<<
>>

4.5. Марки сталей

Сталью называется сплав железа ( Fe ) с углеродом ( С ) до 2,14 % . Угле­род является основной примесью, от его содержания зависят механические и технологические свойства. С увеличением С увеличивается твердость и проч­ность, но уменьшается пластичность и вязкость.

Кроме этого затрудняется обработка давлением как в холодном так и в горячем состоянии, увеличивается трудоемкость механической обработки, ухудшается свариваемость.

Наличие постоянных примесей Mn, Si, P, S обусловлено особенностями ме­таллургического процесса выплавки стали. Для освобождения расплава от FeO, образующегося при плавке и ухудшающего свойства, вводят Мn и Si – раскислители. При этом содержание Мn не должно превышать 0,75 %,а Si – 0,35 %. Содержание их в таком количестве практически не оказывает влияния на меха­нические свойства углеродистых сталей. Более высокое содержание примесей придает стали повышенную износостойкость.

Si, как и Мn повышают прочность и упругость стали при сохранении вяз­кости. Повышенное содержание Si до (2 – 4) %, увеличивает электросопротив­ление.

S и Р попадают как примеси в сталь при металлургическом процессе из ис­ходных материалов (руд) и их содержание больше ( 0,06 –0,08 ) % каждой рез­ко ухудшают ее качество.

Вредное влияние S связано с явлением красноломкости стали, т.е. с повы­шением хрупкости ( образовании трещин ) в горячем состоянии при ковке и прокате. Красноломкость является следствием образования S с Fe соединения ( эвтектики ), температура плавления которой 988 °С, что значительно ниже температуры плавления стали. При кристаллизации эвтектика располагается по границам зерен и плавится при нагревании заготовок при ковке или прокатке. Связь между зернами нарушается, сталь становится хрупкой. Красноломкость снижается введением в сталь Мn, образующего с S сульфид марганца, темпера­тура плавления которого 1620 °С.

Вредное влияние Р заключается в резком увеличении хрупкости стали, при обычной температуре, т.е.

в холодном состоянии. Это явление называется хладноломкостью. Оно возникает в результате того, что Р растворяясь в желе­зе ( феррите ) существенно увеличивает его хрупкость при обычных температу­рах. С повышением содержания С вредное влияние Р существенно возрастает.

Газы Н2, О2,, N2 содержатся в сталях в незначительных количествах, в зави­симости от способа производства. Они ухудшают механические свойства стали. Вводимые в сталь легирующие элементы изменяют ее механические и тех­нологические свойства. Для получения необходимых свойств, вводят такие элементы – Cr, Ni, W, Mo, V, Mn, Si, Nb, Ti, Al, Co, Си и др. Условное обозначение этих элементов приведено в таблице 12.

Сг – при содержании до 3 %, применятся для повышения твердости и прочности при одновременном незначительном повышении пластичности и вязкости, увеличение износостойкости. При содержании Сг более 13 %, сталь принимает коррозионную стойкость, а также магнитоустойчивость.

Ni – при содержании от 1 до 5 % придает стали прочность, высокую пла­стичность и вязкость. При более высоком процентном содержании повышает­ся коррозионная стойкость, придаются немагнитные свойства.

W – при содержании до 1,5 %, повышает прочность и твердость стали. Способствует образованию мелкозернистой структуры. Повышенное содержа­ние W, до 20 %, улучшает режущие свойства стали, повышает жаропрочность.

Мо – при содержании до 1 % повышает прочность, твердость, незначи­тельно снижает пластичность и вязкость. Более высокое содержание Мо по­вышает красностойкость и жаропрочность.

V – в небольших количествах, от 0,1 до 2,5 %, повышает твердость, упру­гость, усталостную прочность, способствует образованию мелкозернистой структуры.

Nb и Ti при содержании до 1 % увеличивают коррозионную стойкость, при­дают мелкозернистую структуру, в целом улучшают механические свойства.

А1 – повышает твердость стали при химико-термической обработке (ХТО). При содержании (5–6) % придает окалиностойкостъ при высоких температу­рах.

В – в незначительных количествах (0,002–0,01) %, существенно увеличи­вает прокаливаемостъ стали, повышает ударную вязкость и жаропрочность стали.

В зависимости от химического состава, содержания постоянных примесей и вводимых легирующих элементов, все виды применяемых сталей можно клас­сифицировать по пяти основным признакам, приведенным на схеме, рис. 37.

Конструкционные стали применяются для изготовления различных дета­лей машин и конструкций, работающих как в обычных условиях, так и в усло­виях требующих высокую прочность, пластичность, твердость, вязкость, упру­гость. Классификация сталей приведена на рисунке 38.

Инструментальные стали применяются для изготовления режущего, ме­рительного, штампового инструмента, литейных форм и др. Они обладают вы­сокой твердостью и износостойкостью, красностойкостью и хорошей обраба­тываемостью резанием. Классификация сталей приведена на рисунке 39.

Рис. 37. Общая классификация сталей

Рис. 38. Классификация конструкционных сталей

Рис. 39. Классификация инструментальных сталей

Стали и сплавы с особыми свойствами в группе машиностроительных материалов обладают высокими механическими свойствами при низких и вы­соких температурах, высокой коррозионной стойкостью, жаропрочностью, жа­ростойкостью, высокой контактной прочностью и износостойкостью. Все эти свойства получают в результате специального легирования и термической об­работки (ТО) или химико-термической обработки (ХТО).

К высоколегированным сталям условно отнесены сплавы, содержание желе­за в которых более 45 %, а суммарное содержание легирующих элементов не менее 10 %, считая по верхнему пределу, при содержании одного легирующего элемента по нижнему пределу не менее 8 %.

В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразделяются на группы:

· коррозионно-стойкие ( нержавеющие ) стали и сплавы, обладающие стой костью против электрохимической и химической коррозии ( атмосферной, ще­лочной, кислотной, соленой ), межкристаллической коррозией, коррозией под напряжением;

· жаростойкие ( окалиностойкие ) стали и сплавы обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температу­рах выше 550 °С, работающие в нагруженном или слабонагруженном состоя­нии;

· жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоя­нии при высоких температурах в течение определенного времени и обладаю­щие при этом достаточной жаропрочностью.

В зависимости от химического состава сплавы делятся по основному со­ставляющему элементу на группы:

1. сплавы на железоникелевой основе, в которых суммарное содержание Ni и Fe более 65 % при приблизительном отношении Ni и Fe-1:1,5.

2. сплавы на никелевой основе, содержание Ni в которых не менее 55 %.

При применении специальных способов выплавки или их сочетании: вакуумно-индукционного, электронно-лучевого, плазменного, электрошлакового и вакуумно-дугового переплавов, сплавы дополнительно обозначают через тире соответственно: ВИ, ЭЛ, П.

<< | >>
Источник: Попова .Г.Ю. Основы отраслевых технологий. 2010

Еще по теме 4.5. Марки сталей:

  1. 3| Стратегия развития марки
  2. 3| Анализ торговой марки
  3. РАЗВИТИЕ ИДЕНТИЧНОСТИ ТОРГОВОЙ МАРКИ
  4. 2| Функции марки
  5. 2| Имидж МАРКИ
  6. АРХИТЕКТУРА ТОРГОВОЙ МАРКИ
  7. 4.3. КОНКУРЕНЦИЯ В ПРЕДЕЛАХ МАРКИ
  8. 1| Знание марки: определение
  9. Локальные марки
  10. 3|Эмблема торговой марки
  11. Продвижение торговой марки компаний
  12. Элиминирование марки
  13. 1| Развитие понятия торговой марки
- Бюджетная система - Внешнеэкономическая деятельность - Государственное регулирование экономики - Инновационная экономика - Институциональная экономика - Институциональная экономическая теория - Информационные системы в экономике - Информационные технологии в экономике - История мировой экономики - История экономических учений - Кризисная экономика - Логистика - Макроэкономика (учебник) - Математические методы и моделирование в экономике - Международные экономические отношения - Микроэкономика - Мировая экономика - Налоги и налолгообложение - Основы коммерческой деятельности - Отраслевая экономика - Оценочная деятельность - Планирование и контроль на предприятии - Политэкономия - Региональная и национальная экономика - Российская экономика - Системы технологий - Страхование - Товароведение - Торговое дело - Философия экономики - Финансовое планирование и прогнозирование - Ценообразование - Экономика зарубежных стран - Экономика и управление народным хозяйством - Экономика машиностроения - Экономика общественного сектора - Экономика отраслевых рынков - Экономика полезных ископаемых - Экономика предприятий - Экономика природных ресурсов - Экономика природопользования - Экономика сельского хозяйства - Экономика таможенного дел - Экономика транспорта - Экономика труда - Экономика туризма - Экономическая история - Экономическая публицистика - Экономическая социология - Экономическая статистика - Экономическая теория - Экономический анализ - Эффективность производства -