Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Тема 2.1 Конструкционные стали
|
|
РАЗДЕЛ 2 МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
27. Охарактеризуйте конструкционные рядовые (обыкновенного качества), качественные углеродистые, цементуемые стали: условия работы, требования, предъявляемые к ним, особенности химического состава, приведите примеры маркировки.
Общие требования к конструкционным сталям:
1. Высокий комплекс механических свойств
2. Технологичность, т. е. хорошая обрабатываемость давлением, свариваемость и т.д.
3. Низкая стоимость и доступность
Для обеспечения работоспособности необходима конструктивная прочность – прочность, которую сталь имеет в реальных условиях ее применения.
Для предупреждения внезапных хрупких разрушений – надежность – свойство материала противостоять хрупкому разрушению
Долговечность – свойство материала сопротивляться развитию постепенного разрушения
Достигается путем: рациональный выбор хим. состава, режима термообработки, методов поверхностного упрочнения и металлургического качества стали.
Таблица 3 – Характеристика сталей
| Группа стали | Условия работы | Требования | Особенности химсостава | Марки | Применение |
| Обыкновенного качества | Для работы в ненагруженных условиях, применяют без упрочняющей термообработки | Особых требований не предъявляют | Ст0< 0.23%С Ст1(0, 06-0, 12), Ст2(0, 09-0, 15), Ст3 (0, 14-0, 22%С)-низкоуглеродистые. Среднеуглеродистые Ст4(0, 18-0, 26), Ст5 (0, 28-0, 37), Ст6(0, 38-0, 49%С), S до 0, 05, Р до 0, 04 | Ст0, Ст1кп, сп, пс, Ст2кп, сп, пс, Ст3кп, сп, пс, Ст4кп, сп, пс, Ст5пс, сп, Ст6пс, сп. Цифра – порядковый номер. | Широко применяются,. производят в больших количествах. как наиболее дешевые Прокат(балки, пруты, сорт, лист). В сварных, клепаных металлоконструкциях, для слабонагруженных деталей машин |
| Качественные углеродистые | Более ответственные детали, работающие при ударных нагрузках. | Узкие пределы разброса по хим.составу, дешевизна и технологичность (относительно легированных) | Относительно №1 содержит более низкий % S, P, НМВ. Низкоуглеродистые 08-20 кп, пс, сп, остальные – только сп. Среднеуглеродистые 30-55, высокоуглеродистые – 60-80 | 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 Цифра – среднее содержание углерода | Низкоуглеродистые – малонагруженные детали, элементы сварных конструкций Среднеуглеродистые – после термообработки для разных деталей Высокоуглеродистые – в основном рессорно-пружинные, прокатные валки. |
| Цементуемые | Детали, работаюшие на износ при ударных нагрузках | Детали высокой твердости на поверхности при достаточно мягкой сердцевине (после последующей термообработки) | Низкоугелродистые 0, 08-0, 25%С, легируют Cr, Ni, Mo, Ti, B- | Углеродистые 08, 10, 15, 20 Легированные 15Х, 12ХМ, 18ХГТ Сr-Ni: 12ХН3А, 18Х2Н4МА . | Поршневые пальцы, шарниры, зубчатые колеса. |
28. Охарактеризуйте конструкционные улучшаемые, рессорно-пружинные и шарикоподшипниковые стали: условия работы, требования, предъявляемые к ним, особенности химического состава, приведите примеры маркировки.
Таблица 4 – Характеристика сталей
| Группа стали | Условия работы | Требования | Особенности х/с | Марки | Применение |
| Конструкционные улучшаемые | Детали, работающие при действии переменных и динамических нагрузок | Сопротивление хрупкому разрушению, должны обладать высокой конструктивной прочностью | Среднеуглеродистые 0.3-0.5%С, Как углеродистые (дешевые), так и легированные (Cr, Ni, Mo, Ti, В) | 30-55, 45Х, 40ХН, 40Г2, 38Х2Н2МА(для особо ответственных деталей), 40Х2Н2МА. | Детали, работающие в сложных напряженных условиях: валы, шатуны, оси, зубчатые колеса и др. детали машиностроения |
| Рессорно-пружинные | Многократные знакопеременные нагрузки, под действием нагрузки упруго деформируются, а после прекращения – возвращаются в начальные размеры | Они должны испытывать только упругую, а не пластическую деформацию – высокий предел упругости и стойкость к релаксации напряжений | Высокоуглеродистые С =0, 55-0, 80% и заэвтектоидные, легируют элементами, повышающими предел упругости – Si, Vn, Cr, V, W | Углеродистые 65, 70, 75, 80 Легированные 55С2, 70С3А, 60С2ХФА, У7 | Рессоры, пружины - после термообработки, поверхностного наклепа. |
| Шарикоподшип никовые | Высокие удельные нагрузки переменного характера, раздавливающие нагрузки, износ при трении, хим. износ при контакте со смазкой | Твердость, прочность, износостойкость. | Высокое содержание С (около 1%), обязательно Cr-для повышения прокаливаемости Высокие требования по НМВ, отсутствие карбидной ликвации | ШХ10, ШХ15, ШХ15-Ш. Ш – шарикоподшипниковая цифра – содержание хрома в десятых долях %, после тире – дополнительная очистка (Ш- шлаковый переплав) | Кольца, шарики, ролики подшипников качения после термообработки |
29. Охарактеризуйте конструкционные автоматные, низколегированные строительные стали, стали для холодной листовой штамповки: условия работы, требования, предъявляемые к ним, особенности химического состава, приведите примеры маркировки.
Таблица 5 – Характеристика сталей
| Группа стали | Условия работы | Требования | х/с | Марки | Применение |
| Холодной листовой штамповки | Ненагруженные детали, в том числе сварные, после холодной штамповки, при которой происходит сложная пластическая деформация стали. | Высокая способность к вытяжке. Категории вытяжки – нормальная Н, глубокая Г, сложная СВ, особо сложная ОСВ, весьма особо сложная ВОСВ. Щтампуемость снижается с увеличением зерна, поэтому предпочтительнее мелкое зерно (оладьевидное). Недопустимы выделения цементита по границам зерен | Низкое содержание С (max 0.08%)., низкое % Si, так как уменьшается способность к вытяжке. Добавляют Al, Ti, V (для уменьшения зерен) | 08кп, 08пс (стареющие) – для несложной вытяжки 08Ю, 08ГСЮТ, 10ЮА, 18ЮТ (нестареющие) | Колесные диски, автомобилестроение, гильзы – детали, изготавливаемые методом холодной листовой штамповки |
| Автоматные (стали повышенной обрабатываемости резанием) | Неответственные изделия | Высокая обрабатываемость резанием, короткая и ломкая стружка, которая легко отделяется, гладкая поверхность деталей | Повышенное (по сравнению с обычными сталями) количество серы и фосфора (S 0, 08-0, 20%, Р 0, 08-0, 15%), низкой %С, малолегированны | А11, А20, АС19ХГН-автоматная, свинецсодер жащая легированная. С=0.19, Cr, Ni, Mn=1.5% (Fe и Рb не сплавляются и образуются капельки смазки свинца) | Стали обладают большой анизотропией механических свойств, склонны к хрупкому разрушению, имеют пониженный предел выносливости. Поэтому сернистые автоматные стали применяют лишь для изготовления неответственных изделий - преимущественно деталей с резьбой (метизов и пр.) |
| Низколегирован ные строительные | Нагруженные строительные конструкции, изготавливаемые методом сварки | Повышенная прочность, пониженная склонность к хрупкому разрушению, надежность в работе, высокая свариваемость (способность образовывать неразъемное соединение со свойствами, не отличающимся от основного металла) | Низкое содержание С (для свариваемости), дешевые легирующие элементы Si, Mn. Некоторые стали – с карбонитридным упрочнением V, Nb. | 17ГС, 16Г2САФ, 17Г1-У, 09Г2С, 10ГТ, 18Г2С. Для судостроен.-А36, Е36, Д36 (цифра - σ т в кгс/мм2) 15ХСНД Разделяют на стали повышенной прочности (σ т менее 400 МПа) и высокой прочности (σ т 450-750 МПа) | Вагоностроение, судостроение и газо- нефтепроводы, арматурные стали.- применение этих сталей позволяет уменьшить массу строительных конструкций и повысить их надежность |