Міністерство освіти і науки України
Донбаський державний технічний університет
Інститут підвищення кваліфікації
Контрольна робота
по Металознавство
на теми
«Отримання, структура, властивості і маркування високоміцних і ковких чавунів і легованих сталей»
Виконав:
ст. гр. ПМГ-А-08з
Васін Є.Т.
Алчевськ 2009
Отримання, структура, властивості і маркування високоміцних і ковких чавунів
1. Характеристика високоміцного чавуну
ВЧ отримують присадкою в рідкий чавун невеликих добавок деяких лужних або лужноземельних металів. Найчастіше застосовують магній (Mg) у кількості 0,03-0,07% і церій (Ce).
Під дією Mg графіт в процесі кристалізації приймає не пластинчасту, а кулясту форму (сприяє розгальмування поперечного зростання графітних включень).
SHAPE \ * MERGEFORMAT
сірий чавун високоміцний чавун
Малюнок 1.
Кулястий графіт, що має мінімальну поверхню при даному обсязі, значно менше послаблює металеву основу чавуну, ніж пластинчастий графіт. Кулястий графіт не є активним концентратором напружень.
Також чавуни мають механічні властивості, які не поступаються литий вуглецевої сталі, зберігаючи при цьому гарні ливарні властивості, оброблюваність різанням, здатність гасити вібрації і високу зносостійкість.
Звичайний склад чавуну:
2,7-3,6% С; 1,6-2,7% Si; 0,5-0,6% Mn; ≤ 0,10% S, ≤ 0,10% Р.
Пластичність чавуну досягає д = 8-12%. Твердість НВ120. Ці чавуни можуть бути піддані термічній обробці (відпалу, нормалізації, загартуванню, відпуску).
Маркіруються високоміцні чавуни по ГОСТ 7293 літерами - ВЧ, потім йдуть цифри показують середнє значення межі міцності при розтягуванні, наприклад: ВЧ50, ВЧ80, ВЧ120.
Ці чавуни також розрізняються по металевій основі:
SHAPE \ * MERGEFORMAT
ВЧ на феритної основі:
ВЧ35, ВЧ38, ВЧ40, ВЧ42;
(ВЧ 40 → у в = 400 н / мм 2 (МПа)).
SHAPE \ * MERGEFORMAT
ВЧ на ферито-перлітною основі:
ВЧ45;
(ВЧ 45 → у в = 450 н / мм 2 (МПа)).
(В'язкість і пластичність не гарантується. Виготовляють виливки, які не відчувають динамічних навантажень).
SHAPE \ * MERGEFORMAT
ВЧ на перлітною основі:
ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100, ВЧ120;
(ВЧ 120 → у в = 1200 н / мм 2 (МПа)).
Відлиття з ВЧ використовують в автобудуванні і дизелебудуванні для виготовлення колінчастих валів, кришок циліндрів; для багатьох деталей прокатних станів (валки); ковальсько-пресове обладнання: Шабот-молотів, траверси пресів; в хімічній та нафтовій промисловості: корпуси насосів, вентилів і т. д; деталі працюють у вузлах тертя при підвищених і високих тисках (до 120 кгс / мм 2).
Антифрикційні чавуни:
АВЧ-1 - з перлітною структурою;
АВЧ-2 - з феррито-перлітною структурою.
2. Характеристика ковкого чавуну
КЧ отримують тривалим нагріванням при високих температурах (відпалом) виливків з білого чавуну. У результаті відпалу утворюється графіт сиплеся форми. Такий графіт в порівнянні з пластинчастим менше знижує міцність і пластичність неметалевої основи структури чавуну.
Металева основа ковкого чавуну (КЧ): ферит і рідше перліт. Найбільша пластичність у феритного ковкого чавуну.
Хімічний склад білого чавуну отжигает на ковкий чавун (КЧ): 2,5-3,0% С; 0,7-1,5% Si; 0,3-1,0% Mn; ≤ 0,12% S і ≤ 0,18% Р. Такий чавун має знижений вміст вуглецю і кремнію.
Товщина виливки не більше 40-50 мм. Схема відпалу наведена на малюнку 2.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Малюнок 2.
Відпал проводять в дві стадії.
Вихідна структура виливки - білий доевтектичні чавун: П + Л + Ц II.
Відливання упакована в ящику нагрівається і витримується при 950-970 о (до 1000 о С). У цей період протікає I стадія графітизації. Вище лінії PSK фазовий склад сплаву: А + Ц, цементит при цих температурах розпадається дифузійним шляхом, утворюючи сиплеся графіт (вуглець відпалу).
Потім якщо виливок охолодити трохи нижче лінії PSK (евтектоїдних інтервал) і зробити тривалу витримку, то цементит вторинний (Ц II) (виділився з А) і цементит перлітний також розпадеться, що призведе до зростання сиплеся графітних включень (II стадія графітизації). Після закінчення II стадії графітизації структура чавуну складається з фериту і пухкі графіту.
Злам феритного чавуну бархатисто чорний внаслідок великої кількості графіту.
Якщо не проводити витримки нижче евтектоїдних температури (PSK), то утворюється перлітний ковкий чавун зі структурою - П + Гр, має світлий (сталистого) злам.
При проміжній швидкості охолодження і витримці, структура ковкого чавуну буде - П + Ф + Гр.
Ковкий чавун маркують літерами - КЧ (ГОСТ 12.15) і цифрами. Перші дві цифри вказують межа міцності при розтягуванні і другі - відносне подовження (%).
Відлиття з КЧ застосовують для деталей, що працюють при ударних вібраційних навантаженнях.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Ковкий чавун на феритної основі.
КЧ37-12, КЧ35-10;
КЧ37-12 (у в = 370 н / мм 2 (МПа), д = 12%).
Застосовують для виготовлення деталей працюють при високих динамічних і статистичних навантаженнях (картери редукторів, маточини, гаки, скоби тощо).
КЧ30-6, КЧ33-8 - менш відповідальні деталі (голівки, хомутики, гайки, глушники, фланці, муфти і т.п.).
Твердість феритного ковкого чавуну - НВ163.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Ковкий чавун на ферито-перлітною основі.
КЧ45-6 (у в = 450 н / мм 2 (МПа), д = 6%).
Застосовують для виготовлення тонкостінних виливків.
Антифрикційні КЧ на ферито-перлітною основі маркуються: АКЧ-1, АКЧ-2.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Ковкий чавун на перлітною основі.
КЧ50-4, КЧ56-4, КЧ60-3, КЧ63-2;
КЧ63-2 (у в = 630 н / мм 2 (МПа), д = 2%).
Застосовують для виготовлення деталей, які мають високу міцність, помірною пластичністю, хорошими антифрикційними властивостями. Твердість НВ 241-269. Виготовляють: вилки карданних валів, ланки і ролики ланцюгів конвеєра, втулки, муфти, гальмівні колодки і т.д.
Класифікація, маркування, будова, властивості і область застосування легованих сталей
1. Класифікація легованих сталей
Леговані сталі можуть бути класифіковані за такими ознаками:
1. За рівноважної структурі (досягається зазвичай відпалом).
2. За структурою після охолодження на повітрі (з температури нагріву - 900 0 С).
3. За складом.
4. За призначенням.
5. За змістом легуючих елементів.
6. За якістю.
За рівноважної структурі сталі можна розділити на групи:
- Сталі перлітного класу:
доевтектоїдних - містять надлишковий легований ферит і евтектоід (квазіевтектоід - схожий на евтектоід, але з іншим хімічним складом, який має більше дисперсне будова - сорбіт, троостит);
евтектоїдних - структура: перліт, сорбіт, троостит;
заевтектоідние - структура: евтектоід (квазіевтектоід) і надлишкові (вторинні) карбіди типу М 3 С;
- Стали ледебуритного (карбідного) класу мають в структурі в литому стані евтектику типу ледебуріта. При куванні карбіди приймають форму відокремлених глобул. Кількість карбідів у сталях досягає 30-35%. Зміст вуглецю <2,0%, тому їх сплави і відносяться до сталей. Легують Cr, W, V які зрушують т.S і Е вліво, до більш низьким вмістом вуглецю;
- Сталі аустенітного класу:
основними легуючими елементами є - Ni, Mn, які розширюють область існування р-Fe. Стали цього класу не відчувають б ⇄ г - перетворення;
- Стали феритного класу:
основними легуючими елементами є - Cr, W, Mo, V, Si, Al та інші при низькому вмісті вуглецю; вони обмежують область існування аустеніту. У сталях цього класу також відсутня перетворення б ⇆ р.
Можуть бути проміжні класи: полуферрітние, полуаустенітние.
Леговані стали охолоджені на повітрі з 900 ˚ С діляться на класи:
1. Перлітний клас.
2. Мартенситних (М - це перенасичений розчин вуглецю і легуючих елементів в б-залозі) клас.
3. Ледебуритного (карбідний) клас
4. Аустенітний клас.
5. Ферритний клас.
Стали перлітного класу характеризуються відносно малим вмістом легуючих елементів, мартенситного - більш значним і, нарешті, аустентітного - високим вмістом легуючих елементів.
Класифікація за складом:
Нікелеві - легована Ni.
Хромисті - легована Cr.
Ванадієві - легована V.
Марганцевистих - легована Mn.
Хромонікельмолібденовая - легована Cr, Ni, Mo, т.е.завісіт від наявності легуючих елементів.
Класифікація за призначенням:
Конструкційна сталь - виготовляють деталі машин, елементи конструкцій і ін
Інструментальна сталь - ріжучий, вимірювальний, Штамповий та інший інструмент.
Сталі й сплави з особливими властивостями (фізико-механічними) - нержавіючі, жароміцні, теплотривкі, зносостійкі і т.п.
Класифікація за вмістом легуючих елементів:
1. Низьколегована сталь - легуючих елементів до 2,5%.
2. Легована сталь - легуючих елементів 2,5 год 10%.
3. Високолегована сталь - легуючих елементів більше 10% (Fe> 45%).
Класифікація за якістю (визначається кількістю шкідливих домішок):
1. Якісні (S і P ≤ 0,035%).
2. Високоякісні (S <0,03%, P <0,03%).
3. Особовисококачественние (S ≤ 0,025%, P ≤ 0,025%).
2. Маркування легованих сталей
Маркування легованих сталей виробляється за принципом буквено-цифрового позначення. Використовуються літери російського алфавіту.
Перша цифра яка стоїть у маркуванні показує вміст вуглецю:
конструкційні сталі - в сотих частках відсотка вуглецю;
інструментальні стали - в десятих частках відсотка вуглецю (якщо більше 1%, то вуглець може не вказуватися);
у спеціальних сталях - змішане позначення.
Цифра після букви, що позначає легуючий елемент, вказує на зміст даного легуючого елементу в цілих відсотках; відсутність цифри вказує, що легуючий елемент міститься в кількості ~ 1,0 - 1,5% і менше.
Виключення. Якщо у наступних букв - V, Mo, W, Ti, N позначають легуючий елемент немає цифр, то: V, Mo, W ≈ 0,2 ч0, 4%; Ti ≈ 0,03 ч0, 09%; N ≈ 0,015 ч0, 025 %.
ПРИКЛАДИ:
Конструкційні стали:
40Х - 0,4% С, ~ 1,0% Cr.
35XH - 0,35% C, 1,0% Cr, 1,0% Ni.
40XBA - 0,4% C, 1,0% Cr, 1,0% W, високоякісна.
16Г2AФ - 0,16% C, 2,0% Mn, до 1,0% N, до 1,0% V.
15XCHД - 0,15% C, 1,0% Cr, 1,0% Si, 1,0% Ni, 1,0% Cu.
50C - 0,5% C, 1,0% Si - ресорно-пружинна сталь.
60С2, 50ХФ, 30ХГС, 12Г2, 18Х2Н2МА, 35ХГС-Ш.
Сталь «Юлька» - 45Г14Ю3А - 0,45% С, 14% Mn, 3% Al, високоякісна.
50ХЗСНМФАЧА - 0,5% С, 3,0% Cr, до 1% Si, до 1% Ni, до 1% N, до 1% РЗМ, високоякісна.
Інструментальні стали:
9ХС - 0,9% С, 1% Cr, 1% Si.
X - ≥ 1% C, 1% Cr
XBГ - ≥ 1% C, 1% Cr, 1% W, 1% Mn.
B4 - ~ 1% C, 4% W.
X12 - 1,4 ч2.3% C (пов'язане зі зміщенням критичних точок), 12% Cr.
Х12M, Х12Ф, 6Х6ВЗМФС - стали для холодного деформування.
5ХНВ, 5ХНТ, 3Х2В8Ф - стали для гарячого деформування.
Швидкорізальні стали:
Р9, Р18, P6M5, РЗМЗФЗ, Р6М5К5, Р6М5Ф2К8Р.
Літера «Р» означає - «рапід» (швидко).
Цифра після букви «Р» вказує на зміст основного легуючого елемента даних сталей - вольфраму (W), в цілих відсотках.
Швидкорізальні сталі містять 0,7 ч0, 9% вуглецю, приблизно 4% хрому і приблизно 2% ванадію.
Р9 - 0,7-0,8% C, ~ 4% Cr, ~ 2% V, 9% W.
P18 - 0,7-0,8% C, ~ 4% Cr, ~ 2% V, 18% W.
P9K5 - 0,7-0,8% C, ~ 4% Cr, ~ 2% V, 9% W, 5% Co.
Швидкорізальні сталі володіють теплостійкістю - зберігають високу твердість, зносостійкість при підвищених температурах (600 - 620 ˚ С). Швидкість різання збільшується в 2 - 4 рази, стійкість інструменту в 10 - 30 разів, у порівнянні з вуглецевими інструментальними сталями типу У8-У13.
Твердість швидкорізальних сталей після спеціальної термічної обробки - HRC 67-70.
Спеціальні сталі.
Жаростійкі стали: 12Х17, 15Х25Т, 12Х25Н16Г7АР;
Безвуглецевий: Х17, Х25, х30 - дуже мало вуглецю.
Жароміцні: Х22Н14В2; Х12Н20Т3Р, 4Х14Н14В2М.
Сільхроми: Х6С, Х9С2, Х7МС, Х10С2М, Х13Н7С2 (вуглецю ~ 0,15 до 0,5%).
Зносостійка сталь (сталь Гатфільда. Використовується: хрестовини ж / д шляхів, міцні грати, ножі екскаваторних ковшів): 130Г13Л - родоначальниця легованих сталей. Містить: 1,3% С, 13% Mn, лита - Л.
Шарікоподшипниковая сталь. Використовується для виготовлення тіл кочення і підшипникових кілець. Для отримання високої твердості (HRC60-66) і зносостійкості сталь містить підвищену кількість вуглецю: 0,95 - 1,05% С.
Цифра, яка вказує на вміст хрому, в даних сталях, відповідає десятим часток відсотка.
Приклади марок: ШХ4, ШХ6, ШХ15, ШХ15СГ.
ШХ4 - 0,95-1,05% З, ~ 0,4% Сr.
ШХ15СГ - 0,95-1,05% С; ~ 1,5% Cr, до 1% Si, до 1% Mn.
До шарикопідшипникової стали пред'являються підвищені вимоги по неметалевим включень, по неоднорідності хімічного складу.
Література
1. Лахтін Ю.М., Леонтьєва В.П. Матеріалознавство. М., 1972, 1980.
2. Гуляєв А.П. Металознавство. М., 1986.
3. Антікайнен П.А. Металознавство. М., 1972.
Донбаський державний технічний університет
Інститут підвищення кваліфікації
Контрольна робота
по Металознавство
на теми
«Отримання, структура, властивості і маркування високоміцних і ковких чавунів і легованих сталей»
Виконав:
ст. гр. ПМГ-А-08з
Васін Є.Т.
Алчевськ 2009
Отримання, структура, властивості і маркування високоміцних і ковких чавунів
1. Характеристика високоміцного чавуну
ВЧ отримують присадкою в рідкий чавун невеликих добавок деяких лужних або лужноземельних металів. Найчастіше застосовують магній (Mg) у кількості 0,03-0,07% і церій (Ce).
Під дією Mg графіт в процесі кристалізації приймає не пластинчасту, а кулясту форму (сприяє розгальмування поперечного зростання графітних включень).
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Mg |
сірий чавун високоміцний чавун
Малюнок 1.
Кулястий графіт, що має мінімальну поверхню при даному обсязі, значно менше послаблює металеву основу чавуну, ніж пластинчастий графіт. Кулястий графіт не є активним концентратором напружень.
Також чавуни мають механічні властивості, які не поступаються литий вуглецевої сталі, зберігаючи при цьому гарні ливарні властивості, оброблюваність різанням, здатність гасити вібрації і високу зносостійкість.
Звичайний склад чавуну:
2,7-3,6% С; 1,6-2,7% Si; 0,5-0,6% Mn; ≤ 0,10% S, ≤ 0,10% Р.
Пластичність чавуну досягає д = 8-12%. Твердість НВ120. Ці чавуни можуть бути піддані термічній обробці (відпалу, нормалізації, загартуванню, відпуску).
Маркіруються високоміцні чавуни по ГОСТ 7293 літерами - ВЧ, потім йдуть цифри показують середнє значення межі міцності при розтягуванні, наприклад: ВЧ50, ВЧ80, ВЧ120.
Ці чавуни також розрізняються по металевій основі:
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Гр |
Ф |
ВЧ на феритної основі:
ВЧ35, ВЧ38, ВЧ40, ВЧ42;
(ВЧ 40 → у в = 400 н / мм 2 (МПа)).
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Гр |
П |
Ф |
ВЧ на ферито-перлітною основі:
ВЧ45;
(ВЧ 45 → у в = 450 н / мм 2 (МПа)).
(В'язкість і пластичність не гарантується. Виготовляють виливки, які не відчувають динамічних навантажень).
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Гр |
П |
ВЧ на перлітною основі:
ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100, ВЧ120;
(ВЧ 120 → у в = 1200 н / мм 2 (МПа)).
Відлиття з ВЧ використовують в автобудуванні і дизелебудуванні для виготовлення колінчастих валів, кришок циліндрів; для багатьох деталей прокатних станів (валки); ковальсько-пресове обладнання: Шабот-молотів, траверси пресів; в хімічній та нафтовій промисловості: корпуси насосів, вентилів і т. д; деталі працюють у вузлах тертя при підвищених і високих тисках (до 120 кгс / мм 2).
Антифрикційні чавуни:
АВЧ-1 - з перлітною структурою;
АВЧ-2 - з феррито-перлітною структурою.
2. Характеристика ковкого чавуну
КЧ отримують тривалим нагріванням при високих температурах (відпалом) виливків з білого чавуну. У результаті відпалу утворюється графіт сиплеся форми. Такий графіт в порівнянні з пластинчастим менше знижує міцність і пластичність неметалевої основи структури чавуну.
Металева основа ковкого чавуну (КЧ): ферит і рідше перліт. Найбільша пластичність у феритного ковкого чавуну.
Хімічний склад білого чавуну отжигает на ковкий чавун (КЧ): 2,5-3,0% С; 0,7-1,5% Si; 0,3-1,0% Mn; ≤ 0,12% S і ≤ 0,18% Р. Такий чавун має знижений вміст вуглецю і кремнію.
Товщина виливки не більше 40-50 мм. Схема відпалу наведена на малюнку 2.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
20-25ч |
Ц |
Т |
760 про |
Ф |
+ Гр |
950-1000 о С |
А + Л + Ц II |
Ц |
А |
+ Гр |
15час |
6-12 |
30ч |
Ферритний КЧ |
П + Л + Ц II |
720 про |
П + Гр |
П + Ф + Гр |
Ф + Гр |
II стадія графітизації |
I стадія графітизації |
ф |
Малюнок 2.
Відпал проводять в дві стадії.
Вихідна структура виливки - білий доевтектичні чавун: П + Л + Ц II.
Відливання упакована в ящику нагрівається і витримується при 950-970 о (до 1000 о С). У цей період протікає I стадія графітизації. Вище лінії PSK фазовий склад сплаву: А + Ц, цементит при цих температурах розпадається дифузійним шляхом, утворюючи сиплеся графіт (вуглець відпалу).
Потім якщо виливок охолодити трохи нижче лінії PSK (евтектоїдних інтервал) і зробити тривалу витримку, то цементит вторинний (Ц II) (виділився з А) і цементит перлітний також розпадеться, що призведе до зростання сиплеся графітних включень (II стадія графітизації). Після закінчення II стадії графітизації структура чавуну складається з фериту і пухкі графіту.
Злам феритного чавуну бархатисто чорний внаслідок великої кількості графіту.
Якщо не проводити витримки нижче евтектоїдних температури (PSK), то утворюється перлітний ковкий чавун зі структурою - П + Гр, має світлий (сталистого) злам.
При проміжній швидкості охолодження і витримці, структура ковкого чавуну буде - П + Ф + Гр.
Ковкий чавун маркують літерами - КЧ (ГОСТ 12.15) і цифрами. Перші дві цифри вказують межа міцності при розтягуванні і другі - відносне подовження (%).
Відлиття з КЧ застосовують для деталей, що працюють при ударних вібраційних навантаженнях.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Гр |
Ф |
Ковкий чавун на феритної основі.
КЧ37-12, КЧ35-10;
КЧ37-12 (у в = 370 н / мм 2 (МПа), д = 12%).
Застосовують для виготовлення деталей працюють при високих динамічних і статистичних навантаженнях (картери редукторів, маточини, гаки, скоби тощо).
КЧ30-6, КЧ33-8 - менш відповідальні деталі (голівки, хомутики, гайки, глушники, фланці, муфти і т.п.).
Твердість феритного ковкого чавуну - НВ163.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Гр |
П |
Ф |
Ковкий чавун на ферито-перлітною основі.
КЧ45-6 (у в = 450 н / мм 2 (МПа), д = 6%).
Застосовують для виготовлення тонкостінних виливків.
Антифрикційні КЧ на ферито-перлітною основі маркуються: АКЧ-1, АКЧ-2.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Гр |
П |
Ковкий чавун на перлітною основі.
КЧ50-4, КЧ56-4, КЧ60-3, КЧ63-2;
КЧ63-2 (у в = 630 н / мм 2 (МПа), д = 2%).
Застосовують для виготовлення деталей, які мають високу міцність, помірною пластичністю, хорошими антифрикційними властивостями. Твердість НВ 241-269. Виготовляють: вилки карданних валів, ланки і ролики ланцюгів конвеєра, втулки, муфти, гальмівні колодки і т.д.
Класифікація, маркування, будова, властивості і область застосування легованих сталей
1. Класифікація легованих сталей
Леговані сталі можуть бути класифіковані за такими ознаками:
1. За рівноважної структурі (досягається зазвичай відпалом).
2. За структурою після охолодження на повітрі (з температури нагріву - 900 0 С).
3. За складом.
4. За призначенням.
5. За змістом легуючих елементів.
6. За якістю.
За рівноважної структурі сталі можна розділити на групи:
- Сталі перлітного класу:
доевтектоїдних - містять надлишковий легований ферит і евтектоід (квазіевтектоід - схожий на евтектоід, але з іншим хімічним складом, який має більше дисперсне будова - сорбіт, троостит);
евтектоїдних - структура: перліт, сорбіт, троостит;
заевтектоідние - структура: евтектоід (квазіевтектоід) і надлишкові (вторинні) карбіди типу М 3 С;
- Стали ледебуритного (карбідного) класу мають в структурі в литому стані евтектику типу ледебуріта. При куванні карбіди приймають форму відокремлених глобул. Кількість карбідів у сталях досягає 30-35%. Зміст вуглецю <2,0%, тому їх сплави і відносяться до сталей. Легують Cr, W, V які зрушують т.S і Е вліво, до більш низьким вмістом вуглецю;
- Сталі аустенітного класу:
основними легуючими елементами є - Ni, Mn, які розширюють область існування р-Fe. Стали цього класу не відчувають б ⇄ г - перетворення;
- Стали феритного класу:
основними легуючими елементами є - Cr, W, Mo, V, Si, Al та інші при низькому вмісті вуглецю; вони обмежують область існування аустеніту. У сталях цього класу також відсутня перетворення б ⇆ р.
Можуть бути проміжні класи: полуферрітние, полуаустенітние.
Леговані стали охолоджені на повітрі з 900 ˚ С діляться на класи:
1. Перлітний клас.
2. Мартенситних (М - це перенасичений розчин вуглецю і легуючих елементів в б-залозі) клас.
3. Ледебуритного (карбідний) клас
4. Аустенітний клас.
5. Ферритний клас.
Стали перлітного класу характеризуються відносно малим вмістом легуючих елементів, мартенситного - більш значним і, нарешті, аустентітного - високим вмістом легуючих елементів.
Класифікація за складом:
Нікелеві - легована Ni.
Хромисті - легована Cr.
Ванадієві - легована V.
Марганцевистих - легована Mn.
Хромонікельмолібденовая - легована Cr, Ni, Mo, т.е.завісіт від наявності легуючих елементів.
Класифікація за призначенням:
Конструкційна сталь - виготовляють деталі машин, елементи конструкцій і ін
Інструментальна сталь - ріжучий, вимірювальний, Штамповий та інший інструмент.
Сталі й сплави з особливими властивостями (фізико-механічними) - нержавіючі, жароміцні, теплотривкі, зносостійкі і т.п.
Класифікація за вмістом легуючих елементів:
1. Низьколегована сталь - легуючих елементів до 2,5%.
2. Легована сталь - легуючих елементів 2,5 год 10%.
3. Високолегована сталь - легуючих елементів більше 10% (Fe> 45%).
Класифікація за якістю (визначається кількістю шкідливих домішок):
1. Якісні (S і P ≤ 0,035%).
2. Високоякісні (S <0,03%, P <0,03%).
3. Особовисококачественние (S ≤ 0,025%, P ≤ 0,025%).
2. Маркування легованих сталей
Маркування легованих сталей виробляється за принципом буквено-цифрового позначення. Використовуються літери російського алфавіту.
| А - азот N (якщо в середині маркування) А - на початку маркування - автоматна сталь А - наприкінці маркування - сталь високоякісна Б - ніобій Nb В - вольфрам W Г - марганець Mn Д - мідь Cu Е - селен Sc К - кобальт Co Л - лита сталь (у кінці марки) М - молібден Mo | П - фосфор P Р - бор B С - кремній Si Н - нікель Ni Т - титан Ti Ф - ванадій V Х - хром Cr Ц - цирконій Zr Ч - рідкоземельні метал (РЗМ) Ю - алюміній Ш - на початку маркування - сталь шарікоподшипниковая III - в кінці маркування - сталь особовисококачественная |
Перша цифра яка стоїть у маркуванні показує вміст вуглецю:
конструкційні сталі - в сотих частках відсотка вуглецю;
інструментальні стали - в десятих частках відсотка вуглецю (якщо більше 1%, то вуглець може не вказуватися);
у спеціальних сталях - змішане позначення.
Цифра після букви, що позначає легуючий елемент, вказує на зміст даного легуючого елементу в цілих відсотках; відсутність цифри вказує, що легуючий елемент міститься в кількості ~ 1,0 - 1,5% і менше.
Виключення. Якщо у наступних букв - V, Mo, W, Ti, N позначають легуючий елемент немає цифр, то: V, Mo, W ≈ 0,2 ч0, 4%; Ti ≈ 0,03 ч0, 09%; N ≈ 0,015 ч0, 025 %.
ПРИКЛАДИ:
Конструкційні стали:
40Х - 0,4% С, ~ 1,0% Cr.
35XH - 0,35% C, 1,0% Cr, 1,0% Ni.
40XBA - 0,4% C, 1,0% Cr, 1,0% W, високоякісна.
16Г2AФ - 0,16% C, 2,0% Mn, до 1,0% N, до 1,0% V.
15XCHД - 0,15% C, 1,0% Cr, 1,0% Si, 1,0% Ni, 1,0% Cu.
50C - 0,5% C, 1,0% Si - ресорно-пружинна сталь.
60С2, 50ХФ, 30ХГС, 12Г2, 18Х2Н2МА, 35ХГС-Ш.
Сталь «Юлька» - 45Г14Ю3А - 0,45% С, 14% Mn, 3% Al, високоякісна.
50ХЗСНМФАЧА - 0,5% С, 3,0% Cr, до 1% Si, до 1% Ni, до 1% N, до 1% РЗМ, високоякісна.
Інструментальні стали:
9ХС - 0,9% С, 1% Cr, 1% Si.
X - ≥ 1% C, 1% Cr
XBГ - ≥ 1% C, 1% Cr, 1% W, 1% Mn.
B4 - ~ 1% C, 4% W.
X12 - 1,4 ч2.3% C (пов'язане зі зміщенням критичних точок), 12% Cr.
Х12M, Х12Ф, 6Х6ВЗМФС - стали для холодного деформування.
5ХНВ, 5ХНТ, 3Х2В8Ф - стали для гарячого деформування.
Швидкорізальні стали:
Р9, Р18, P6M5, РЗМЗФЗ, Р6М5К5, Р6М5Ф2К8Р.
Літера «Р» означає - «рапід» (швидко).
Цифра після букви «Р» вказує на зміст основного легуючого елемента даних сталей - вольфраму (W), в цілих відсотках.
Швидкорізальні сталі містять 0,7 ч0, 9% вуглецю, приблизно 4% хрому і приблизно 2% ванадію.
Р9 - 0,7-0,8% C, ~ 4% Cr, ~ 2% V, 9% W.
P18 - 0,7-0,8% C, ~ 4% Cr, ~ 2% V, 18% W.
P9K5 - 0,7-0,8% C, ~ 4% Cr, ~ 2% V, 9% W, 5% Co.
Швидкорізальні сталі володіють теплостійкістю - зберігають високу твердість, зносостійкість при підвищених температурах (600 - 620 ˚ С). Швидкість різання збільшується в 2 - 4 рази, стійкість інструменту в 10 - 30 разів, у порівнянні з вуглецевими інструментальними сталями типу У8-У13.
Твердість швидкорізальних сталей після спеціальної термічної обробки - HRC 67-70.
Спеціальні сталі.
Жаростійкі стали: 12Х17, 15Х25Т, 12Х25Н16Г7АР;
Безвуглецевий: Х17, Х25, х30 - дуже мало вуглецю.
Жароміцні: Х22Н14В2; Х12Н20Т3Р, 4Х14Н14В2М.
Сільхроми: Х6С, Х9С2, Х7МС, Х10С2М, Х13Н7С2 (вуглецю ~ 0,15 до 0,5%).
Зносостійка сталь (сталь Гатфільда. Використовується: хрестовини ж / д шляхів, міцні грати, ножі екскаваторних ковшів): 130Г13Л - родоначальниця легованих сталей. Містить: 1,3% С, 13% Mn, лита - Л.
Шарікоподшипниковая сталь. Використовується для виготовлення тіл кочення і підшипникових кілець. Для отримання високої твердості (HRC60-66) і зносостійкості сталь містить підвищену кількість вуглецю: 0,95 - 1,05% С.
Цифра, яка вказує на вміст хрому, в даних сталях, відповідає десятим часток відсотка.
Приклади марок: ШХ4, ШХ6, ШХ15, ШХ15СГ.
ШХ4 - 0,95-1,05% З, ~ 0,4% Сr.
ШХ15СГ - 0,95-1,05% С; ~ 1,5% Cr, до 1% Si, до 1% Mn.
До шарикопідшипникової стали пред'являються підвищені вимоги по неметалевим включень, по неоднорідності хімічного складу.
Література
1. Лахтін Ю.М., Леонтьєва В.П. Матеріалознавство. М., 1972, 1980.
2. Гуляєв А.П. Металознавство. М., 1986.
3. Антікайнен П.А. Металознавство. М., 1972.