Материалы с повышенной и высокой прочностью

Значительную группу машиностроительных материалов, для изготов­ления ответственных тяжело нагруженных изделий, представляют конст­рукционные стали. К конструкционным сталям предъявляются следующие требования: высокая прочность, достаточная вязкость, хорошие технологи­ческие свойства, экономичность, не дефицитность.

Конструкционные стали подразделяются:

1. углеродистые стали обыкновенного качества.

2. качественные углеродистые стали.

3. низколегированные конструкционные стали,

4. среднелегированные стали,

5. высоколегированные стали.

Углеродистые конструкционные стали

Углеродистые стали составляют 80% общего объема продукции черной металлургии и применяются для изготовления различных металлоконст­рукций и изделий машиностроения. Это объясняется тем, что они дешевы и имеют удовлетворительные свойства с хорошей обрабатываемостью реза­нием и давлением. Недостатки углеродистых сталей в том, что они имеют высокую критическую скорость закалки, это вызывает значительные де­формации и коробление. Они имеют небольшую прокаливаемость (12 мм), что ограничивает размер изготавливаемой детали.

1) Углеродистые стали обыкновенного качества наиболее дешевые, в
них допускается повышенное содержание вредных примесей и газов. Стали
обыкновенного качества выпускают в виде проката (балки, прутки, листы,
утолки, трубы, швеллеры и т. п.), а также поковок. Применение этих сталей
зависит от группы к которой они относятся:

2) Углеродистые качественные стали от сталей обыкновенного качества
отличаются более низким содержанием вредных примесей и неметалличе­
ских включений.

Они поставляются в виде проката, поковок и других полуфабрикатов без термической обработки (горячекатанные, кованные), термически обра­ботанными и нагартованными с гарантированными механическими свойст­вами и химическим составом.

Углеродистые стали имеют разнообразное применение, благодаря раз­личным механическим свойствам зависящих от содержания углерода и термической обработки.

3) Низколегированные конструкционные стали.
Низколегированная сталь является переходной между углеродистыми и

легированными сталями. Низколегированные стали содержат до 0,2 % С и до 2-3 % недефицитных легирующих элементов. Микролегирование, незна­чительно удорожая сталь, повышают ее прочность, хладостойкость, корро-зионностойкость и износостойкость по сравнению с углеродистыми сталя­ми, сохраняя ее пластичные свойства и свариваемость.

Принято выделять следующие группы низколегированных сталей:

1. Марганцовистые и марганцовокремнистые. Эти стали ненамного до­
роже углеродистых, но по сравнению с ними имеют лучший комплекс ме­
ханических свойств, повышенную хладостойкость, лучшую свариваемость.
повышенную износостойкость, и коррозионную стойкость.

Эти стали применяются в судостроении, химической промышленности, вагоностроении, мостостроении, их механические свойства можно улуч­шить с помощью термической обработки, которую проводят после нагрева под прокатку.

2. Низколегированные стали с карбонитридным упрочнением. Добав­
ление в низкоуглеродистую марганцовистую сталь 0,015-0,025% Ni, 0,1-
0,2% V и иногда Ti и А1 создает предпосылки для выделения дисперсных
карбонитридов ванадия и титана или нитридов алюминия. Дисперсные
карбиды способствуют измельчению зерна, тормозят движение дислокаций.
В совокупности эти факторы благоприятно влияют на прочность, вязкость и
хладостойкость.

4) Высокопрочные среднелегированные стали

К среднелегированным сталям относятся стали содержащие 2,5-10% легирующих элементов 30ХГСН2А, 40ХСН2МА, 25Х2ГНТА.

Для достижения высокой прочности среднелегированные стали подвер­гают обычной закалке на мартенсит и низкому отпуску 220-250 ^СС, который улучшает пластичность, вязкость при сохранении высокого уровня прочно­сти. Стали хорошо деформируются в горячем состоянии, свариваются дуго­вой сваркой, хорошо обрабатываются резанием в отожженном состоянии.

Поставляются в виде поковок, листов, труб, прутов, профилей. Приме­нение: высоконагруженные детали: цилиндры, балки, шпильки, оси.

5) Высокопрочные высоколегированные стали (мартенситно-
стареющие)

Высокопрочными сплавами принято считать сплавы имеющие предел прочности у_B > 1800-2000 МПа при удовлетворительной пластичности и вязкости. Мартенситно-стареющие стали - это безуглеродные (<0,03 С) сплавы легированные Со, Mo, Ti, Al, Cr и др. элементами.

Для мартенситно-стареющих сталей характерен высокий предел теку­чести, низкий порог хладноломкости. Применение: для наиболее ответст­венных деталей в авиации, ракетной технике, судостроении (корпуса под­водных лодок, гребные винты).

Дата добавления: 2015-04-24