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