Презентация на тему Лекция 6

строительстве и других отраслях. Она сравнительно недорога и производится

в больших количествах.

Углеродистые стали

увеличением в стали углерода возрастает твердость, временное сопротивление, предел

текучести, но уменьшается относительное удлинение, относительное сужение, удельная вязкость.

содержании в стали углерода более 1% ее твердость возрастает,

а временное сопротивление уменьшается. Это объясняется выделением по границам бывшего зерна аустенита вторичного цементита, образующего сплошную сетку. При испытаниях на растяжение в этой сетке возникают высокие напряжения и цементит, будучи хрупким разрушается.

содержания углерода сверх 0,4% и уменьшение ниже 0,3% приводит

к ухудшению обрабатываемости резанием.
Увеличение содержания углерода снижает технологическую пластичность стали при горячей и в особенности при холодной обработке давлением, ухудшает свариваемость.

и углерода ряд постоянных или неизбежных примесей : Mn

, Si, S, P, O, N, H и др. которые оказывают влияние на ее свойства. Эти же примеси, только в больших количествах содержатся и в чугунах.
Структура стали, после медленного охлаждения состоит из феррита и цементита.

Углеродистые стали

0,4%, марганца – до 0,5-0,8% .
Марганец и кремний переходят

в сталь в процессе ее раскисления при выплавке. Они раскисляют сталь, т.е с кислородом закиси железа FeO , в виде окислов переходят в шлак. Раскисление улучшает свойства сталей. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка.
Кремний сильно повышает предел текучести стали.
Марганец повышает прочность стали, не снижая ее пластичности.
Марганец уменьшает вредное влияние серы и кислорода.

ВЛИЯНИЕ МАРГАНЦА И КРЕМНИЯ

соединение FeS и реагируя с железом оно образует легкоплавкую

эвтектику с температурой плавления 988 оС. Эвтектика образуется даже при очень малых количествах серы. Кристаллизуясь из жидкости, эвтектика располагается по границам зерен, при нагреве стали до температур прокатки или ковки (1000-1200о) эвтектика расплавляется , нарушая связь между зернами.
В местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины. Это явление называется красноломкость
FeS + Mn = Mn + Fe
Т.е. марганец уменьшает красноломкость
Сернистые соединения сильно снижают механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность.
Содержание серы не должно превышать 0,035 – 0,06 %

ВЛИЯНИЕ СЕРЫ

превышать 0,025 – 0,045 %.
Растворяясь в феррите, фосфор сильно

искажает кристаллическую решетку, увеличивает временное сопротивление и снижает пластичность и вязкость.

Фосфор обладает большой склонностью к ликвации.

ВЛИЯНИЕ ФОСФОРА

хрупких неметаллических включений (например, окислов FeO SiO2

Al O3 , нитридов, и др. ).
Они являются концентратами напряжений, сильно понижают предел выносливости, вязкость.
Очень вредным является растворенный в стали водород, который сильно охрупчивает сталь. Он приводит к образованию в катанных заготовках и крупных поковках флокенов. Это очень тонкие трещины овальной или округлой формы, имеющие в изломе вид пятен – хлопьев серебристого цвета.. Флокены резко ухудшают свойства сталей. Металл, имеющий флокены нельзя использовать в промышленности.

ВЛИЯНИЕ АЗОТА, КИСЛОРОДА и ВОДОРОДА

быть:

-низкоуглеродистыми ( менее 0,3 % С)
-среднеуглеродистые ( 0,3-0,6 %

С)
-высокоуглеродистые ( свыше 0,7 % С)

стали понимают совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства.
Это

и однородность химического состава, строения, свойств, а также ее технологичность – все это зависит от содержания в стали газов – кислорода, азота и водорода, а также таких вредных примесей как сера и фосфор.

0,06% серы и 0,07 % фосфора
Качественные стали - не

более 0,04 % серы и 0,03 % фосфора
Высококачественные - не более 0,025 % серы и 0,025 % фосфора
Особовысококачественные - не более 0,015 % серы и 0,025 % фосфора
 

(СП)
-Полуспокойные (ПС)
-Кипящие (КП)

Раскисление – это процесс удаления из жидкого

металла кислорода, проводимый для предотвращения хрупкого разрушения стали при горячей деформации.
Спокойные стали – раскисляют марганцем, кремнием, алюминием. Они содержат мало кислорода и затвердевают спокойно без газовыделений.
Кипящие стали – раскисляют только марганцем. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании, частично взаимодействия с углеродом, удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название.
Кипящие стали дешевы и практически без кремния, но с повышенным количеством газообразных примесей.
Полуспокойные стали – промежуточные между кп и сп.
 

– (идущие для изготовления деталей машин и приборов, конструкций,

подвергающихся механическим нагрузкам). Основное требование, предъявляемое к ним – конструкционная прочность. Как правило, они содержат до 0,6 % С
-инструментальные – ( идущие для изготовления инструментов) Главное требование – высокая твердость и износостойкость. Содержание углерода в них как правило более 0,6% С.
 

от общего объема . Это объясняется тем, что данные

стали относительно дешевы и сочетают удовлетворительные механические свойства с хорошей обрабатываемость резанием и давлением.
Углеродистые стали выпускаются обыкновенного качества и высококачественные. 
 

380-94.
Они наиболее дешевы, в них допускается повышенное содержание вредных

примесей, а также газонасыщенность и загрязненность неметаллическими включениями.
Углеродистую сталь обыкновенного качества изготавливают следующих марок:
Ст0 Ст1кп Ст2кп Ст3кп Ст4 кп Ст5пс Ст6 пс
Ст1 пс Ст2пс Ст3пс Ст4пс Ст5сп Ст6сп
Ст1сп Ст2сп Ст3сп Ст4сп Ст5Гпс
Ст3Гпс
Ст3Гсп
Буквы Ст – обозначают «сталь», цифра – условный номер марки в зависимости от химического состава, кп,сп, пс – степень раскисления.  

массовая доля марганца и кремния не нормируется
Массовая доля серы

в стали всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,050 %, фосфора – не более 0,040 %.

горячекатанный рядовой прокат: балки, швеллеры, уголки прутки, а также

листы, трубы, поковки.
Эти стали в состоянии поставки широко применяются в строительстве для сварных, клепанных и болтовых конструкций, реже – для изготовления малонагруженных деталей машин (валы, оси, зубчатые колеса и др.)
Кипящие стали, содержащие повышенное количество кислорода, имеют порог хладноломкости на 30-40 градусов выше, чем стали спокойные. Поэтому для ответственных сварных конструкций, а также работающих при низких климатических температурах применяют спокойные стали.

стали ухудшается.
Поэтому стали марок СТ5 и Ст6 применяют для

элементов конструкций, не подвергаемых сварке.

Свариваемость:

-Хорошая – при С менее 0,3%С
-Удовлетворительная – от 0,3 до0,35 %С
-Ограниченная – 0,4-0,5%С
-Плохая – при С более0,5%С

более строгих условий в отношении состава шихты и ведения

плавки и разливки. К ним предъявляют более высокие требования по хим. Составу и структуре.
Содержание серы - не более 0,04 %
фосфора – не более 0,035-0,04 %

10, 15, 20, 25, 30, 35, 49, 45, 50,

55, 60, 65

Цифра – показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента

Спокойные стали маркируются без индекса,, полуспокойные и кипящие с индексом- пс или кп.

– обладают невысокой прочностью и высокой пластичностью
Ϭ = 330-340

Мпа , δ= 33-31 %
Их без термической обработки применяют для малонагруженных деталей,. Эти стали в основном производят в виде тонкого листа, их можно использовать в автомобилестроении для деталей сложной формы, они легко штампуются из-за малого содержания углерода в них. Глубокая вытяжка из листа этих сталей применяется при изготовлении консервных банок, эмалированной посуды и др.

=27-23 % ) применяют либо без термообработки или в

нормализованном состоянии, а также для деталей упрочняемых цементацией. Они пластичны, хорошо свариваются и штампуются. Их используют для изготовления крепежных деталей, валиков, осей.

термической обработки для самых разнообразных деталей во всех отраслях

машиностроения – небольшие валы, шатуны, зубчатые колеса и детали, испытывающие циклические нагрузки.
Так поле улучшения (закалка и высокий отпуск) сталь марки 45 имеет Ϭ = 600-700Мпа.

КАЧЕСТВЕННОЙ СТАЛИ

для изготовления пружин и рессор, высокопрочной проволоки с высокой

упругостью и износостойкостью. Их подвергают закалке и среднему отпуску.

показывающими среднюю массовую долю углерода в десятых долях %

.
Г – повышенная массовая доля марганца

составу
-качественные
-высококачественные
( серы 0,02 фосфора

0,02 )
В марках высококачественных сталей добавляется буква «А»
 У7А,У8А.У8Г,У9А,У10А,У11А,У12А,У13А
2. По назначению
 для продукции всех видов, кроме п.2
для патентированной проволоки и ленты
для продукции всех видов, технология которой предусматривает многократный нагрев
 3.По состоянию материала
Без термообработки
Термически обработанная –Т
Нагартованная – Н
 4.По способу дальнейшей обработки
а. Для горячей обработки давлением
б. Для холодной механической обработки

У12-3-б-Т ГОСТ 1435-90
Сталь марки У12, 3 группы- для продукции,

технология изготовления которой предусматривает многократный нагрев, подгруппы б – для холодной механической обработки, термически обработанная.

Стали данной группы имеют небольшую прокаливаемость , из них изготавливают инструмент небольших размеров. Твердость их снижается при нагреве до 190-200 градусов С.
Это фрезы, зенкеры, ножовки, напильники, бритвы, острый хирургический инструмент.
Высококачественные стали имеют тоже назначение , что и качественные, но для инструмента с более тонкой режущей кромкой.

Достигается это введением в конструкционную сталь серы, свинца, фосфора.

Эти добавки и образуемые ими включения создают как бы внутреннюю смазку, снижающую в зоне резания трение между инструментом и стружкой и облегчающие измельчение стружки.
Автоматные стали маркируют буквой «А»- автоматная, присутствие свинца обозначается С» «. Цифра – среднее содержание углерода в сотых долях процента
Например,А11,А12,А20,А30,А35,А40Г, содержащих соответственно углерода –0,11%, 0,12%,0,2%,0,3%,0,4%
Буква Г –указывает на присутствие марганца.
АС14,АС40,АС35
 
Содержание Рв=0,15-0,35%
Марганца 0,7-1,55%
Серы 0,08-0,3%
Фосфора 0,0500,15%

заводах для изготовления многих деталей двигателей.
При обработке автоматных сталей

отсутствует налипание металла на инструмент, поверхность резания получается гладкая, блестящая.
Однако, как известно, сера и фосфор снижают качество стали.
Автоматным сталям свойственна анизотропия механических свойств, пониженная вязкость, пластичность и особенно сопротивление усталости . Это обстоятельство, а также низкая их коррозионная стойкость ограничивают их применение для изготовления ответственных деталей машин.
Стали А11,А12,А20 используют для крепежных деталей, а также малонагруженных деталей сложных форм.