94321

Леговані сталі. Класифікація та маркування легованих сталей

Доклад

Производство и промышленные технологии

Основною метою легування є зміна будови та фізикомеханічних властивостей сталі головним чином підвищення міцності при специфічних умовах роботи деталі. Легуванням можна підвищити твердість сталі опір зносу та корозії а також надати ряд інших фізичних та хімічних властивостей наприклад властивість працювати в умовах високих...

Украинкский

2015-09-11

26.51 KB

2 чел.

Леговані сталі. Класифікація та маркування легованих сталей

Легованою називається сталь, в якій, крім заліза і нормальної для вуглецевих сталей кількості постійних домішок, містяться елементи, які спеціально вводяться для отримання певної структури та властивостей. Хімічні елементи, що спеціально додаються в сталь, називаються легуючими. В якості легуючих елементів використовуються Сг, N4, Мп, 8і, \¥, Мо, V, Ті, Со, А1, а також Мп та 8 і при вмісті кожного більше 0,8-1%.

Основною метою легування є зміна будови та фізико-механічних властивостей сталі, головним чином підвищення міцності при специфічних умовах роботи деталі. Легуванням можна підвищити твердість сталі, опір зносу та корозії, а також надати ряд інших фізичних та хімічних властивостей, наприклад, властивість працювати в умовах високих та низьких температур, високого та низького тиску, різноманітних агресивних середовищ. В більшій мірі переваги легованої сталі проявляються після її термічної обробки.

Властивості сталі, отримані в результаті її легування, залежать від кількості введених елементів та від характеру взаємодії цих елементів з залізом та вуглецем.

Легуючі елементи в сталі Взаємодія легуючих елементів з залізом і вуглецем сталі залежить від положення їх в періодичній системі Д.І Менделєєва. Майже всі елементи розчиняються в залізі, частина з них. реагують з вуглецем сталі і утворюють карбіди.

Елементи, розташовані в періодичній системі елементів лівіше заліза (Сг, Мп, Мо, V, Ті), розчиняються в залізі та цементиті, а також утворюють самостійні карбіди. Елементи, розташовані правіше заліза (№, Со) карбідів в сталі не утворюють. Елементи, віддалені в періодичній таблиці від заліза не розчиняються в ньому.

Більшість легуючих елементів можуть утворювати з залізом хімічні сполуки. Але для утворення хімічної сполуки в сталі повинна міститись значна кількість легуючого елемента. Тому в багатьох сталях легуючі елементи не утворюють з залізом хімічних сполук.

Легуючі елементи Мп, 8і, А1, Ті, V, які мають більшу схожість з киснем, ніж з залізом, в результаті реакції окислення заліза при плавленні утворюють оксиди. Кількість оксидів і сульфідів в простих сталях дуже невелика.


За хімічним складом залежно від вмісту тих або інших легуючих елементів леговані сталі називають никелевими, хромовими, кремнієвими, хромонікелевими, хромонікельмолібденовими, хромомарганцевованадієвими. За кількістю легуючих елементів леговані сталі ділять на низьколеговані (до 2,5% легуючих елементів), середньо леговані (від 2,5 до 10 %) і високолеговані (більше 10%).

Залежно від вмісту в сталі легуючих елементів у відпаленому стані, отримують рівноважні структури наступних класів: доевтектоїдні (Ф+П), евтектоїдні (П), заевтектоїдні (П+Цп) і ледебуритні (Л). На відміну від чавунів, які за наявності ледебуриту не куються, присутність ледебуриту в легованих сталях не робить його неможливим. За структурною ознакою в рівноважному стані розрізняють також феритний, аустенітний і проміжні класи, наприклад ферито-аустенітний.

 За структурою в нормалізованому стані можна виділити три основні класи легованих сталей:

1-й — перлітний при вмісті легуючих елементів до 5%;

2-й — мартенситний при вмісті легуючих елементів до 13%;

3-й — аустенітний при вмісті легуючих елементів до 20-30% (головним чином, нікелю і марганцю).

Утворення сталі цих класів визначається діаграмою ізотермічного перетворення з нанесенням на неї кривої нормалізації (охолодження на повітрі) (рис. 5.3).

За призначенням леговані сталі можна об'єднати в три групи: конструкційні, інструментальні, сталі і сплави з особливими властивостями.

Конструкційні леговані сталі застосовують, головним чином, для виготовлення відповідальних деталей машин, які в процесі їх виробництва на за-воді-виробнику, як правило, піддаються термічній обробці. Тому конструкційні леговані сталі у свою чергу ділять на цементовані (що піддають цементації) і покращуванні (що піддаються гартуванню і високому відпуску), а також ресорно-пружинні, шарикопідшипникові.

Інструментальні леговані сталі застосовують для виготовлення ріжучого, вимірювального, штампового та іншого інструменту. В свою чергу, інструментальні сталі умовно підрозділяють на ріжучі, штампові і швидкорі-жучі.

Сталі і сплави з особливими властивостями мають чітко виражені особливості. Ці сталі і сплави широко використовують в сучасному машинобудуванні, приладобудуванні, електротехнічній, хімічній і інших галузях промисловості. До них відносять сталі неіржавіючі (корозійностійкі), жароміцні, жаростійкі, зносостійкі, магнітні, електротехнічні. Ці сталі відносяться до аустенітного, мартенситного, феритного, аустенітно-мартенситного і аустенітно-феритного класів.

 Маркування конструкційних легованих сталей здійснюється так, що умовне позначення, виражене буквами і цифрами, показує дійсний хімічний склад сталі. Легуючі елементи позначаються буквами українського алфавіту (табл.5.1)

Перші цифри маркування сталі вказують середній вміст вуглецю в сотих долях. Легуючі елементи, що входять в сталь, позначають відповідною буквою, а їх середній вміст цифрою, що стоїть після букви. При вмісті легуючого елементу до 1% цифру не ставлять, при більшому вмісті ставлять цифри 1, 2, 3 і т. д., відповідно кількісному вмісту легуючого елементу у відсотках 1,5; 2; 3%.

Наприклад, 30Х хромова сталь, що містить приблизно 0,30% С і 1% Сг; 20ХГ хромомарганцева сталь, що містить приблизно 0,20% С, 1% Сг і 1% Мп. Якщо в сталі міститься азот, спеціально введений в сталь, то буква А умовне маркувальне позначення азоту ставиться в середині марки сталі. Наприклад, сталь марки Х21Г7АН5 є неіржавіючою аустенітною сталлю, в якій міститься в середньому 21% Сг, 7% Мп, 0,2% N і 5% N1.

За вмістом домішок леговані сталі поділяються на якісні, високоякісні і особливо високоякісні. Для позначення високоякісних сталей в кінці їх марок ставиться буква А. Наприклад, сталь марки ЗОХГСНА є високоякісною, сре-дньолегованою (вміст легуючих елементів більше 4%), конструкційною сталлю, в якій хрому X, марганцю Г, кремнію С, нікелю Н міститься в середньому по 1%, а вуглецю в середньому 0,30%.

Всі леговані інструментальні сталі та з особливими властивостями завжди високоякісні і тому в позначеннях марки цих сталей буква А не ставиться.

У особливо високоякісній сталі фосфору міститься не більше 0,025%, а сірки не більш 0,015%. Особливо високоякісну сталь отримують шляхом електрошлакової переплавки. В кінці марки цієї сталі через дефіс ставиться буква Ш, наприклад, сталь ЗОХГСА-Ш.

У маркуванні сталей зустрічаються і інші умовні позначення, які вказують на їх застосування:

А автоматні сталі, наприклад А20 (0,15-0,25% С). Ці сталі добре обробляються на металоріжучих верстатах-автоматах внаслідок підвищеного вмісту сірки (0,08-0,15%) і фосфору (<0,06%);

Р швидкоріжучі сталі, наприклад Р18. Цифра вказує на вміст основного легуючого елементу (17,5-19% XV);

Ш шарикопідшипникові сталі, наприклад ШХ15, ШХ9 (15 і 9 — вміст хрому в десятих долях відсотка: 1,5% і 0,9% Сг);

ЕХ — магнітні сталі, наприклад ЕХЗ (2,8-3,6%); Е — електротехнічні сталі, наприклад Е11 (0,8-1,8% 8і).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74231. Контакт металл – полупроводник. Барьер Шоттки 1.2 MB
  В зависимости от этих соотношений в области контакта могут реализоваться три состояния. Второе состояние соответствует условию обогащения приповерхностной области полупроводника дырками в pтипе и электронами в nтипе в этом случае реализуется омический контакт. И наконец в третьем состоянии приповерхностная область полупроводника обеднена основными носителями в этом случае в области контакта со стороны полупроводника формируется область пространственного заряда ионизованных доноров или акцепторов и реализуется блокирующий контакт или...
74232. Полупроводниковые диоды. Характеристики идеального диода на основе pn перехода 1.29 MB
  В зависимости от внутренней структуры типа количества и уровня легирования внутренних элементов диода и вольтамперной характеристики свойства полупроводниковых диодов бывают различными. Характеристики идеального диода на основе pn перехода Основу выпрямительного диода составляет обычный электроннодырочный переход. Как было показано в главе 2 вольтамперная характеристика такого диода имеет ярко выраженную нелинейность приведенную на рисунке 4. В прямом смещении ток диода инжекционный большой по величине и представляет собой...
74233. Аналитическая модель p – n – перехода Разновидности диодов 1.94 MB
  Варикапы Зависимость барьерной емкости СБ от приложенного обратного напряжения VG используется для приборной реализации. Функциональная зависимость емкости варикапа от напряжения определяется профилем легирования базы варикапа. В случае однородного легирования емкость обратно пропорциональна корню из приложенного напряжения VG. Задавая профиль легирования в базе варикапа NDx можно получить различные зависимости емкости варикапа от напряжения CVG – линейно убывающие экспоненциально убывающие.
74234. Развитие феодальной экономики в Западной Европе в средние века 61 KB
  Расцвет феодализма в странах Западной Европы отмеченный экономическим подъемом основанным на внутренней колонизации – освоении новых земель увеличении сбора сельскохозяйственных культур развитии животноводства; возрождении городов превратившихся в центры ремесленного производства и торговли. Развитие товарного производства и товарноденежных отношений сопровождалось коммутацией ренты появлением ярмарок кредитного дела банков. Расширялись товарноденежные отношения уничтожалась личная зависимость крестьян начался процесс...
74235. Становление индустриальной цивилизации. 68.5 KB
  Большую роль в разложении феодализма и генезисе буржуазных отношений сыграли географические открытия конца XV– середины XVII в. – середина XVI в.; португальские плавания к Индии и берегам Восточной Азии начиная с экспедиции Васко де Гама; испанские тихоокеанские экспедиции XVI в. Период русских и голландских открытий середина XVI – середина XVII в.
74236. ПЕРВОБЫТНОЕ ХОЗЯЙСТВО: ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ, ЧЕРТЫ И ОСОБЕННОСТИ 54 KB
  В соответствии с ней история человечества делится на три больших этапа в зависимости от материала из которого изготовлялись орудия труда: каменный век: 3 млн лет тому назад – конец III тысячелетия до н. Вовторых основой производственных отношений первобытного строя была коллективная общинная собственность на орудия труда и средства производства характеризовавшаяся низким уровнем и медленными темпами развития производительных сил уравнительным распределением материальных благ. Важнейшей чертой отличающей человека от животного является...
74237. ДВЕ МОДЕЛИ ХОЗЯЙСТВЕННОГО РАЗВИТИЯ: ДРЕВНЕВОСТОЧНАЯ ЭКОНОМИКА И АНТИЧНОЕ ХОЗЯЙСТВО 58.5 KB
  Отличительной чертой восточного типа хозяйства являлась государственная собственность на землю и ирригационные сооружения. В Древнем Египте регулярно проводились переписи населения и хозяйства в основном для распределения трудовой повинности. Это обусловило невысокий уровень развития хлебопашества в греческих полисах постоянный переход от зернового хозяйства к интенсивному виноградарству и садоводству. Хозяйства носили как правило многоотраслевой характер.
74238. Факторы самобытности в развитии Российской цивилизации 32 KB
  Ее основными элементами были: Община как первичная хозяйственно-социальная ячейка а не как частнособственническое образование как на Западе; Государство с его особой ролью организатора и творца гражданского общества. Но государство было одновременно и сильным и слабым. Слабость проявлялась в чрезвычайно низком коэффициенте полезного действия : государство не смогло создать стабильного общества и само неоднократно разрушалось. В то же время это слабое несовершенное государство было единственным интегратором и организатором общества и...
74239. Великие географические открытия и их результаты 133 KB
  Географические открытия Рост научных знаний Рост производства и появление мануфактур Развитие торговли и складывание европейского и мирового рынка Становление абсолютистских государств Реформация В чем значение эпохи великих географических открытий и каковы ее результаты приведшие к качественным изменениям в мировом развитии Cредневековая Европейская цивилизация замыкалась в узкие рамки европейской территории. Бурное развитие заморской торговли породило акционерные компании имевшие постоянный капитал и боровшиеся за монопольное...