allr.genskov.ru



Конструкционные стали и сплавы

Сортировать: по оценкам | по дате
13.12.17
[1]
переходы:6
Конструкционные стали и сплавы
Общими потребительскими требованиями к конструкционных сталей является наличие в них определенного комплекса механических свойств, обеспечивает длительную и надежную работу материала в условиях эксплуатации, и хороших технологических свойств (обрабатываемости давлением, резанием, загартовуваности, свариваемости и др.).
Необходимые технологические и потребительские свойства конструкционных сталей и сплавов, в основном, обеспечиваются рациональным выбором химического состава, улучшением металлургической качества, соответствующей термической обработкой и поверхностным укреплением.
Конструкционные стали и сплавы классифицируются по назначению на строительных (арматурные) и машиностроительных, которые, в свою очередь, подразделяются на группы общего и специального назначения.
Свойства конструкционных строительных сталей и сплавов определяются в основном механическими и технологическими характеристиками. К механическим характеристикам относятся предел прочности, относительное удлинение, твердость, ударная вязкость; технологическим - жидкотекучесть, свариваемость, ковкость и др.
Для конструкционных строительных сталей и сплавов используются углеродные (0,10... 0,20% С) и низколегированные (Si, Mn, Сг и др.) Стали (ГОСТ 19281-73 и ГОСТ 19282-72). Эти стали, как правило, обычного качества и поставляются по механическим свойствам.
Целью легирования этих сталей является повышение загартовуваности и вследствие этого обеспечение высших механических свойств (главным образом, границы текучести) в процессе охлаждения при прокатке. Применение низколегированных сталей вместо углеродных позволяет сэкономить 15. . 30% металла
Для того, чтобы укрепление не сопровождалось лишним снижением вязкости, пластичности и свариваемости, содержание углерода и легирующих элементов в строительных сталях ограничивается. Достоинством низколегированных малоуглеродистых сталей также их хорошая свариваемость.
Конструкционные строительные стали в виде листов, сортового фасонного проката применяют в строительстве и машиностроении для сварных конструкций, в основном, без дополнительной термической обработки. Так стали 14Г2, 18Г2, 16ГС, 10Г2С1, 14ХГС и 15ХСНД используются для изготовления металлических конструкций, а стали 18Г2С, 25Г2С и 35ГС - для армирования железобетонных конструкций. Конструкционные строительные стали поставляют в виде прутков, профилей, листов и широких полос. Кроме того, применяют следующие изделия из этой стали: заклепки, болты, гайки, шайбы, винты, гвозди, поковки, а также стальные канаты.
Основной потребительской требованием к конструкционным машиностроительным сталям и сплавам общего назначения является наличие определенного комплекса механических свойств при их заданном распределении по сечению изделия.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/Konstrukciiyni_stali_i_splavi27


13.12.17
[1]
переходы:6
Конструкционные стали и сплавы
сталей в зависимости от условий эксплуатации изделий является нормализация, закалка с отпуском, поверхностная закалка с отпуском или без него.
Стали (08кп, Юкп, 15кп, 08 СТЗ), используемые без термической обработки, поставляют главным образом в письмах. Они должны иметь пониженное содержание углерода и кремния, обеспечивает их хорошую деформируемость (штампованности, вытяжку, выдавливания и др.) В холодном состоянии. Штампуемость листовой стали ухудшается при наличии в ней крупного и неоднородного по размерам зерна, третичного цементита и др. структурных неоднородностей. Для холодной штамповки из листовой стали в автомобилестроении используются стали 09Г2С, 09Г2, 16ГФР, 12ХМ и др.
При требовании высокой прочности поверхностного слоя используют нитроцементовани, цементированные, азотуються, а также закаленные и с пониженной прокаливаемости (укрепляемые в поверхностном слое) стали. Так как цементированная углеродистая сталь используются качественные и высококачественные стали марок 15, 20. После цементации, закалки в воде и низкой отпуска поверхность стали имеет высокую твердость (HRC 58.. 62), что обеспечивается мартенситной структурой, а сердцевина НЕ укрепляется, поскольку в ней сохраняется ферритно-перлитная микроструктура.
Легированные цементируемые стали (15Х, 15ХА, 15ХФ, 12ХНЗА, 12Х2Н4А, 20ХГНР, 18ХГТ и др.) Применяют для деталей, сильнее напряженных, а также крупных размеров и сложной формы - валы, оси, шестерни и др. Легирования в этом случае обеспечивает лучшую прокаливаемость при прочной сердцевине. В сердцевине образуются структуры бейнита или низкоуглеродистой мартенсита (HRC 30.. 45).
Способность укрепляться на ту или иную глубину при одинаковом содержании углерода определяется влиянием легирующих элементов, но при небольших сечениях изделий это влияние менее заметно, а в деталях крупного размера в углеродных и менее легированных сталей механические свойства значительно ниже. Поэтому выбор марки стали зависит как от уровня необходимых свойств, так и от толщины изделия, например, диаметр до 12. . 15 мм - стали 35, 40, 45, 50; диаметр до 50. . 75 мм - 40ХН, 25ХГСА, ЗОХГС; диаметр 75. . 120 мм - ЗОХНЗА, 40ХН2МА. С сталей, укрепляются по всему сечению, изготавливают оси, валы, шестерни, кривошипы, шпильки ответственного назначения, тонкостенные трубы и др.
Специальное назначение конструкционных сталей и сплавов определяется требованием к конкретному комплекса механических, физических, физико-химических и технологических свойств, необходимого для эксплуатации изделий в строго определенных условиях,
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/Konstr..._splavi27?page=1


13.12.17
[1]
переходы:6
Конструкционные стали и сплавы
зерна аустенита, внутри которых при дальнейшем охлаждении в сталях с содержанием углерода менее 0,4% образуются направлены пластины чрезмерного феррита, то есть возникает видманштеттова структура. С увеличением содержания углерода доля феррита, образующего видманштеттову структуру, уменьшается, а доля феррита в виде равноосных зерен растет. Литая сталь с видманштеттовой структурой имеет низкие пластичность и ударную вязкость, и для повышения величин этих свойств отливки из сталей, содержащих менее 0,4% С, подвергают полному отжига или нормализации.
Литейные свойства сталей значительно хуже, чем чугунов и большинства литейных цветных сплавов. Трудности при отливке создают высокая температура плавления, низкая жидкотекучесть, большая усадка (до 2,3%) литейные и склонность к образованию горячих литейных трещин.
Низкоуглеродистые стали применяют для изготовления деталей, подвергающихся ударным нагрузкам; арматуры; деталей сварно-литых конструкций. Среднеуглеродистые стали применяют для отливки станин и валков прокатных станов, крупных шестерен, зубчатых колес. Стальные отливки часто подвергают термической обработке для уменьшения литейной напряжения.
Литейные легированные стали по свойствам уступают углеродным за того, что при легировании расширяется интервал кристаллизации и уменьшается теплопроводность (растет термическая напряжение). Литейные легированные стали подразделяют на конструкционных (ГОСТ 977-88) и высоколегированных со специальными свойствами (ГОСТ 2176-77).
1.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/Konstr..._splavi27?page=5


13.12.17
[1]
переходы:6
Конструкционные стали и сплавы
1300 ° С. Жаростойкость зависит от состава стали, а не от ее структуры, поэтому жаростойкость ферритных и аустенитных сталей при равном количестве хрома практически одинакова.
Жаростойкие стали и сплавы используются для производства труб, листов, деталей высокотемпературных установок, газовых турбин и поршневых двигателей, печных конвейеров, ящиков для цементации и др.
Жаропрочные стали должны обладать высоким сопротивлением химической коррозии, но вместе с тем, обеспечивать надежную работу под нагрузкой (т.е. иметь достаточно высокие пределы ползучести и длительной прочности) при температурах эксплуатации выше 400. . 450 ° С. Температурный уровень жаропрочности сплавов, в первую очередь, определяется прочностью межатомной связи, который может быть оценена рядом физических констант, в частности, температурой плавления. Однако при данной температуре плавления жаропрочность сильно зависит от температуры рекристаллизации. В связи с этим стали аустенитного класса обладают высокой жаропрочностью по сравнению с сталями перлитного класса.
При таких высоких температурах эксплуатации определяющую роль в разрушении играет не дислокационная структура, а диффузные процессы, имеющие даже при небольшом напряжении направленный характер и способствующие развитию диффузной ползучести. Поскольку диффузные процессы легче протекают по границам зерен, имеющих повышенное количество дефектов строения, то, кроме химического состава на жаропрочность существенное влияние оказывает структура металла. Обычно добиваются получения легированного твердого раствора с вкраплениями по границам зерен или внутри них дисперсных карбидных или интерметалидних фаз. Крупнее зерно способствует повышению жаропрочности, хотя при этом снижается пластичность. Очень важный фактор - стабильность структуры, поскольку перемещения атомов ведет к увеличению ползучести.
Жаропрочные стали и сплавы в своем составе обязательно содержат никель, который обеспечивает существенное увеличение предела длительной коррозионной прочности при незначительном увеличении предела текучести и временного сопротивления, и марганец. Они могут дополнительно легуватися молибденом, вольфрамом, ниобием, титаном, бором, йодом и др. Так микролегирования бором, а также редкоземельными и некоторыми щелочно-земельных металлов повышают такие характеристики, как число оборотов при кручении, пластичность и вязкость при высоких температурах. Механизм этого действия при микролегировании основан на рафинировании границ зерна и повышении межкристалитни прочности. Химический состав и структура этих сталей весьма разнообразны.
Жаропрочные стали и сплавы применяются для изготовления труб, клапанных, паро- и газотурбинных деталей (роторы, лопатки, диски и др.).
Криогенные машиностроительные стали и сплавы (ГОСТ 5632-72) по химическому составу является низкоуглеродистой (0,10% С) и высоколегированных (Cr, Ni, Mn и др.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/Konstr..._splavi27?page=3


13.12.17
[1]
переходы:6
Конструкционные стали и сплавы
Технологические свойства мартенситно-стареющих сталей - повышены: хорошие свариваемость, обрабатываемость резанием и пластичность в закаленном состоянии; незначительная деформация деталей при отпуске, что выполняется после резки и создает необходимые высокие механические свойства. Мартенситно-стареющим сталям можно придать устойчивость против коррозии и теплостойкость. Так при дополнительном легировании хромом (% 12%) эти стали становятся устойчивыми к коррозии даже в сильно агрессивных средах (морской воде, кислотах и ​​др).
Н10х12д2т - детали химической аппаратуры, пружины; Н4х12к15м4т - штампы горячей деформации, детали теплоэнергетических установок и др.
Коррозионностойкие стали и пруды (ГОСТ 5632-72), в частности высоколегированные, обладают достаточной устойчивостью против коррозии только в ограниченном числе сред. Они обязательно имеют в своем составе более 12,5% Сг, роль которого заключается в образовании на поверхности изделия защитной (пассивной) оксидной пленки, прерывает контакт с агрессивной средой. При этом лучшей устойчивостью против коррозии обладают те стали и сплавы, в которых весь смысл хрома приходится на долю твердого раствора. Содержание углерода должен быть низким, чтобы уменьшить переход хрома в карбиды, поскольку это может уменьшить концентрацию хрома в защитной пленке. Для предотвращения выделением карбидов хрома используют также быстрое охлаждение из области -твёрдого раствора или легирования титаном, ванадием, ниобием или цирконием для скрепления углерода в устойчивые карбиды.
Физико-химические свойства коррозионностойких сталей меняются в довольно широком диапазоне в зависимости от структуры. Структура для наиболее характерных сплавов этого назначения может быть: ферритно-карбидной и мартенситной (12Х13, 20Х13, 20Х17Н2, 30Х13, 40Х13, 95Х18 - для слабых агрессивных сред (воздух, вода, пар) ферритной (15Х28) - для растворов азотной и фосфорной кислот; аустенитной (12Х18Н10Т) - в морской воде, органических и азотной кислотах, слабых лугах; мартенситно-стареющей (10Х17Н13МЗТ, 09Х15Н8Ю) - в фосфорной, уксусной и молочных кислотах
Коррозионностойкие стали и сплавы классифицируют в зависимости от агрессивности среды, в которой они используются, и по их основной потребительской свойства на собственное коррозионно, жаростойкие, жаропрочные и криогенные.
Изделия из собственно коррозионностойких сталей (лопатки турбин, клапаны гидравлических прессов, пружины, карбюраторные иглы, диски, валы, трубы и др.) Работают при температуре эксплуатации до 550 ° С.
Для жаростойких и жаропрочных машиностроительных сталей используются углеродистые (0,1... 0,45% С) и высоколегированные (Si, Cr, Ni, Co и др.).
Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы получают на базе системы Fe + Cr * Ni с небольшим количеством кремния.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/Konstr..._splavi27?page=2


13.12.17
[1]
переходы:6
Конструкционные стали и сплавы
Cr, Ni и др. ). Основная потребительское свойство этих сталей - высокая устойчивость деталей при коррозии кавитации и механическом износе при значительных ударных нагрузках. Эти стали (12Х18Н9Т, Зох10г10, Ох14аг12, Ох14аг12м, Г13) применяют чаще в литом или кованом (катание) состоянии, поскольку их общая технологическая свойство - пониженная обрабатываемость резанием. Износостойкие стали используются для изготовления лопастей гидротурбин и гидронасосов, крестовин рельсов, щек дробилок, черпаков землеройных машин, траков и др.
Пружинные стали и сплавы (ГОСТ 14959-79) - среднеуглеродистые (0,60... 0,80% С), низколегированные (Mn, Si, Cr, Ni и др.) Стали, обладающие высокими механическими свойствами, в первую очередь, высокими пределами упругости и прочности, а также повышенной релаксационной стойкостью при достаточной вязкости и пластичности. Для получения этих свойств стали должны содержать более 0,5% С и быть способными к термической обработки - закалки и отпуска. Пружинные стали (стали 65Г, 70, 75; 50ХА, 55ХГР, 55С2, 60С2, 50ХФА, 60С2ХФА, 65С2ВА, 70С2ХА), в основном, используются для изготовления пружин и рессор.
Кроме рассмотренных выше пружинных сталей общего назначения в машиностроении широко применяются пружинные стали специального назначения. К пружинным сталям специального назначения кроме требования высоких механических свойств, могут предъявляться дополнительные требования по физико-химическим свойствам: немагнитная, коррозионная стойкость, низкий или постоянный температурный коэффициент модуля упругости и др. .
Автоматные стали получили свое наименование в связи с их обработкой на станках-автоматах с повышенной скоростью резки (ЧПУ) для изготовления деталей массового спроса (шайбы, болты, гайки, шпильки и некоторые другие детали автомобилестроения). В обозначении марки первая буква А указывает, что сталь автоматная; цифры в ней показывают содержание углерода в сотых долях процента (например, All, А40Г). Индекс "АС" в начале марки указывает, что сталь автоматная микролегирована свинцом (например, Ас35г2), а индекс «АЦ» - кальцием (Ац45х, Ац40г2 и др.).
Шарикоподшипниковые стали (ГОСТ 801-78) по химическому составу должны быть высокоуглеродистыми (0,95... 1,05% С), низколегированных (Cr, Si, Mn и др.). Жесткие требования (ГОСТ 801-78 и ГОСТ 21022-75) предъявляются к чистоте по неметаллических включений, карбидной сетке, карбидной ликвации, рыхлости и пористости металла. Микроструктура стали в рабочем состоянии - милкоголчатий мартенсит с равномерно распределенными округлыми включениями карбидов.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/Konstr..._splavi27?page=4