Классификация сталей Сплавы- это металлы в которые вводятся

Классификация сталей Сплавы- это металлы в которые вводятся легирующие элементы. Легирующие элементы – это химические элементы, которые специально вводят в сплав для придания ему заданной структуры, механических и физико-химических свойств. Примеси - это химические элементы, которые переходят в сплав в процессе его изготовления как технологические добавки или составляющие шихтовых материалов. 2/8/2018 1

1. Сплавы железо-углерод, содержащие углерод в интервале от 0, 02 до 2, 14 % называют сталями выше 2, 14% называют чугунами

2. Чугуны делятся на белые, в которых углерод в связанном состоянии в виде Fe 3 C Серые чугуны, в которых углерод, в основном, в виде графита Литейные чугуны бывают: 1. Серые (обычные) 2. высокопрочные 3. ковкие

Стали подразделяются: По назначению • • • Конструкционные • Стали с особыми свойствами Инструментальные

Конструкционные стали 1. По химическому составу а) содержанию углерода: • низкоуглеродистые до 0, 25%; • среднеуглеродистые от 0, 3 до 0, 5%; • высокоуглеродистые от 0, 6 до 0, 85%

2. По содержанию легирующих элементов • низколегированные - не выше 2, 5%; • легированные - • высоколегированные - 2, 5 – 10%; более 10%.

3. По содержанию вредных примесей серы и фосфора • а) стали обыкновенного качества – S >0, 05%, P >0, 04%; • б) стали качественные – S <0, 035 -0, 04%, P< 0, 035 -0, 04%; • в) высококачественные • - S <0, 025%, Р< 0, 025%.

4. По степени раскисления (ферромарганцем, ферросилициумом, алюминием) • Кипящая (кп) – раскисляют ферромарганцем • Спокойная (сп) – раскислены полностью • Полуспокойная (пс) – раскислены не полностью

5. По структуре после нормализации • • • Ферритная Ферритно-перлитная Перлитная Ледебуритная Аустенитная

Маркировка сталей • Стали обыкновенного качества • Ст – сталь, цифры – 0; 1; 2…. . 6 условный номер марки, который возрастает с увеличением содержания углерода • Ст1 сп; Ст2 сп; …………Ст6 сп; • Ст1 пс; …………………. . . Ст6 пс; • Ст1 кп; …………Ст4 кп.

Маркировка сталей Качественные стали маркируют цифрами 08, 10, 15, 20, ……. , 85, которые указывают средне содержание углерода в сотых долях процента. Низкоуглеродистые 05 кп, 08 кп, 07 кп, 15 кп, 20, 25. Среднеуглеродистые 30, 35, 40, 45, 50. Высокоуглеродистые 60, 65, 70, 85.

Маркировка сталей • Легированные качественные стали маркируют цифрами и буквами. • • • Двухзначные цифры, приводимые в начале марки, указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы справа от цифры обозначают легирующий элемент.

Маркировка сталей • Обозначение легирующих элементов А азот Т титан Б ниобий Ф ванадий В вольфрам Х хром Г марганец Ч редкоземельные Д медь Ю алюминий К кобальт Н никель С кремний М молибден

Маркировка сталей • Высококачественные - обозначаются буквой «А» , помещенной в конце марки. • Особовысокачественные – обозначаются буквами • «Ш» – шлаковый переплав, • «ВД» - вакуумно-дуговой переплав т. д. • в конце марки

Например • • • 12 Х 2 Н 4 А 0, 12%С, 2% Cч, 4%Ni, А – высококачественная. 18 ХГТ 0, 18%С, отсутствие цифр после букв, обозначающих легирующие элементы указывает на содержание Сч, Мn, Ti менее 1 -1, 5%

Инструментальные стали подразделяются на • а) не обладающие теплостойкостью (углеродистые и легированные -3 -4% легирующих элементов)

Инструментальные стали • б) полутеплостойкие до 400 -5000 С (содержащие свыше 0, 6 -0, 7% С и 4 -18% Сч) • в) теплостойкие до 550 -6600 С (высоколегированные стали, содержащие Сч, W, V, Mo, Co)

Маркировка инструментальных сталей • Углеродистые маркируют буквой «У» ; следующая за ней цифра (У 7, У 8, У 10 и т. д. ) показывает среднее содержание углерода в десятых долях процента, если его содержание менее 1%. • Буква «А» (У 10 А) в конце указывает, что сталь высококачественная

Маркировка инструментальных сталей • Буквы означают легирующие элементы, а цифры за ними – содержание их в целых процентах (Х, 9 ХС, 6 ХВГ ).

Маркировка инструментальных сталей • Быстрорежущие стали маркируются • буквой «Р» , следующая за ней цифра указывает среднее содержание вольфрама в процентах. • Р 18 – 0, 7 -0, 8% С; 18% W ; • Р 6 М 5 – 0, 8 -0, 9% С; 6% W.

Железнодорожные стали • Рельсовая сталь , буквы «К» , «М» , «Э» обозначают способ выплавки стали – • в конверторе - конверторная; • в мартеновской печи - мартеновская стали; • выплавленная в электропечах. • Цифра после букв содержание углерода в сотых процента

Железнодорожные стали • К 78, М 76 - конверторный способ производства , содержание углерода 0, 78%. • Шх15 – подшипниковая сталь, • 0, 95 -1%С, 1, 5%Сч; • 110 Г 13 Л – износостойкая сталь , • 1, 1%С, 13% Mn, Л – литая, • стрелочные переводы.

Железнодорожные стали • • • Колесная, бандажная сталь Марка 1 – 0, 44 -0, 5%С; Марка 2 – 0, 55 - 0, 63%С; Марка 3 – 0, 63 -0, 65%С. Осевая сталь Ос. В – 0, 4 -0, 5%С.

• • • Мостовая сталь 15 ХСНД, 10 ХСНД: Детали автосцепки 20 ГЛ, 20 ГФЛ, – корпус автосцепки; Пружинная сталь 50, 55, 60 С 2.

Химико-термическая обработка стали • -это технологический процесс, при котором некоторыми элементами насыщается поверхностный слой стальных деталей с целью изменения его химического состава, а следовательно, структуры и свойств.

Три стадии химико-термической обработки стали • 1. Диссоциация – процесс, протекающий во внешней среде и приводящий к выделению диффундирующего элемента в атомарном состоянии.

Три стадии химико-термической обработки стали • 2. Адсорбция – диффундирующего элемента поверхностью металла и растворении его в металл • 3. Диффузия элемента вглубь насыщаемого металла

Толщина слоя L зависит

Цементация стали

Цементуемые стали • • Марки: 20 ХН, 18 ХГТ, 15 ХФ, 25 ХГМ и т. д. Исходная структура: феррит + перлит. Температура цементации: 930– 950 ºС. Температура закалки 770– 880 ºС, охлаждение в воде. • Температура отпуска 150– 160 ºС, охлаждение на воздухе (мартенсит отпуска, 61– 63 HRC). • Применение: поршневые пальцы, толкатели, крестовины карданного шарнира, конические и цилиндрические шестерни коробок передач. Шестерни коробок передач Материаловедение ( «Машиностроение» ). Лекция 7

Термическая обработка цементованных сталей • Она заключается в закалке и низком отпуске. После такой термической обработки твердость поверхностного слоя детали достигает 58 -60 HRC при твердости сердцевины 25 -35 HRC и ниже.

Азотирование стали • Азотирование – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стальных изделий азотом

Азотирование стальных деталей

Установка для ионного азотирования Материаловедение ( «Машиностроение» ). Лекция 6 40

Структура азотированного слоя стали 38 ХМЮА а – после ионного азотирования, Х 200; б – после обычного азотирования, х 200 Материаловедение ( «Машиностроение» ). Лекция 6

Нитроцементация стали • Нитроцементация – процесс совместного насыщения поверхности стальных деталей углеродом и азотом. • Она проводится либо в расплавленных цианистых солях (жидкостная нитроцементация или цианирование) либо в смеси науглераживающих газов и аммиака (газовая нитроцементация)

Нитроцементация

Нитроцементация В основе жидкостной нитроцементации лежат следующие химические реакции

Поверхностная закалка Закалка с нагревом ТВЧ