Легированные стали. Классификация.

- сталь, содержащая в своем составе железо, углерод, легирующие элементы.

Ю - алюминий Д - медь
М - молибден Н - никель
Р - бор Б - ниобий
Ф - ванадий Т - титан
В - вольфрам П - фосфор
К - кобальт Х - хром
С - кремний А - азот
Г - марганец    

Легированные стали классифицируются:

1. По назначению

- конструкционные (40Х, 10ХСНД, 09Г2С)

- инструментальные (5ХС, 8ХС, ХГН)

- легированные специальные (А20. Р18, ШХ4)

2. По наличию легированных элементов

- хромистые

- хромоникелевые

- кремнистые

- азотосодержащие

- и т.д.

3. По структуре в нормализованном состоянии стали подразделяют на пять классов:

- перлитные

- мартенситные

- аустенитные

- карбидные

- ферритные

4. По процентному содержанию легирующих элементов:

- низколегированные: менее 2,5 %;

- среднелегированные: 2,5-10,0 %;

- высокоуглеродистые: более 10,0%.

Маркировка легированных сталей по ГОСТ.

Легированные стали маркируются цифрой, указывающей процентное содержание углерода ( для инструментальны- в 10 долях, для конструкторских – в 100 долях). Буквами перечисляют легирующие элементы, цифра за буквой – процентное содержание, если цифры нет – до1,5%. Если сталь высококачественная, то в конце стоит буква А.

40Х - конструкторская легированная сталь, содержащая 0,40% углерода, до1,5% хрома
10ХСНД - конструкторская легированная сталь, содержащая 0,10% углерода, до1,5% хрома, до 1,5% кремния, до1,5% никеля, до1,5% меди
09Г2С - конструкторская легированная сталь, содержащая 0,09% углерода, до 2% марганца, до1,5% кремния
65С2ВА - конструкторская легированная сталь, содержащая 0,65% углерода, до2% кремния, до1,5% вольфрама, высококачественная
ХГН - инструментальная легированная сталь, содержащая до 1,5% хрома, до1,5% марганца, до1,5% никеля
20ГФЛ - конструкторская легированная сталь, содержащая 0,20% углерода, до 1,5% марганца, до1,5% ванадия,литейная

Применение:

40Х - машиностроительная общего назначения (валы, оси, муфты,)
10ХСНД - мостовая (опоры мостов и др.)
09Г2С - строительная(опоры, перекрытия)
40ХН - хромоникелевая «нержавейка»
17Г1СУ - улучшенная (трубы, нефтепроводы)
14Г2АФ - азотосодержащая (кожух доменных печей)
60С2 - пружинная (рессоры, пружины)
20ГФЛ - литейная
65С2ВА - высококачественная

Легированные специализированные стали.

(с особыми свойствами)

- имеют особые свойства и маркировку, выносят легирующий элемент, который придает особые свойства)

А – автоматные (повышенное содержание серы и фосфора, легко обрабатывается резанием, предназначена для изготовления деталей на металлорежущих станках-автоматах и полуавтоматах).

Р – быстрорежущие (для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания, твердость сталям придает карбид вольфрама, но маркируется вольфрам).

Р18 – 18% вольфрама .

Р6М5 – 6% вольфрама, 5% молибдена.

Ш – шарикоподшипниковые

ШХ4, ШХ15, ШХ30

до 0,4% хрома

Э – электротехнические

Э42

предел прочности на растяжение 420Н/мм2

Н – наплавочные

М – магнитные

Термическая обработка стали

- технологические процессы, при которых путем теплового воздействия целенаправленно изменяют структуру и свойства металлов и сплавов.

При термообработке не меняется химический состав.

Конструкторские стали обыкновенного качества СТ0-СТ6 и конструкторские качественные стали Сталь05,08,10,15,20,25 не подвергаются термообработке, так как выгорает верхний углеродный слой и меняется химический состав, что недопустимо.

Сущность термообработки заключается в нагреве, выдержке и охлаждении сплава.

По длительности все три процесса равноценны.

t0С Нагрев Выдержка Охлаждение

t

- температура нагрева

- длительность выдержки

- скорость нагрева

- скорость охлаждения

Виды термообработки.

1. Закалка - для повышения твердости, прочности, износостойкости
2. Отпуск - всегда проводится после закалки для снятия внутренних напряжений для устранения межузельных атомов для повышения пластичности и вязкости
3. Отжиг - предварительная термообработка для исправления структуры для улучшения обработки резанием, обработки давлением
4. Нормализация - назначение аналогично отжигу
5. Термомеханическая - совокупность операций пластического деформирования и термообработки для повышения прочности
6. Химикотермическая - совокупность операций диффузионного насыщения и термообработки

Закалка.

-нагрев стали выше критических температур на 30-500С(выше линии Ст8К), выдержка и последующее охлаждение в воде или масле, при этом пластичность и вязкость снижаются.

Закалка

Полная Неполная

(аустенит) (аустенит + цементит ІІ)

Инструментальные стали закаливают в масле.

Поверхностная закалка (1935).

- деталь помещают внутрь медной спирали (индуктора)

нагрев токами высокой частоты

охлаждение снизу

Достоинства метода: высокая производительность, не образуется окалина, нет окисления и дкформации деталей, легко автоматизируется.

Применение: для зубчатых колес тепловозов и электровозов, шеек коленвалов.

Недостатки закалки: - остаточное внутреннее напряжение

- выгорание верхнего углеродного слоя (используется цементация)

Отпуск.

- для устранения вредного действия закалки

Отпуск

- низкий (150-2500С) Повышение твердости и прочности Подшипники, зубчатые колеса, валы - средний (360-4500С) Повышение упругости Пружины, рессоры -высокий (550-6500С) Повышение ударной вязкости Кондукторные плиты

Наши рекомендации