Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.
| Примесь | Содержание в % | Влияние на свойства сталей |
| Углерод | C < 2, 14% | êпластичность, вязкость, ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием éпрочность, твердость, литейные свойства |
| Марганец и кремний | Mn = 0,8% Si = 0,4% | Раскисляют, т.е. удаляют вредные примеси оксида железа, вредные сернистые соединения железа. |
| Фосфор | P < 0,045% | êпластичность, вязкость, вызывает хладноломкость éпрочность |
| Сера | S < 0,05% | éхрупкость, красноломкость. Вредная примесь |
| Водород, азот, кислород | Н, N, О2 - небольшие количества | Вредные примеси, ухудшают свойства стали. |
Влияние легирующих элементов на свойства сталей
| Легирую щий элемент | Повышает | Понижает |
| Вольфрам | Твердость, красностойкость | |
| Алюминий | Жаростойкость, окалиностойкость | |
| Ванадий | Плотность, твердость, прочность | Размер зерна |
| Кобальт | Ударная вязкость, жаростойкость, магнитные свойства | |
| Медь | Антикоррозионные свойства | |
| Титан | Прочность, плотность, коррозийная стойкость | Размер зерна |
| Молибден | Коррозионная стойкость, окалиностойкость, красностойкость, прочность, упругость | |
| Ниобий | Кислотоустойчивость, коррозионная стойкость | |
| Хром | коррозионная стойкость, твердость, прочность, пластичность | |
| Никель | Прочность, пластьичность, ударная вязкость, прокаливаемость, устойчивость против коррозии | Коэффициент линейного расширения |
Единый алгоритм для расшифровки сталей.
|
|
|
| Группа химического состава | Углеродистые Если в марке нет букв легирующих элементов. | Легированные Если в марке есть буквы легирующих элементов: ХРОМ – Х, КРЕМНИЙ – С, НИКЕЛЬ – Н, КОБАЛЬТ – К, АЛЮМИНИЙ – Ю, МЕДЬ – Д, ТИТАН – Т, ВОЛЬФРАМ – В, ВАНАДИЙ – Ф, АЗОТ – А, БОР – Р, МАРГАНЕЦ – Г, МОЛИБДЕН - М | |||||
| Назначение | Конструкционные Если марка начинается с двух цифр или букв Ст | Инструментальные Если марка начинается с одной цифры, или буквы «У», или в начале марки цифр нет | |||||
| Качество | Обыкновенного качества Если марка начинается с букв Ст | Качественные Если в начале марки нет букв Ст, а в конце нет буквы А | Высококачествен ные, если в конце марки есть буква А | Особо высокого качества если в конце марки есть буква Ш | |||
| Примерный химический состав | Содержание углерода в процентах (%) | ||||||
| Буквы Ст показывают, что содержание углерода по марке не определяется | Две цифры в начале марки показывает сотые доли % углерода | Одна цифра в начале марки или цифра после буквы «У» показывают десятые доли % углерода | Отсутствие цифр в начале марки показывает 1 % углерода | ||||
| Содержание легирующих элементов в процентах %
| |||||||
| Цифры после букв легирующих элементов показывает целую часть % данного элемента | Отсутствие цифр после легирующего элемента показывает 1 % данного элемента | ||||||
| Примерные свойства | Зависимость свойств от содержания углерода | ||||||
| Если С<0,3%, то мягкая, вязкая, пластичная | Если С=0,3-0,6%, то наиболее удачное сочетание всех свойств, особенно прочности и пластичности | Если С >0,6%, то прочная, твердая, хрупкая | |||||
Важно! Сталь – основной сплав, применяемый в металлообработке. Знать его получение, свойства, уметь изменять эти свойства различными способами, увеличивая диапазон его эксплуатационных качеств - профессионально необходимо.
IV. Термическая обработка Ме (Т/О).
Т/О – тепловое воздействие на металл, состоящее из нагрева, выдержки и охлаждения.
Цель Т/О – изменить структуру, а значит, свойства металла.
Способы Т/О:
1. Объемная;
2. Поверхностная;
3. Химико-термическая;
4. Термо-механическая;
5. Электро-термическая;
Нагрев при т/о назначается для получения 100%-го аустенита.
Выдержка назначается для равномерного прогрева изделия по всему объему, выравнивания внутреннего строения.
|
|
|
Охлаждение назначается для перевода аустенита в одну из следующих составляющих:
Рис. Микростуктуры, полученные в результате нагрева и охлаждения стали марки 40 с различной скоростью
1. Перлит + Феррит
2. Аустенит
3. Мартенсит
4. Троостит
5. Сорбит
6. Феррит+ перлит
Виды т/о
| Отжиг | Нормализация | Закалка | Отпуск | |
| Опреде- ление | Процесс т/о, заключается в нагреве до определенной to, выдержке при этой to и медленном охлаждение в печи. | Нагрев на 30-500 выше линии GSE, выдержка и охлаждение на воздухе. | Нагрев на 30-500 выше линии GSK, выдержка и быстрое охлаждение (в воде или минеральных маслах). | Нагрев до to ниже линии PSK, выдержка и охлаждение. |
| Цель | ¯твердости, улучшение обрабатываемости, изменение формы и размера зерна, выравнивание химического состава, снятие внешних напряжений. | твердость, ¯вязкость, измельчить структуру. | твердость, прочность, ¯ вязкость, ¯ пластичность убираются мелкие ферритные включения, образуется мартенсит. | Более равномерная структура, снижение внешних напряжений, вязкости пластичности. |
 График
|
|
|
|
Закаливаемость – способность стали закаливаться на мартенсит.
Прокаливаемость – глубина проникновения закаленной зоны.
Улучшение – закалка + высокий отпуск.
Естественное старение – отпуск при невысоком нагреве (120о-150оС) и выдержка при комнатной температуре более 3х месяцев.
С помощью диаграммы состояния «Fe-C» можно определить температуру нагрева сплава, структурные составляющие и свойства, ожидаемые после т/о.
Химико-термическая обработка сталей (ХТО).
ХТО – совмещенный процесс химического и механического воздействия, заключается в равномерном нагреве и насыщении поверхности металла каким-либо химическим элементом.
Цель – изменение свойств поверхностных слоев без изменения свойств сердцевины.
В основе ХТО лежат 4 процесса:
1. Диссоциация – образование активных атомов в насыщающей среде;
2. Адсорбция – поглощение активных атомов поверхностным слоем металла;
3. Диффузия – проникновение адсорбированных атомов вглубь металла;
4. Образование и рост новой фазы
Виды ХТО.
| Наименование | Насыщающий элемент | Приобретенные механические свойства | применение |
| Цементация | Углерод | Износостойкость, твердость, выносливость при изгибе и кручении. | Детали, работающие при давлении и трении. |
| Азотирование | Азот | Антикоррозионность, твердость, износостойкость | Детали, требующие устойчивости при морозе |
| Цианирование (нитроцементация) | Углерод и азот | Стойкость к короблению, износостойкость | Для деталей сложной формы |
| Борирование | Бор | Стойкость в абразивных средах, высокая твердость, коррозионная стойкость | Для повышения износостойкости деталей нефтяных насосов, штампов и др. |
| Алитирование | Алюминий | Жаростойкость | Детали разливочных ковшей, чехлы термопар, клапаны |
| Хромирование | Хром | Окалиностойкость, износостойкость | Детали паровых турбин, насосов и т.п. |
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 210; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!