Часть 1. ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

СТАЛИ

Стали обыкновенного качества используют для менее ответственного назначения; из них изготовляют горячекатаный сортовой, фасонный и листовой прокат: балки, прутки, швеллеры, уголки, листы, трубы, а также и поковки, работающие при относительно невысоких напряжениях. Они широко применяются для строительных и других сварных, клепаных и болтовых конструкций (балки, фермы конструкции подъемных кранов, корпусы сосудов и аппаратов, каркасы пороговых котлов, драги и т. д.)-, а также для малоответственных деталей машин (оси, валы, шестерни, пальцы траков, втулки, валики, болты, гайки и т. д.), не подвергающиеся термической обработке или находящиеся в термически обработанном состоянии. Многие детали из этих сталей (поршневые пальцы, толкатели, шестерни, червяки и т. д.), работающие в условиях износа и не требующие высокой прочности сердцевины, подвергаются цементации или цианированию. Стали обыкновенного качества наиболее дешевые.

Стали группы А поставляются с гарантированными механическими свойствами; σ =260÷310МПа; δ =10÷25%.

Группы Б - по химическому составу; 0,06÷0,5% С; 0,25÷0,8% Mn; 0,12÷0,35% Si; <0,7 S,P;

Группы В - по гарантированным механическим свойствам
и химическому составу. Стали повышенного качества (группа В) имеют главным образом специализированное назначение (мосто- и судостроение, сельскохозяйственное машиностроение и т. д.) и нередко поступают по особым техническим условиям.

Качественные машиностроительные углеродистые стали маркируются цифрами 08, 10, 15, 20, ..., 85; они указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 08 содержит 0,08% углерода.

низкоуглеродистые (C < 0,3%) – относительно невысокой прочности, пластичные, не поддаются термообработке, конструкционные - применяются в строительстве и для изготовления деталей, не несущих больших нагрузок;

среднеуглеродистые (С = 0,3÷0,6%) – прочные, но и относительно пластичные – применяются для изготовления подавляющего числа деталей маши и механизмов - это основные машиностроительные конструкционные стали;

высокоуглеродистые (С > 0,6%) – очень твердые, мало-пластичные – инструментальные стали применяются для изготовления инструмента.

Низкоуглеродистые стали 08, 08кп, 10, 10кп обладают невысокой прочностью- σв =300 МПа, σ_0,2=200 МПа и высокой пластичностью - δ = 30%÷60%. Эти стали без термической обработки применяются для малонагруженных деталей, (прокладки, шайбы, капоты тракторов, змеевики и т. д.), элементов сварных конструкций, штампованных изделий и т. д.

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 применяются после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения (коленчатые и распределительные валы, шатуны, шестерни, шпиндели, фрикционные диски, штоки, треверсы, плунжеры и т. д.). Эти стали в нормализованном состоянии по сравнению с низкоуглеродистыми имеют более высокую прочность – σв = 500 ÷640 МПа, σ_0,2= 300 ÷380 МПа и относительно низкую пластичность - δ = 23÷ 14%.

Стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85 обладают высокой прочностью - σв= 690 ÷1100 МПа, σ_0,2= 400 ÷1000 МПа, износостойкостью и высокими упругими свойствами; применяются после закалки и отпуска, нормализации и отпуска и поверхностной закалки для деталей, работающих в условиях трения при наличии высоких статических и вибрационных нагрузок. Из этих сталей изготовляют пружины и рессоры, шпиндели, замковые шайбы, прокатные валки, бандажи трамвайных вагонов и т. д.

Легированные конструкционные стали

Легирующие элементы в марках указываются следующими буквами: Марганец – Г; Кремний – С; Хром – X; Молибден – М; Вольфрам – В; Никель – Н; Титан – Т; Кобальт – К; Ниобий – Б; Медь – Д; Фосфор – П; Бор – Р; Алюминий – Ю; Цирконий – Ц; Редкоземельные – Ч; Ванадий – Ф; Азот – А – если эта буква стоит в середине марки; если буква А стоит в начале марки – то это сталь автоматная; если буква А стоит в конце марки – то сталь высококачественная.

Цифра, стоящая после буквы, показывает среднее содержание
этого элемента в процентах; если после буквы цифры нет, то концентрация этого элемента не превышает 1÷1,5%.

При суммарном содержании легирующих элементов менее 3% сталь называется низколегированной (экономнолегированной).

Инструментальные углеродистые стали маркируются: в начале марки ставится буква "У", затем содержание углерода в десятых
долях процента (например, У8 - углеродистая инструментальная сталь, содержащая 0,8% С); Применение – для различных видов инструментов.

Быстрорежущие инструментальные стали
маркируются так: в начале буква "Р"/рапид/, затем цифрами указывают содержание вольфрама в процентах. Затем буквами и цифрами указывают содержание других легирующих элементов. Быстрорежущие стали содержат также около 0,8÷1% С; 4% Cr; 1% Mn; 1% Si; 1÷2% V. Применение - для режущих инструментов.

В высококачественных сталях в конце марки ставится буква "А";
В особо высококачественных - буква "Ш" (сталь электрошлакового
переплава) или "СШ (обработанная синтетическим шлаком).

Все легированные конструкционные стали являются высоко-
качественными, поэтому в марках на конце буква "А" не ставится.

Подшипниковые хромистые стали маркируются буквами "ШХ" и цифрой, показывающей содержание хрома в десятых долях процента, кроме того они содержат около 1% С; 0,3%Si ; 0,3% Мn и являются высококачественными (ШХІ5: С = 1%; Mn = 0,5%; Si = 0,3%; Cr = 1,5%; S,P < 0,025%).

В маркировке литейных сталей в конце ставится буква Л. (Сталь 15Л – сталь конструкционная качественная, с содержанием С = 0,15%). Применение – для изготовления отливок различного назначения.

ЧУГУНЫ

Белый чугун - очень твердый, хрупкий; как конструкционный материал для получения сложных изделий не применяются; некоторые детали имеют только отбеленную поверхность (чугунные валки прокатных станов; поверхность жерновов мельницы и др.).

Графит придает излому серый цвет. Поэтому чугун содержащий свободный углерод называют серым.

В зависимости от формы частиц свободного графита и условий его образования различают группы чугунов:

Серый – содержит графит в форме пластинчатых чешуек. (C=2,5÷4,5%; Mn=1÷2%; Sn=2÷4%). Сравнительно непрочный материал (σ = 100 ÷ 450 МПа). Применяется в качестве основного литейного материала (отливка станин, корпусов двигателей и др.,не несущих больших нагрузок).

Маркируются: буквами "СЧ" (серый чугун) и двузначной цифрой, показывающей прочность в кгс/мм² при разрыве (например - СЧ20).

Ковкий – углерод находится в виде хлопьевидного графита.
Детали могут работать при легких циклических нагрузках (например, детали большинства сельскохозяйственных машин: звездочки, пальцы косилок и т.д.).

Маркируются: буквами "КЧ" (ковкий чугун) и двумя группами
цифр через черточку; первые показывают прочность на растяжение,
кгс/мм²; вторая – относительное удлинение, %. (КЧ60-8 – ковкий
чугун σ = 60 кГс/мм², δ= 8%).

Высокопрочный – углерод находится в виде шариков графита;
получают путем модифицирования жидкого металла магнием, кальцием, церием, алюминием и др. Обладает высокой прочностью (σ = 38-120 кгс/мм²), может работать при тяжелых нагрузках, как заменитель стали (коленвалы автомобильных двигателей, корпуса насосов, крышки клапанов и т.п.).

Маркируется: буквами "ВЧ" (высокопрочный чугун) и двумя группами цифр, как и в ковких чугунах (ВЧ120-2 – высокопрочный
чугун σ = 120 кГс/мм², δ = 2%).

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

В технике в основном применяют три вида твердых сплавов:

Вольфрамовые - маркируются буквами "ВК" и цифрой , показывающей содержание кобальта, остальное WC (ВКЗ: 3% Со + 97% WC ). Применение – режущий инструмент для черновой обработки.

Титановольфрамовые – маркируются буквами "Т" и "К" и двумя цифрами: после буквы "Т" – указывает содержание "ТiС" в процентах, после "К" – содержание Со, остальное WC (Т30К4 – 30% TiC + 4% Со + 66% WC ); Применение – режущий инструмент для чистовой обработки.

Титанотанталовольфрамовые – маркируются буквами "ТТ" и "К" и двумя цифрами: после букв "ТТ" - указывает содержание ТаС +
ТіС, после "К" – содержание Со, остальное-карбид вольфрама
(ТТ7КІ2 - 7% (TiC + ТаС) + 12% Со + 81% WC). Применение – режущий инструмент для чистовой обработки.

Чем меньше в сплавах кобальта, тем выше износостойкость,
но ниже прочность и сопротивление ударам, поэтому сплавы с высоким содержаниям кобальта применяются для черновой, а с низким – для чистовой обработки с высокими скоростями резания.

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 268; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!