Электротехническая тонколистовая сталь

а) по структурному состоянию и виду прокатки разделяют на классы :

1 - горячекатаная изотропная;

2 - холоднокатаная изотропная;

3 - холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой;

б) по содержанию кремния:

0 - до 0,4 %;

1 - св. 0,4 до 0,8 %;

2 - св. 0,8 до 1,8 %;

3 - св. 1,8 до 2,8 %;

4 - св. 2,8 до 3,8 %;

5 - св. 3,8 до 4,8 %;

химический состав стали не нормируется.

в) по основной нормируемой характеристике на группы:

0 - удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц (P1,7/50);

1 - удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 Гц (P1,5/50);

2 - удельные потери при магнитной индукции 1,0 Тл и частоте 400 Гц (P1,0/400);

6 - магнитная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля 0,4 А/м (В 0, 4);

7 - магнитная индукция в средних магнитных полях при напряженности поля 10 А/м (В10).

12. три основных вида термической обработки : отжиг, закалка, отпуск.

Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.

Зака́лка — вид термической обработки материалов (металлы, их сплавы, стекло), заключающийся в их нагреве выше критической температуры (температуры изменения типа кристаллической решетки, т. е. полиморфного превращения, либо температуры, при которой в матрице растворяются фазы, существующие при низкой температуре), с последующим быстрым охлаждением.

Чаще всего охлаждение осуществляется в воде или масле, но существуют и другие способы охлаждения: в псевдокипящем слое твёрдого теплоносителя, струёй сжатого воздуха, водяным туманом, в жидкую полимерную закалочную среду.

Различают закалку с полиморфным превращением, для сталей, и закалку без полиморфного превращения, для большинства цветных металлов.

Материал, подвергшийся закалке приобретает бо́льшую твердость, но становится хрупким, менее пластичным и вязким, если сделать большее количество повторов нагревание-охлаждение. Для снижения хрупкости и увеличения пластичности и вязкости, после закалки с полиморфным превращением применяют отпуск. После закалки без полиморфного превращения применяют старение. При отпуске имеет место некоторое снижение твердости и прочности материала.

В зависимости от температуры нагрева, закалку подразделяют на полную и неполную. В случае полной закалки материал нагревают на 30 - 50°С выше линии GS для доэвтектоидной стали и эвтектоидной, заэвтектоидная линия PSK (см. диаграмму железоуглеродистых сплавов), в этом случае сталь приобретает структуру аустенит и аустенит + цементит. При неполной закалке производят нагрев выше линии PSK диаграммы, что приводит к образованию избыточных фаз по окончании закалки. Неполная закалка, как правило, применяется для инструментальных сталей

О́тпуск — технологический процесс, заключающийся в термической обработке закалённого на мартенсит сплава или металла, при которой основными процессами являются распад мартенсита, а также полигонизация и рекристаллизация.

Отпуск проводят с целью получения более высокой пластичности и снижения хрупкости материала при сохранении приемлемого уровня его прочности. Для этого изделие подвергается нагреву в печи до температуры от 150—260 °C до 370—650 °C с последующим медленным остыванием.

13. общие понятия об отжиге.

Цели отжига:

1. Снижение твердости металла. Необходимо для повышения обрабатываемости.

2. Улучшение структуры металла.

3. Достижение однородности в процессе отжига.

4. Снятие внутреннего напряжения металла.

Процессы, проходящие во время гомогенизационного отжига:

1. выравнивание химического состава до равновесного;

2. растворение избыточных фаз;

3. выделение фаз из пересыщенного твердого раствора - особый случай - гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;

4. рост зерна;

5. образование и рост пор.

Отжиг деталей из металлов и их сплавов применяется для следующих целей: 1. Снятия негативных признаков наклёпа, понижения твёрдости металла, при соответствующем повышении ударной вязкости, снятия внутренних напряжений (в связи с прохождением процессов отдыха и рекристаллизации);

2. Улучшение структуры металла в результате отжига;

3. Достижение однородности в процессе отжига.

Неполным называется отжиг, при которым деталь подвергается нагреву до температур, превышающих нижнюю, но не достигающих верхнюю критическую точку. Область применения неполного отжига ограничивается получением структуры зернистого перлита, что необходимо в целях снижения твердости отожженной детали и соответствующего снижения энергоемкости последующей после отжига механической обработки.

Изотермический отжиг наиболее характерен для сталей, имеющих в своем составе легирующие добавки, вводимые для получения отличных от углеродистых сталей свойств и качеств. Изотермический отжиг, так же как и вышеуказанные полный и неполный отжиг, служит для снижения твердости металла отжигаемой детали с целью облегчения ее последующей механической обработки.

Диффузионный отжиг имеет особую важность для получения металлов и их сплавов с расчетными, однообразными по всему объему, механическими характеристиками, поскольку его основной задачей является выравнивание неоднородностей распределения элементов по всему объёму металла. Суть диффузионного отжига состоит в термообработке детали путем нагрева до температур, значительно превосходящих критические для данного сплава точки, и обеспечении продолжительной выдержке детали при заданной температуре.

Гомогенизационный отжиг представляет собой достаточно узкую разновидность отжига и мало связан с необходимостью последующей механической обработки отжигаемой детали. Цель гомогенизационного отжига - термическая обработка деталей, полученных путем отливки, для обеспечения их наиболее равновесной внутренней структуры, что придает деталям большую механическую стойкость в процессе их последующей эксплуатации.

14. Закалка с полиморфным и без полиморфного превращения.

Закалка – термообработка, при которой сталь приобретает неравновесную структуру, что прежде всего выражается в повышении твердости стали. К закалке относят: термообработку на сорбит, тростит и мартенсит. Степень неравновесности продуктов закалки с увеличением скорости охлаждения повышается и возрастает от сорбита к мартенситу.

Преимуществом истинной закалки является возможность получения из мартенсита за счет последующего отпуска продуктов с комплексами свойств, которые другими видами термообработки получить невозможно.

Истинная закалка получила широкое применение как предварительная обработка перед отпуском.

Важна критическая скорость закалки. От нее зависит прокаливаемость стали, т. е. способность закаливаться на определенную глубину. Критическая скорость закалки зависит от стабильности аустенита, которая определяется количеством растворенных в нем углерода и легирующих элементов. Введением в сталь углерода и легирующих элементов повышается прокаливаемость, которую оценивают с помощью цилиндрических образцов по глубине залегания в них полумартенситного слоя. Полумартенситный слой стали содержащит 50 % М и 50 % Т.

Основные параметры при закалке – температура нагрева и скорость охлаждения. Температуру нагрева для сталей определяют по диаграммам состояния, скорость охлаждения – по диаграммам изотермического распада аустенита.

Время нагрева зависит от размеров детали и теплопроводности стали, определяют экспериментально.

Одной из целей легирования конструкционных сталей является уменьшение критической скорости закалки и получение сквозной прокаливаемости изготовленных из них деталей при закалке не только в воде, но и в более мягких охлаждающих средах. От резкости охлаждающей среды зависит уровень термических и фазовых напряжений и вероятность образования трещин в детали. В связи с изложенным при закалке предпочтительны мягкие закалочные среды. При закалке режущего инструмента из высокоуглеродистой стали с целью уменьшения внутренних напряжений применяют охлаждение в двух средах.

У высокоуглеродистых сталей и особенно у сталей с достаточно высоким содержанием легирующих элементов точка М, лежит ниже комнатной температуры, а зачастую и ниже 0 °C. В связи с этим при обычной закалке в них сохраняется много остаточного аустенита. Его наличие снижает твердость закаленной стали и ее теплопроводность, что для режущего инструмента является особенно нежелательным.

Со временем остаточный аустенит претерпевает фазовые превращения, приводящие к изменению размеров изделия. Это крайне недопустимо для мерительного инструмента (скобы, пробки).

15. этапы распада пересыщенного твердого раствора при отпуске и старении

Наиболее важно старение сплавов, обусловленное процессами распада пересыщенного твёрдого раствора. Состояние пересыщения твёрдого раствора возникает после охлаждения сплавов от высоких температур, поскольку обычно с повышением температуры растворимость примесей (или специально вводимых легирующих элементов) растет.

При достаточно большой степени пересыщения твёрдый раствор оказывается полностью нестабильным и его расслоение идёт во всей массе материала с образованием сначала неоднородного твёрдого раствора с непрерывно меняющимся составом, а затем периодически расположенных частиц с чёткими границами раздела. Распад такого типа называется спинодальным и наблюдается в ряде технически важных сплавов (сплавы для постоянных магнитов типа кунифе). Более общим для стареющих сплавов является метастабильное состояние твёрдого раствора, распад которого должен идти путём образования и роста зародышей новой фазы, а процесс зарождения требует преодоления энергетического барьера. Этот барьер оказывается существенно пониженным при образовании когерентных частиц, т. е. частиц, у которых кристаллическая решётка упруго сопряжена с решёткой исходного твёрдого раствора. При сравнительно низких температурах распад твёрдых растворов часто останавливается на стадии образования зон — весьма дисперсных областей, обогащенных избыточным компонентом и сохраняющих кристаллическую структуру исходного раствора, впервые обнаруженных по эффектам диффузного рассеяния рентгеновских лучей (зоны Гинье — Престона). С помощью электронной микроскопии зоны Гинье — Престона наблюдали в сплавах Al — Ag в виде сферических частиц диаметром ~10Å , в сплавах Al — Cu — в виде пластин толщиной порядка периодов решётки (<10Å). Образование зон характерно для т. н. естественного старения, которое протекает при комнатных температурах в случае сплавов на основе Al, а также низкоуглеродистой стали или технического железа, где имеется твёрдый раствор (феррит), пересыщенный углеродом или азотом. В некоторых случаях зоны можно рассматривать как зародыши фазы выделения.

Большую роль в выяснении сущности процессов отпуска сыграли рентгеноструктурные исследования Г. В. Курдюмова, показавшие, что первое и третье превращения связаны с распадом мартенсита, а второе ≈ остаточного аустенита. Распад мартенсита в процессе отпуска при 100≈150° С имеет двухфазный характер; наряду с твёрдым раствором исходной концентрации появляется раствор, содержащий 0,25≈0,3% углерода. При отпуске в интервале температур до 200≈300° С из твёрдого раствора выделяется низкотемпературный карбид железа, а при более высоких температурах ≈ цементит. Традиционная классификация превращений при отпуске имеет относительную ценность. В низкоуглеродистых сталях (до 0,2% углерода) отсутствует первое превращение. Легирование Cr, Mo, W, V, Со, Si сдвигает второе превращение при отпуске к более высоким температурам. В сталях, легированных Mo, W, V, при отпуске в интервале температур 450≈550° С наблюдается выделение частиц карбидов этих элементов в дисперсной форме, что вызывает так называемое вторичное твердение. В конечном счёте высокий отпуск приводит к превращению структуры стали в феррито-карбидную смесь.

Процессы, происходящие в закалённой стали при вылёживании и нагреве, на основании современных экспериментальных данных представляются следующим образом: перераспределение атомов углерода в мартенсите ≈ сток некоторой части атомов углерода к дислокациям и к границам мартенситных кристаллов, перемещения их в порах кристаллической решётки; распад мартенсита с образованием выделений той или иной карбидной фазы в зависимости от температуры отпуска, легирования, реальной структуры кристаллов мартенсита; релаксация внутренних микронапряжений в результате микропластической деформации; превращения остаточного аустенита в зависимости от легирования и температурного интервала ≈ бейнитное и перлитное; превращение остаточного аустенита при охлаждении после отпуска (вторичная закалка).

16. зависимость механических свойств от степени распада твердого раствора.

17. основные механические свойства и методы испытаний

К основным механическим свойствам металлов относятся прочность, вязкость, пластичность, твердость, выносливость, ползучесть, износостойкость. Они являются главными характеристиками металла или сплава.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 305; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!