Г. Краматорск, 2007 г

СОДЕРЖАНИЕ

Урок 1. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ.. 2

Урок 2. УГЛЕРОДИСТЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ. МАРКИРОВКА, ПРИМЕНЕНИЕ. 6

Урок 3. ЛЕГИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ. МАРКИРОВКА И ПРИМЕНЕНИЕ. 9

Урок 4. КЛАССИФИКАЦИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ. НАЗНАЧЕНИЕ. МАРКИРОВКА. 13

Урок 5. ЧУГУНЫ. СТРУКТУРА. СВОЙСТВА. МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ. 16

Урок 6. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ.. 27

Урок 7. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ.. 41

Урок 8. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД. 56

Урок 9. ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ И ОХЛАЖДЕНИИ.. 62

Урок 10. Превращения в стали при охлаждении.. 69

Урок 11. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ 78

Урок 12. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ.. 82

Урок 13. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЗАКАЛКА СТАЛЕЙ.. 94

Урок 14. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ.. 99

Урок 15. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ (продолжение) 105

Урок 16. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ (продолжение) 109

Урок 17. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СРТУКТУРЫ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 112

Урок 18. ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ 116

Урок 19. ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ (продолжение) 119

Урок 20. ПОНЯТИЕ О ПРОЦЕССЕ СТАРЕНИЯ МЕТАЛЛА. 122

Урок 21. ДЕФЕКТЫ, ВОЗНИКАЩИЕ ПРИ ЗАКАЛКЕ. 125

Урок 22. ДЕФЕКТЫ ЛИТЬЯ.. 127

Урок 23. МЕТОДЫ ИСПРАВЛЕНИЯ ПОРОКОВ ОТЛИВОК.. 132

Урок 24. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ - ПЛАСТМАССЫ. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.. 137

Литература. 150

Урок 1. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ

Классифицируются стали по различным признакам: по химическому составу, способу производства, раскисления, по назначению, по структуре, способу придания заготовкам формы.

По химическому составу сталь подразделяется на два основных класса: углеродистую и легированную.

Под углеродистой сталью понимают железоуглеродистый сплав, содержащий 0,01-2,14% углерода и обычное количество постоянных примесей кремния, марганца, серы и фосфора, зависящее от способа выплавки стали.

Углеродистые стали подразделяются на: низко-, средне- и высокоуглеродистые.

Легированной называют сталь, в состав которой специально вводят определенное количество легирующих элементов (металлов и неметаллов): хром, никель, вольфрам и другие для улучшения качества стали и придания ей заданных физико-механических свойств (износо- и коррозионной стойкости, твердости, жаропрочности, жаростойкости,магнитных свойств и т.п.).

По способу производства различают виды сталей: мартеновскую (основную и кислую в зависимости от футеровки печи); конверторную (бессемеровскую (кислую) и томасовскую (основную); электросталь (кислую и основную). За последние годы в промышленности широкое применение получил новый способ выплавки высококачественной стали электрошлаковый переплав, разработанный Институтом электросварки им. Е.О. Патона АН УССР.

Наиболее чистую сталь (с минимальным количеством примесей) выплавляют способом электрошлакового переплава. В электро- и мартеновских печах способом электрошлакового переплава получают специальные стали: нержавеющую, шарикоподшипниковую, инструментальную быстрорежущую и др.

Для получения мелкого и среднего литья широко применяются дуговые электрические печи (с кислой и основной футеровкой), работающие на трехфазном переменном токе. Кроме дуговых, применяются индукционные печи и печи сопротивления.

При значительном объеме производства стальных слитков применяют мартеновские печи. Мартеновским способом выплавляют качественные (конструкционную углеродистую и инструментальную), средне и низко легированную сталь.

Для малоответственного литья из углеродистой и низколегированной стали при небольшом его количестве применяют бессемеровские (с кислой футеровкой) и томасовские (с основной футеровкой) конвертеры.

По назначению стали подразделяется на конструкционные, инструментальные, и стали с особыми свойствами.

Конструкционные стали применяют для изготовления деталей машин и металлических конструкций.

Инструментальная сталь используется для производства режущего, мерительного, штампового и другого инструмента.

По способу придания изделиям формы сталь подразделяется на литую, кованную и катаную.

По качеству стали классифицируют:

- стали обыкновенного качества (содержание S≤ 0.055%, Р≤ 0.045%),

- качественные стали (содержание S≤ 0.04%, Р≤ 0.035%),

- высококачественные стали (содержание S≤ 0.025%, Р≤ 0.025%),

- особовысококачественные стали (содержание S≤ 0.015%, Р≤ 0.025%).

По способу раскисления стали подразделяют на кипящие (раскислена только Mn), спокойные (раскислена Mn, Al, Si) и полуспокойные (раскислена Mn, Al,)

Кипящая сталь обозначается буквами кп, полуспокойная пс, спокойная буквами сп.

Классификация по структуре. По структуре в отожженном (равновесном) состоянии легированные стали подразделяются на доэвтектоидные стали, имеющие в структуре избыточный феррит, эвтектоидные стали, имеющие структуру перлит; заэвтектоидные стали, имеющие в структуре избыточные (вторичные) карбиды.

Важной в практическом отношении является классификация стали по структуре в нормализованном состоянии. В зависимости от содержания углерода и легирующих элементов можно выделить следующие классы легированных сталей:

- ферритный, имеющий структуру легированного феррита;

- перлитный, имеющий структуру перлита;

- мартенситный, имеющий структуру мартенсита;

- аустенитный, имеющий структуру аустенита.

Стали ферритного класса распространены сравнительно мало. Они содержат большое количество легирующих элементов, ограничивающих область γ железа, например 13% Сr и выше при невысоком содержании углерода (0,1 - 0,2%).

Стали перлитного класса это низко и среднелегированные, наиболее распространенные как конструкционные, так и инструментальные. В состоянии проката или после отжига они благодаря перлитной или феррито-перлитной структуре хорошо обрабатываются режущим инструментом. Для получения высоких механических свойств, твердости и износостойкости их подвергают закалке в масле, и соответствующему отпуску.

Стали мартенситного класса - высоколегированные стали, которые при закалке и при нормализации, дают мартенситную структуру. Поэтому они не поддаются обработке обычным режущим инструментом. Хромистые нержавеющие стали с мартенситной структурой применяются для ножей, а после отжига при 880⁰С хорошо обрабатываются режущим инструментом, имея твердость НВ 150-200.

Стали аустенитного класса - высоколегированные стали. Они применяются обычно как стали с особыми физическими и химическими свойствами. После закалки они имеют аустенитную структуру, а после отжига аустенитно-мартенситную или аустенитно-ферритную.

Стали аустенитного класса содержат большое количество легирующих элементов, расширяющих γ область на диаграммах с железом, например марганца или никеля, делающих их аустенит очень устойчивым. Высокоуглеродистые стали данного класса не поддаются обработке обычным режущим инструментом из-за способности легкого наклепа под режущей кромкой инструмента и превращения при наклепе аустенита в мартенсит. Упрочнение этих сталей обычно проводится методами холодной обработки давлением (холодная прокатка, холодим штамповка).

Стали ледебуритного класса высокоуглеродистые высоколегированные, в литом состоянии они содержат эвтектику ледебурит, который после прокатки или ковки и отжига раздробляется на отдельные зерна карбидов.

Вследствие большого количества карбидов в структуре, стали ледебуритного класса после соответствующей термической обработки обладают высокой твердостью, хорошими режущими свойствами и износостойкостью, поэтому их применяют как инструментальные или особо износоустойчивые стели.

Литая сталь - фасонные отливки один из широко применяющихся видов заготовок деталей машин. Многие наименования деталей машин изготовляют из стандартных профилей проката, а также холодногнутых профилей и периодического профиля прокатной стали (уголки, швеллеры, трубы, полосы, листы и т.п.). В качестве заготовок деталей машин широко используются также поковки и штамповки (горячие и холодные).

Литье из углеродистой стали обозначается буквой Л и двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента (например, 15Л). Литье из легированных сталей обозначается цифрами и буквами, указывающими примерное содержание легирующих элементов и в конце буквой Л (например, 20ХМЛ, 08ГДНФЛ и др.).

Контрольные вопросы:

1. По каким признакам классифицируется сталь?

2. Какие виды сталей различают по способу производства?

3. На какие группы подразделяются стали по назначению?

Поиск по сайту: