Класифікація легованих сталей. Зносостійка аустенітна сталь

Використання легований сталей у сучасному автомобілебудуванні

У автомобільній промисловості і авторемонтному виробництві при виробництві і відновленні автомобільних деталей широко застосовуються інструментальні сталі і тверді сплави, що розрізняються за хімічним складом, структурою і властивостями.

Інструментальні сталі застосовуються вуглецеві, леговані, швидкорізальні

У7а	Виготовлення зубил, викруток, центрів токарних верстатів, клейм по залізу
У7	Те саме і, крім того, молотків, кувалд, жерстяницького і теслярського інструменту
У8а, У8	Виготовлення пуансонів і матриць простої форми, пробійників, ножиць по металу, пилок по м'якому металу і дереву, деталей пневматичних інструментів
У8га, У8г	Виготовлення поперечних і стрічкових пилка, ножівкових полотен
У9а, У9	Виготовлення кернів, пробійників, деревообробного інструменту
У10а, У10	Виготовлення різців, мітчиків, розгорток, плашок, фрез, шарошок, сердечників
УНА, У11	Виготовлення ручних мітчиків, столярних пилка, штампів обрізів і вирубних простої конфігурації
У12а, У12	Виготовлення різців, мітчиків, розгорток, фрез, шарошок, плашок, шаберів, пилка по металу, напилків, сердечників
У13а, У13	Виготовлення різців для твердих металів, свердел, шаберів, напилків

Бронза – це сплави міді з іншими речовинами: Cu–Sn, Cu–Al (5–10%), Cu–Pb (33%), Cu–Si (4%) використовують для виготовлення деталей машин, посуду. Для виготовлення електронагрівальних приладів використовують сплав ніхром (Ni (67%), Cr (15%), Fe (16%), Mn (1,5%)). Для машинобудування необхідні сплави легкі, нерозчинні в кислотах, стійкі в агресивних газових середовищах, теплопровідні, магнітні або немагнітні.

Леговані сталі класифікують за призначенням, хім складом, якістю та структурою.

1.За призначенням леговані сталі поділяють на конструкційні, інструментальні і сталі з особливими фізичними і хімічними властивостями.

• Конструкційні сталі застосовують для виготовлення деталей машин і будівельних конструкцій. Конструкційні сталі повинні мати високі механічні властивості.

• Інструментальні сталі і сплави застосовують для виготовлення різних виробничих інструментів (різальних, вимірювальних і ударно - штамнових). Інструментальні сталі повинні мати високу твердість і зносостійкість.

• Сталі і сплави з Особливими фізичними і хімічними властивостями застосовують для виготовлення деталей, які працюють в особливих умовах. Ці сталі об'єднано в шість груп: неіржавні (корозійностійкі), з високим електроопором, електротехнічні, з особливим тепловим розширенням, магнітні і для роботи за високих температур (жаростійкі й жароміцні).

2. За хімічним складом сталі поділяють залежно від того, які легувальні елементи і в якій кількості містяться в сталі.

3.За якістю леговану сталь поділяють на якісну, високоякісну і особливо високоякісну, яка містить сірку (до 0,015 %), фосфор (до 0,025 %).

4. Залежно від головних легувальних елементів сталь поділяють на групи, наприклад Хромиста, Марганцевиста, Хромонікелева, Хромомангановосиліцієва.

5. Залежно від вмісту легувальних елементів леговані сталі поділяють на три групи: Низьколеговані (загальним вмістом легувальних елементів до 3 %), Середньолеговані (3...10 % легувальних елементів) іВисоколеговані (понад 10 % легувальних елементів).

6.За структурою у відпаленому стані леговані сталі бувають Доевтектогдні, які мають у структурі вільний ферит; заевтектоїдні — надмірні карбіди і ледебуритні — первинні карбіди, які відокремилися з рідкої фази.

7. За структурою після охолодження на повітрі леговані сталі поділяють на Перлітні, Мартенситні й Аустенітні. Ця класифікація надзвичайно важлива, оскільки за структурою сталей повністю встановлюють їхні властивості.

• Після литва структура сталі складається з аустеніту і надлишкових карбідів марганцю в залізі (Fe,Mn)₃C. При нагріванні карбіди розчиняються в аустеніті, тому післягартування від температури 1100 ºС у воді сталь отримує чисто аустенітну структуру з малою твердістю HB 180...220, границею міцності σ_в = 750...1000 МПа; відносним звуженням при розтягу ψ = 40...50%; ударною в'язкістю a = 300 кДж/м²^[6][7]. Марганцевий аустеніт при ударних навантаженнях і після деформації в процесі експлуатації набуває твердості до HRC 50...55.

• Сталь із аустенітною структурою характеризується низькою границею текучості, що становить приблизно третину від границі міцності й сильно зміцнюється під дією холодної деформації. Високе зміцнення сталі Гадфільда при пластичній деформації обумовлено тим, що деформація здійснюється переважно шляхом механічного двійникування аустеніту. З одного боку, двійники є ефективними бар'єрами для руху дислокацій і тому зміцнюють сталь. З іншого боку - двійники призводять до релаксації внутрішніх напружень, запобігаючи локалізації пластичної деформації й утворення тріщин.

• Сталь 110Г13Л має типові для аустенітних сталей високу в'язкість й пластичність при досить великій міцності. При низькій твердості сталь Гадфільда має надзвичайно високу зносостійкість при терті з тиском і ударами. Це пояснюється зміцненням (наклепом) аустеніту при пластичній деформації в процесі роботи, тобто ця сталь має підвищену здатність до наклепу (значно більшу, ніж у звичайних сталей із такою ж твердістю). У результаті наклепу збільшується опір до зношування, тому сталь 110Г13Л важко обробляється різальними інструментами^[8], тому деталі з неї частіше за все виготовляють литвом без механічної обробки. В умовах чисто абразивного зношування (наприклад при терті по піску) ефективного наклепу сталі 110Г13Л не відбувається, що призводить до підвищеного зношування деталей.

.

51. Маркування легованих сталей. Зносостійка аустенітна сталь.

Леговані сталі – це сплави заліза з вуглецем до складу якого входять спеціальні (легувальні) елементи.

Маркування легованих сталей:

Складаються із букв і цифр, які визначають хімічний склад сталі.

Легуючі елементи позначають такими літерами: А - азот, Б - ніобій, В - вольфрам, Г - марганець, Д - мідь, Е - селен, К - кобальт, Н - нікель, М - молібден, П - фосфор, Р - бор, С - кремній, Т - титан, Ф - ванадій, Х - хром, Ц - цирконій, Ч - рідкоземельні метали (РЗМ), Ю - алюміній.

Перші дві або три цифри на початку маркування показують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка, а якщо одна цифра — то в десятих частках. Цифри, які стоять після літер, вказують на середній вміст легуючого елемента, що позначається цією літерою у відсотках. Якщо вуглецю або легуючого елемента міститься близько 1%, то цифри не ставляться. Буква А на кінці маркування позначає, що дана сталь належить до високоякісних.

Наприклад:

§ сталь 35Х2ГСА має 0,35% вуглецю, 2% хрому, 1% марганцю, 1% кремнію. А — означає, що ця сталь високоякісна;

§ сталь 110Г13 містить 1,10% вуглецю, 13% марганцю;

§ сталь ХВ5 має 1% вуглецю, 1% хрому, 5% вольфраму;

§ сталь 9ХС містить 0,9% вуглецю, 1% хрому, 1% кремнію.

§

Зносостійка (аустенітна) сталь 110Г13Л (сталь Гадфільда) використовується для виготовлення деталей, які працюють в умовах абразивного тертя й високого тиску та ударів (наприклад, траки гусеничних машин, деталі подрібнювачів, хрестовини залізничних і трамвайних колій, черпаки землерийних машин). Характерна особливість марганцевого аустеніту — здатність сильно наклепуватись і перетворюватися в мартенсит, що призводить до підвищення твердості й опору зношення.

52. Легувальні елементи в сталях: функції, властивості.

Сталь, яка містить крім постійних домішок (манган, силіцій) один або кілька спеціальних елементів з вмістом понад 1 %, називають Легованою.

До легованих сталей спеціально вводять легувальні елементи, які помітно змінюють їхні механічні і фізико-хімічні властивості. До таких елементів належать хром, нікель, молібден, вольфрам, ванадій, кобальт, титан та ін. Манган у кількості понад 1 % і силіцій понад 0,5 % Також є легувальними.

Властивості легованих сталей визначаються кількістю введених легувальних елементів і характером їх взаємної дії з основними компонентами — залізом і вуглецем. За цією ознакою легувальні елементи можна поділити на дві групи: елементи, які не утворюють карбідів (Ni, Co, Si, Al, Си); карбідоутворювальні елементи (Cr, Μn, Mo, W, V, Ті, Zn, Nb).

Введення легувальних елементів сприяє досягненню якіснішої термічної обробки, оскільки вони надають аустеніту великої стійкості.

Дата добавления: 2015-05-07