Вредные примеси в сталях

Чугуны

II аттестация.

Диаграмма железо – цементит? Компоненты, фазы и структурные составляющие сталей и белых чугунов, их характеристики и условия образования и свойства. Диаграмма состояния систем железо – цементит. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Классификация сталей. Чугуны. Влияние охлаждения и химического состава на структуру и свойства чугуна. Маркировка сталей и чугунов. Цветные сплавы.

Компоненты диаграммы:

I.Железо- металл II.Углерод – не металл

- ОЦК - графит

- ГЦК - алмаз

Структурные составляющие системы:

А – аустенит (твердый раствор углерода в γ-железе с ограниченной растворимостью)

Ф – феррит (твердый раствор углерода в α-железе с ограниченной растворимостью)

Ц – цементит (химическое соединение железа с углеродом)

П – перлит (механическая смесь феррита и цементита)

Л – ледебурит (механическая смесь перлита и цементита при 18…20⁰С)

Все чистые металлы имеют одну температуру плавления, а сплавы 2-ве температуры плавления:

- начало кристаллизации

- конец

АСД – линия начала кристалл «Ликвидус» - низкий

АЕСF – «Солидус» - конец кристаллизации

Fe₃C – белый чугун

Их выплавляют в доменных печах из железной руды, кокса, флюсов (известь).

Fe₃C делится на:

- доэфтектический – (углерода от 2,14-4,3%)

- эвтектический – (углерода 4,3%)

- заэфтектический - (углерода от 4,3-6,67%)

В белых чугунах находится за счет составляющих ледебурита и цементита, обладают высокой твердостью, но хрупкостью.

Детали практически не изготавливаются, маркировка не существует.

Fe₃C частично остается в чугунах

Ферритом – 0,008%

Перлитом – не более 0,08%

Постоянные примеси делятся:

1.Вредные:

- S – не более 0,05%

- P – 0,08%

- Газы – 0,008%

2.Полезные:

- Si – до 0,4%

- Mn – 0,5-0,8%

Сера – снижает пластичность, вязкость, прочность, коррозионную стойкость, свариваемость. Соединения FeS – начинает плавиться при t⁰ 988⁰C, Mn+FeS=MnS – горит при t⁰ 1600⁰C

Сера – вызывает явление красноломкость стали.

Mn (марганец) - убирает вредные свойства серы и повышает прочность. При этом пластичность снижается.

Si (кремний) – появляется в стали при процессе раскисления, повышает предел текучести, но снижает пластичность и способность стали к выдержке.

P (фосфор) – растворяется в феррите, увеличивает предел прочности, текучести, но снижает пластичность, вязкость и повышает порог хладноломкости стали.

Газы – частично растворены в стали, находятся в виде хрупких не металлических включений (газовых пузырей). Это повышает хрупкость стали.

С увеличением углерода в стали растет прочность:

до 0,9%-1,3%

с 1,3-2,4% - не используются.

Маркировка стали:

I. По химическому составу.

1)углеродистые:

- низкоуглеродистые (до 0,25%)

- среднеуглеродистые (с 0,25-0,6%)

- высокоуглеродистые (от 0,6%)

2)Легированные:

- низколегированные (до 2%)

- среднелегированные (с 2-10%)

- высоколегированные (свыше 10%)

II. По назначению:

-конструкционные

-инструментальные

-специальные стали

III. По структуре:

- доэфтектический (углерода до 0,8% - Ф+П)

- эвтектический (углерода 0,8% - П)

- заэфтектический (углерода свыше 0,8-0,14% - Ц+П)

IV. По качеству:

-обыкновенного (S-0,05%, P-0,08%)

-качественная (S-0,0035%, Р-0,0035%)

-высококачественная (S-0,025%, Р-0,0025%) - в конце маркировки «А»

-особовысококачественная (S-0,075%, P-0,0625) – в конце маркировка «Ш»

Маркировка стали:

- стали обыкновенного качества:

Ст₀, Ст₁…Ст₆

0,1…6 – показатели прочности

А – механические свойства гарантированы – ВСт₆

Б – гарантированный химический состав – АСтО

В – гарантированные механические свойства и химические состав – БСт₁

- качественные стали:

Сталь: 08; 10; 15; 20 …85%

08; 10; 15; 20… - количество углерода в сотых долях

С% - 0,08; 0,1; 0,15; 0,2…0,85%

- инструментально – углеродистые стали:

У7; У8; У9…У13

7; 8; 9…13 – количество углерода в десятых долях

0,7; 0,8; 0,9…1,3

- легированные стали:

В основу классификаций положена, буквенно-цифровая система по ГОСТ-4547-71:

Х – хром (Cr)

Н – никель (Ni)

Г – марганец (Mn)

C – кремний, силициум (Si)

М – No (молибден)

Т – Ti (титан)

В – Wi (вольфрам)

Ю – Al (алюминий)

Д – Cu (медь)

Р – B (бор)

К – Co (кобальт)

Ц – (цирконий)

А – (азот)

Автономные стали:

А-12/А-20/А30 – на машинах автоматах

12; 20; 30 – показатели в сотых долях (углерод %)

0,12 – не ответственные детали

0,2; 0,3 – ответственные детали

Быстрорежущая сталь:

Р8

8 – количество вольфрама (W-8%)

P6M4

Шарикоподшипниковая сталь:

ШХ-15; Cr 1,5%, углерода свыше 1%

Дата добавления: 2014-11-29