понедельник, 7 декабря 2020 г.

Група 11. Число 07.12.2020. Тема Класифікація, види і маркування металів.

 Класифікація, маркування і застосування вуглецевих сталей.

Сталь - це сплав заліза з вуглецем і домішками (кремній,  марганець, сірка, фосфор та гази), в якому вуглецю не більше, ніж 2,14 %.

 Сталі можна  класифікувати  за  різними  принципами,  єдиної класифікації у світі немає.

Попробуємо провести класифікацію сталей таким чином:

- за  вмістом  вуглецю  (низьковуглецеві  -  вміст  вуглецю  від   0,08   до 0,25 %, середньовуглецеві - від 0,25 до 0,60 %,  високовуглецеві - від 0,60 до 2,14 %);

- за  структурою  (доевтектоїдні  із  вмістом  вуглецю  від  0,08  до  0,8 %, структура ферит + перліт; евтектоїдні із вмістом вуглецю  0,8 %,  структура перліт; заевтектоїдні із вмістом вуглецю від 0,8 до 2,14 % структура перліт  + цементит вторинний);

- за  способом  виробництва (конверторні,  мартенівські сталі,  виплавлені в електропечах і сталі після електрошлакового переплавлення);

- за    призначенням    (конструкційні,   інструментальні   та   спеціального призначення).

Конструкційні сталі бувають звичайної якості і якісні.  Конструкційні сталі звичайної якості,  залежно від призначення, поділяють на три групи: А - що постачаються  за  механічними  властивостями,  Б  -  що постачаються за хімічним складом,  В - що постачаються за хімічним  складом  і  механічними властивостями.

Дані сталі маркуються таким чином:

Група А - Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6.

Група Б - БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6.

Група В - ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.

Букви Ст означають сталь, цифри - умовний порядковий номер марки залежно від хімічного складу сталі і механічних властивостей, але не вказують на кількісний вміст вуглецю. Букви Б і В визначають групу сталі, буква А перед позначенням марки не вказується.

Щоб показати  ступінь  розкислення,  до  позначення  марки   після   номера добавляють індекси “КП” - кипляча,  “ПС” - напівспокійна,  “СП” - спокійна, наприклад, Ст3пс,  БСт3сп.  Сталі звичайної  якості випускають  у  вигляді листового і сортового прокату. Вони призначені для виготовлення будівельних конструкцій, арматури,  кріплень деталей машин,  які не  несуть  підвищених навантажень. Сталі групи А призначені для виробів,  які при виготовленні не піддаються гарячій обробці (зварюванню,  куванню),  сталі групи  Б  -  для виробів із застосуванням гарячої обробки, сталі групи В широко застосовують для виготовлення зварних конструкцій,  при розрахунку  яких  важливо  знати також і механічні властивості.

Вуглецеву якісну сталь виплавляють у кисневих конверторах, мартенівських та електричних печах. Якісна конструкційна сталь постачається як за механічними властивостях, так і за хімічним складом.

Якісна сталь  перевищує сталь звичайної якості за однорідністю,  є чистішою за вмістом сірки і фосфору,  неметалевих включень і має вужчі межі  вмісту вуглецю. Із   цієї   сталі   виготовляють  відповідальні  деталі  машин  і механізмів, коновки, штампові, калібровані трубки і т.п.

 Вони маркуються: сталь 08кп, сталь 08пс, сталь 10сп, 10, 25, 45, 85 і т.п. Двозначні цифри у маркуванні сталі визначають середній вміст вуглецю у сотих долях відсотка.

Інструментальні сталі виплавляють у мартенівських та  електричних  печах  і використовують для виготовлення  інструментів  (різальних,  вимірювальних, ударних тощо).  Інструментальну сталь поділяють на якісну  і  високоякісну.  Сталь якісну  позначають  літерою У і цифрою,  що вказує на вміст вуглецю у десятих долях відсотка. Наприклад, У7, У8, аж до У13.

Сталь інструментальна високоякісна містить менше домішок (сірки,  фосфору), ніж якісна; при її маркуванні додають букву А, наприклад, У8А.        

Сталі спеціального   призначення   почали використовувати   тоді,  коли  були впроваджені  нові технологічні процеси і специфічні види промисловості.

Наприклад, сталі  А1,  А2,  які  використовуються  для  обробки різанням на верстатах-автоматах;  СВ08 -  для  виготовлення  зварювального  дроту   і зварювальних електродів; сталь 08кп - для листового штампування та ін.  

Властивості сталей залежать від їх складу і структури.

 Із збільшенням  у  сталях вмісту вуглецю,  сталь стає твердішою і міцнішою, пластичність падає. Кремній і марганець у межах  (0,5  -  0,7 %)  істотного впливу на властивість сталі не виявляють.

+Сірка є шкідливою домішкою, утворює з залізом хімічну сполуку FeS. Сірчисте залізо з  залізом  у сталях утворює евтектику з температурою плавлення 1258 0К. Це є причиною червоноламкості при обробці тиском з підігріванням.  Вказана евтектика при  певних  температурах  розплавляється,  у результаті чого між зернами втрачається зв'язок і утворюються тріщини. Крім цього, сірка знижує пластичність і міцність сталі, опір стиранню і корозійну стійкість.

 Фосфор надає сталі холодноламкості (крихкість при  знижених  температурах).  Це пояснюється  тим, що  фосфор  спричиняє  сильну  внутрішню  кристалічну ліквацію.

Ферит - фаза м'яка і пластична;  цементит, навпаки, надає сталі твердості та крихкості; перліт містить 1/8 цементиту і тому  має  підвищену  міцність  і твердість порівняно   з   феритом.   Тому   доевтектоїдні   сталі набагато еластичніші, ніж заевтектоїдні.

Класифікація, маркування і застосування легованих сталей.

Легована сталь  - це сплав заліза з вуглецем та легуючими компонентами (Сr , Nі, W, Mo, Tі, V, Со та ін.), в якому вуглецю не більше, як 2,14 %.  Вуглецева сталь  часто  не  відповідає  вимогам сучасного машинобудівного та інструментального виробництва. У таких випадках використовують леговану сталь. Легуючі компоненти,  що вводяться у сталь,  змінюють її механічні, фізичні та хімічні властивості.  Для легування  сталі  застосовують  хром, нікель, марганець,  кремній,  вольфрам,  молібден, ванадій, кобальт, титан, алюміній, мідь та ін.

Найпростішою і оптимальною класифікацією легованих сталей є класифікація за:

1. Вмістом легуючих компонентів:

- низьколеговані (сумарний вміст легуючих компонентів  до 5 %);

-  середньолеговані (5-10 %);

-  високолеговані (до 10 %).

2. Структурою  (на  п'ять  класів:  перлітний,  мартенситний,   аустенітний, карбідний і феритний).

3. Призначенням.  Залежно  від  призначення  леговану  сталь  поділяють   на конструкційну, інструментальну і спеціального призначення.

 Конструкційну сталь    використовують    для    виготовлення    будівельних конструкцій, деталей машин.

Для конструкційної легованої сталі прийнято маркування,  за яким перші  дві цифри вказують  середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка,  букви - наявність відповідних легуючих компонентів,  а цифри, що стоять за буквами, процентний вміст цих компонентів.  Якщо після якоїсь букви немає цифри,  то це означає, що сталь містить даний елемент у кількості біля 1 %.

Для позначення легуючих компонентів взято такі букви:

Х - хром,  Н - нікель,  Г - марганець,  С - кремній,  В  -  вольфрам,  М  - молібден, Ф - ванадій,  К - кобальт, Т - титан, Ю - алюміній, Д - мідь, Р - бор, Б - ніобій, А - азот, Е - селен, Ц - цирконій.

Наприклад, марка 30ХН3 означає хромонікелеву сталь, що містить  0,3 % С, до 1 % Сr  та  3 % Nі.

Для позначення  високоякісної  легованої  сталі  у кінці маркування додають букву А,  наприклад, 30ХГСА, для позначення особливо високоякісної сталі - букву Ш.

Для сталей інструментальних порядок маркування  за  легуючими  компонентами такий самий,  як  і для конструкційної,  але кількість вуглецю зазначається першою цифрою у десятих  частках  відсотка.  Якщо цифри  немає,  то  сталь містить більше   1 %  вуглецю.  

Наприклад,  сталі  для  ударно-штампового  і вимірювального інструменту 20Х12 (містить 2,0-2,2 % С і 11,5-13,0 %  Сr), Х12Ф1, сталі  для різального інструменту 9ХС містить  0,9 %  С,  по 1 % хрому і кремнію).

+На відміну від попередніх маркується швидкорізальна сталь. Встановлені такі марки швидкорізальної сталі:  Р18,  Р12,  Р9, Р6М3, Р18М, Р9М, Р9Ф5, Р14ФА, Р18Ф2, Р9К5,  Р9К10, Р6М5, Р18К5Ф2. Буква Рвказує про наявність у сталях карбіду вольфраму,  цифра після букви Р вказує на вміст карбіду вольфраму в відсотках. Наприклад,  сталь марки Р6М5 містить до 6 % карбіду вольфраму і до 5 % молібдену.

Сталі спеціального   призначення.   Багато   машин,   приладів   та  іншого устаткування мають деталі,  до яких ставляться особливі  вимоги:  

- опір  дії хімічних, агресивних    середовищ;           

- збереження   міцності   при   високих температурах;

- стійкість   проти   окислення   при   високих   температурах;

          - зносостійкість, магнітні, теплові та інші властивості.

Маркуються вони за принципом конструкційних  сталей.  Наприклад,  жаростійка легована стальХ25Н20С2 (містить до 1 % С, до 25 % Сr , до 20 %  і до 2 % ).

Класифікація, маркування і використання чавунів.

         Чавун - це сплав заліза з вуглецем та домішками (Mn, S,  P, O2 , Н2 , N2 ), в якому вуглецю більше як 2,14 %.

         Чавуни доцільно класифікувати  за  призначенням  на:  білі,  сірі, ковкі, високоміцні і антифрикційні.

         Білі чавуни - це  чавуни,  в  яких  вуглець  перебуває  у зв'язаному стані,  у вигляді цементиту (Fe3C).  Їх можна класифікувати за структурою:  до евтектичні (вміст вуглецю  від  2,14  до  4,3  %); евтектичні (вміст вуглецю 4,3 %);  заевтектичні (вміст вуглецю від 4,3 до 6,67 %).

         Білі чавуни  в основному використовують для переробки у сталь.  В окремих випадках для виготовлення виробів,  які не піддаються  високим навантаженням.

         Сірі чавуни  -  це  чавуни,  в  яких  вуглець  перебуває  як  у зв'язаному стані  (Fe3C) так  і  в вільному у вигляді графіту.  Сірі чавуни маркуються буквами СЧ з цифрою, яка вказує мінімальну  границю  міцності на розрив або розтяг.

         Згідно ДСТУ є такі марки сірого чавуну:  СЧ12,  СЧ15, СЧ18, СЧ21, СЧ24, СЧ25,  СЧ32,  СЧ35, СЧ40,  СЧ45. Сірі   чавуни використовуються для      виготовлення     різних     відливок     для сільськогосподарських машин і побутової  техніки.  У  структуру  сірих чавунів обов'язково  входить  фаза графіт  у  вигляді  пластинок.  Це дозволяє в деякій мірі підвищити  пластичність у  порівнянні  з  білими чавунами.

         Ковкий чавун - умовна  назва  м'якого  і  в'язкого  чавуну,  який одержують з  білого  чавуну шляхом відливанням  з подальшою термічною обробкою.  Його не кують,  але він набагато пластичніший  за  сірий чавун.  Ковкий чавун, як  і сірий,  складається із  основи – сталі та містить частину вуглецю у вигляді графіту, проте графітові включення у ковкому чавуні інші по  формі  (у  вигляді плям, а не пластин).  Властивості ковкого чавуну залежать від металевої основи і розміру включень графіту, чим менші включення графіту, тим міцніший ковкий чавун.

Ковкий чавун позначають буквами КЧ і двома числами,  з яких перше вказує мінімальну  границю міцності  на  розтяг,  друге - мінімальне відносне видовження d (%). Відомі такі марки ковкого чавуну: на феритній основі (3-10 % перліту ) КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, на перлітній основі (0-20 % фериту)КЧ45-7, КЧ50-5, КЧ55-4, КЧ60-3, КЧ65-3.

         Ковкий чавун   широко   використовують   у   сільськогосподарському машинобудуванні, в  автомобільній   і    тракторній    промисловості, верстатобудуванні та в інших галузях промисловості.

+         Високоміцні чавуни. Підвищення міцності і  пластичності чавунів досягають  модифікуванням  під  час виплавляння,  яке забезпечує одержання глобулярного      (сфероїдального)      графіту      замість пластинчастого. Таку  форму  графіту  одержують  при введені присадок у рідкий чавун магнію або лігатури (20 % Mg + 80 % Nі).

         Встановлені такі марки високоміцного чавуну у відливках: ВЧ35, ВЧ40, ВЧ50,  ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100, ВЧ120. Число вказує мінімальну  границю міцності на розрив або розтяг.

Міцність чавуну   збільшується  із  збільшенням  кількості  перліту  і дисперсності глобулів графіту.

         Високоміцний чавун  використовують  замість  сталі для відливання валів, зубчастих коліс,  муфт,  задніх мостів автомобілів, картерів та ін.

 


Комментариев нет:

Отправить комментарий

Груап 21-22. Технічне обслуговування. число 19.04.21. Тема. Технічне діагностування двигуна

  Тема.  Технічне діагностування двигуна Мета: Ознайомлення учнів основами діагностування, вивчити види діагностик, і для чого вони призна...