен в условиях массового производства?

Станкостроительный завод изготавливает шпиндели токарных станков. Шпиндели работают с большой скоростью в условиях повышенного износа, поэтому твердость в поверхностном слое должна HRC_Э 58-62. Укажите марку стали и рекомендуйте режим обработки, обеспечивающий получение заданной твердости в поверхностном слое и в сердцевине детали, свойства сердцевины после окончательной термической обработки. Диаметр шпинделей 40 и 75 мм.