Материаловедение

На заводе коленчатый вал мотора изготавливают из стальной поковки, получаемой из кузнечного цеха. Коленчатый вал должен обладать следующими механическими свойствами: временное сопротивление не менее 400 МПа и относительное удлинение не менее 10%. Шейки вала должны обладать повышенной износоустойчивостью. Укажите марку стали, способ повышения износостойкости шеек вала, режим термической обработки, механические свойства и микроструктуру вала в готовом состоянии.

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?