Студопедия

Главная страница Случайная лекция

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика






Тема 5: ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМИЧЕСКОЙ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Читайте также:
  1. I ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ 1 Предмет геологии и ее значение
  2. I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ КАК НАУКИ И ЕЕ ПРЕДМЕТА ИЗУЧЕНИЯ.
  3. II. Основы определения страхового тарифа.
  4. II. ОСНОВЫ СИСТЕМАТИКИ И ДИАГНОСТИКИ МИНЕРАЛОВ
  5. III. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ.
  6. Internet-технологии в бизнесе
  7. IV. СОВРЕМЕННЫЕ ЗАДАЧИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ.
  8. OLAP-технологии
  9. PR-технологии в привлечении инвестиций. Спонсоринг и фандрайзинг
  10. XX съезд КПСС о культе личности Сталина: понятие, причины возникновения, последствия, меры по преодолению.

Контрольные вопросы по теме 4.

Классификация и маркировка углеродистой стали и чугунов

Сталь является основным материалом, широко ис­пользуемым в машино - и приборостроении, строительст­ве и для изготовления инструментов.

Стали классифицируют по следующим признакам: химическому составу, назначению, качеству и степени раскисления.

1. По химическому составу различают: стали углеродистые и легированные. Углеродистые стали по содержанию в них углерода подразделяют на низкоуг­леродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (от 0,25...до ...0,6% С) и высокоуглеродистые (более 0,6 % C)

Легированной называют сталь, в состав которой кро­ме углерода дополнительно вводят элементы для при­дания стали тех или иных свойств.

2. По назначению стали делят на конструкционные, инструментальные и с особыми физическими и хи­мическими свойствами — специальные. К последним от­носят нержавеющие, жаропрочные, жаростойкие, тепло­устойчивые, электротехнические и др.

3. По качеству стали классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачествен­ные и особо высококачественные. Различие между ни­ми— в количестве вредных примесей (серы и фосфора) и неметаллических включений.

Стали обыкновенного качества содержат до 0,06 % S и 0,07 % Р,

качествен­ные—до 0,035% S и 0,035% Р;

высококачественные — не более 0,025 % S и 0,025 % Р,

особо высококачест­венные — не более 0,015 % S и 0,025 % Р.

Марки углеродистой стали обыкновенного качества обозначаются буквами и цифрами, например СтО.....Ст6.

Буквы Ст обозначают сталь, цифры от 0 до 6 — условный номер марки в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем больше число, тем больше содержание углерода в стали, выше прочность и ниже пластичность.

В зависимости от гарантируемых химического соста­ва и механических свойств углеродистые стали обыкновенного качест­ва делят на три группы А, Б, В (группа А в марке стали не указывается). Сталь группы А имеет гарантированные механические свойства и не подвергается горячей обработке. Для стали группы Б гарантируется химический состав; сталь подвергается обработке давлением; для стали группы В — гарантируется и химический состав и механические свойства; используется для сварных конструкций.

4. Степень раскисления обозначается индексами, стоящими справа от номера марки: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная. Например, сталь Ст1кп — сталь группы А, кипящая; БСтЗсп — сталь груп­пы Б, спокойная; ВСтбпс— сталь группы В, полуспо­койная и т.д.

К углеродистым, качественным конструкционным ста­лям предъявляются повышенные требования по химиче­скому составу и механическим свойствам. В зависимости от степени раскисления стали могут быть спокойными (сп) или кипящими (кп). Цифры в марке стали указы­вают на среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента.

Все углеродистые качественнее конструкционные стали можно условно разделить на несколько групп.

1.Углеродистые качественные стали 05кп, 08, 08кп, 10, 10кп (без термической обработки) хорошо штампуются вследствие их высокой пластичности, а также хорошо свариваются из-за малого содержания углерода. Они ис­пользуются для производства малонагруженных деталей машин (крепежные изделия и др.) и сварных конструк­ций.



2.Стали 15, 20, 25, составляющие вторую группу низко­углеродистых сталей, хорошо свариваются и обрабатыва­ются резанием. Они используются для изготовления не­ответственных деталей машин (без термической обработ­ки или в нормализованном состоянии), а также деталей с повышенной износостойкостью (после цементации и со­ответствующей термической обработки), но не подвер­гающихся высоким нагрузкам. Примерами цементирован­ных деталей машин являются кулачковые валики, крон­штейны, пальцы рессор и др.

3. Самой, значительной является группа среднеуглеродистых сталей 30, 35, 40, 45, 50, подвергающихся терми­ческой обработке. Следует отметить их малую прокаливаемость. Эти стали хорошо обрабатываются на металлорежущих станках в отожженом состоянии. Бла­гоприятные сочетания прочностных и пластических свойств позволяют применять эти стали при изготовле­нии ответственных деталей машин (шпиндели, распреде­лительные валы и др.).

4. Высокоуглеродистые стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85 под­вергаются различным видам термической обработки, в результате чего они получают высокую прочность, из­носостойкость и упругие свойства. Из них делают детали типа пружин, рессор, прокатных валков, замковых шайб и т.д.

Углеродистые инструментальные стали маркируют следующим образом: впереди ставят букву У, затем циф­ру, указывающую среднее содержание углерода в деся­тых доляхпроцента, например сталь марки У12 содер­жит в среднем 1,2% С.

Для обозначения высококачест­венных сталей в конце марки ставится буква А, а особо высококачественных сталей (выплавленных, например, методом электрошлакового переплава с вакуумированием)—буква Ш.

В марках некоторых специальных ста­лей буква впереди обозначения указывает на назначение: А —автоматная сталь (АЗО), Р — быстрорежущая сталь (Р12), шарикоподшипниковая (ШХ15), Э —элек­тротехническая и т. д.

Дли улучшения обработки резанием применяют угле­родистые так называемые автоматные стали с повышен­ным содержанием серы (0,08...0,3 %) и фосфора (0,06%). Автоматные стали маркируют буквой А и цифрами, ука­зывающими на среднее содержание углерода в сотых до­лях процента. Наибольшее применение получили стали А12, А20, АЗО. Так, из стали А12 изготавливают винты, болты, гайки и различные мелкие детали сложной кон­фигурации, а стали А20, АЗО используют для изготовле­ния ответственных деталей, работающих в условиях по­вышенных напряжений. На обработке автоматических сталей при повышенных и средних скоростях резания по­ложительно сказывается микролегирование, свинцом, кальцием, селеном и теллуром. Легирование стали свин­цом (0,15...0,3 %) повышает скорость резания в 1,5... ...2 раза.

В зависимости от состояния углерода чугуны делят на белые, серые, высокопрочные и ковкие.

В белых чугунах весь углерод находится в химически связанном состоянии в виде карбида железа, поэтому они отличаются высокой твердостью, хрупкостью и прак­тически не поддаются обработке резанием. Белый чугун не находит применения в качестве конструкционного ма­териала. Обычно доэвтектические белые чугуны после специальной термической обработки превращаются в ковкие чугуны, а заэвтектические идут в переплавку.

Для изготовления трущихся изделий (прокатные валки, колеса, шары для мельниц и т. д.) применяют так называемые отбеленные чугуны, в которых поверхностные слои имеют структуру белого, а сердцевина — серого чугуна.

В машиностроении используются гдавным образом серые, высокопрочные и ковкие чугуны.

В серых чугунах весь углерод находитея в свободном состоянии в виде пластинчатого графита. Эти чугуны могут иметь структуру состоящую из ферритңой основы и включений графита (рис. 3,а). Такие чугуны содержат кроме углерода примеси кремния, марганца и фосфора. С уменьшением содержания кремния цементит, находящийся в составе перлита, частично распадается, при этом образуется так называемая ферритно-перлитная структура с включениями графита (рис. 3,б). При дальнейшем снижении содержания кремния образуется чугун с перлитной основой и с включениями графита.

Серый чугун маркируется буквами СЧ с добавлением цифры, которая указывает предел прочности чугуна при растяжении. Например: марка СЧ15 показывает, что чугун имеет σв = 150 МПа . Путем модифицирования (в расплавленный чугун вводят до 0,6 % модификаторов — ферросилиция или силикокальция) повышают прочностные характеристики серых чугунов за счет образования более мелких графитных включений.

Из серых чугунов изготавливают детали простой конфигурации (крышки, стойки, кожухи, шкивы, кронштейны, зубчатые колеса, тормозные барабаны, станины станков, корпусы, коленчатые валы и др.)

Рис.3. Структуры серых чугунов:

а – ферритных (х100); б – феррито-перлитных (х300)

 

Высокопрочный чугун получается присадкой в жидкий cерый чугун добавок магния, церия и некоторых других элементов. Под влиянием добавок в чугуне образуется шаровидный графит. Такие чугуны имеют более высокие механические свойства и они могут быть использованы вместо поковок и отливок из углеродистой стали для деталей машин, работающих в тяжелых условиях.

Обозначают высокопрочный чугун буквами ВЧ, затем следует цифры, первые указывают предел прочности чугуна при растяжении, а вторые — относительное удли-нение при растяжении. Например, ВЧ45-5 — высокопрочный чугун σв = 450 МПа и δ= 5 %. На рис. 4, а показана микроструктура высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Из высокопрочного чугуна изготавливают коленчатые валы и поршни автомобильных и тракторных двигателей, шестерни, тормозные диски, детали прокатных станов, корпуса насосов, вентили и т. д. Некоторые высокопрочные чугуны используются в качестве антифрикционного материала в узлах трения с высокими окружными скоростями.

 

Рис.4. Структуры чугунов:

а – высокопрочного (х200); б – ковкого (х100)

 

 

Ковкий чугун получают из белого чугуна путем длительного нагрева при высоких температурах (отжиг, томление). В результате получается графит хлопьевидной формы (рис. 4, б).

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности чугуна прн растяжении, а вторые —относительное удлинение.

Қовкий чугун широко используется в автомобильной, сельскохозяйственной, текстильной и других отраслях машиностроения. Из него изготовляют детали, работающих при средних и высоких статических и динамических нагрузках (подшипники, кронштейны, картеры редукторов, поршни, ступицы).

Широкое применение ковкого чугуна в машиностроении связано с тем, что он дешевле стали и обладает высокой стойкостыо против коррозии.

1.Компоненты и фазы диаграммы состояния железо-цементит. Дать их определения.

2. Структурные составляющие сталей и чугунов, их характеристики, условия образования и свойства.

3. Что называют сталью и чугуном? Какую часть диаграммы они составляют?

4. Как классифицируются, углеродистые стали по структуре?

5. Какое существенное отличие белого чугуна от отбеленного?

6. Как получается серый чугун? Структура серого чугуна, форма графита, маркировка и назначение.

7. Как получается высокопрочный чугун? Структура высокопрочного чугуна, форма графита, маркировка и назначение.

8. Как получается ковкий чугун? Структура ковкого чугуна, форма графита, маркировка и назначение.

Цель лекции:усвоить материал по читаемой теме,знать виды ТО и ХТО, их цели и назначение .


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Диаграмма состояния железо — цементит | Виды термической обработки. Превращения в стали

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 627; Нарушение авторских прав


lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.007 сек.