Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


Расшифровка марок углеродистых сталей и чугунов




Расшифровать предложенные марки сплавов: углеродистых сталей и чугунов, указать их название, химический состав, классификации, свойства и применение.

 

При расшифровке марки углеродистой стали необходимо указать:

1- Название сплава.

2- Химический состав сплава.

3- Классификации стали:

3.1. по содержанию углерода;

3.2. по степени раскисления;

3.3. по качеству;

3.4. по равновесному составу;

3.5. по назначению;

3.6. по методу получения;

3.7. по химическому составу.

4- Основные механические свойства (условный предел текучести, предел прочности, относительное удлинение, относительное сужение, твердость и др.).

5- Область применения сплава.

 

 

Пример расшифровки марки стали 45.

1. Название сплава - Сталь. Среднеуглеродистая качественная сталь.

2. Химический состав сплава.
- Массовая доля элементов: 0,42 ... 0,50 % С;
0,17 ... 0,37 % Si;
0,50 ... 0,80 % Мn,
остальное Fe.

3. Классификации стали:

3.1. по содержанию углерода - среднеуглеродистая;

3.2. по степени раскисления - спокойная;

3.3. по качеству - качественная;

3.4. по равновесному составу - доэвтектоидная;

3.5. по назначению - конструкционная;

3.6. по методу получения - деформируемая;

3.7. по химическому составу - углеродистая.

4. основные механические свойства - Нормализация: 830 ... 860 °С (воздух)

sв = 610 МПа;

s0,2 = 360 МПа;

d = 16%;

y = 40 %;

£ 197 НВ (после отжига).

Термическая обработка: закалка 820 ... 850 °С (вода) + отпуск 550 ... 650 °С (воздух).

Механические свойства после термообработки (сечение до 100 мм):

sв = 615 МПа; s0,2 = 395 МПа;

d = 17%; y = 45 %.

5.- Область применения сплава - Детали машин и области применения: после улучшения - коленчатые валы, оси, шатуны, зубчатые колеса, распределительные валики, цилиндры, храповики, фрикционные диски, плунжеры, шпиндели, крепежные детали и другие детали.

После поверхностной закалки - длинные валы, ходовые валики и ходовые винты станков, зубчатые колеса и другие детали.

 

 

При расшифровке марки чугуна необходимо указать:

1. Вид чугуна и его ГОСТ.

2. Химический состав чугуна.

3. Маркировку чугуна

4. Способ получения чугуна.

5. Форму графита.

6. Свойства чугуна.

7. Область применения сплава.

 

Пример расшифровки марки чугунаКЧ 33-8.

1. Вид чугуна и его ГОСТ - ковкий чугун ГОСТ 1215-79.

2. Химический состав сплава - C – 2,4 - 2,7 %, Si – 1,2 - 1,4 %, Mn – 0,2 - 0,4 %, P – до 0,12 %, S – до 0,06 %, Cr – до 0,06 %, остальное Fe.

3. Маркировка чугуна - КЧ 33-8σв = 330 МПа или 33 кгс/мм2, δ = 8 %.

4. Способ получения чугуна - из белых доэвтектических чугунов, подверженных специальному графитизирующему отжигу длительностью (24...60 ч).

5. Форма графита - хлопьевидная.

6. Свойства чугуна - имеет достаточно высокую прочность, пластичность, сопротивляемость ударным нагрузкам и износостойкость в сочетании с хорошей обрабатываемостью. По сравнению с серым чугуном ковкийчугунявляется более прочным и более пластичным. Ковкий чугун имеет несколько худшие литейные свойства, чем серый чугун (меньшая жидкотекучесть, большая объемная усадка и др.), и по своим технологическим свойствам занимает промежуточное положение между серым чугуном и литой сталью.

7. Область применения сплава - используют для изготовления мелких и средних тонкостенных отливок ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок (детали приводных механизмов, коробок передач, тормозных колодок, шестерен, ступиц и т. п. Применяется в автомобильном, сельскохозяйственном, текстильном машиностроении, в судо-вагоно- и котлостроении.

Вариант №1

БСт4кп, 08, 15, У8А, А40Г, ВЧ60, ВСт4, 45Л, КЧ 33 – 8, СЧ24, 55Г

У12

Вариант №2

Ст1кп, 05, 30, У9, 85, У12А, А35, АЧС – 3, 50Л, ВЧ60, КЧ37-12

 

Вариант №3

БСт0, 10, 80, У10, А40Г, КЧ 37 – 12, СЧ 15, ВЧ 80 – 2, 40Л, 55С2

 

Вариант №4

КЧ 45 – 6, У12А, 45Л, 50, БСт2кп, ВЧ 60, 08 кп, У7, А12, СЧ 18

 

Вариант №5

Ст3, 15, 75, У9А, А12, КЧ 45 – 7, СЧ 45, ВЧ 38 – 17, 45Л, 60Г

 

Вариант №6

Ст0, ВЧ 45, У8, КЧ 56 – 4, 08пс, 65Г, СЧ 30, А40, БСт5пс, У8А

 

Вариант №7

15кп, 45, 80, ВЧ 50, КЧ 37 – 12, БСт1кп, 08пс, 60Г, 25Л, ВСт3, А20, У9А

 

Вариант №8

40, ВЧ 45, ВСт6, КЧ 30 – 6, 15Г, БСт3 кп, 15 кп, 75, 20 кп, СЧ 40, А20, КЧ 33 - 8

 

Вариант №9

Ст0, 20, 60, У9, А11, КЧ 60 – 3, СЧ 25, ВЧ 120 – 2, 50Л, 70Г, У11А

 

Вариант №10

08 кп, А40Г, 30Л, КЧ 45 – 7, 60, 15 пс, ВЧ 60, СЧ 15, ВСт5, У10А, Ст1кп, У7

 

Вариант 11

Ст4пс, 08 кп, 20, 65, А12, СЧ 25, КЧ 37 – 12, ВЧ 60, АЧК – 2, 35Л, У7А, У13

 

Вариант №12

БСт4пс, 50, 08 кп, У11, А11, ВЧ 120, СЧ 25, КЧ 45 – 7, 55Л, 70С3А

 

Вариант №13

КЧ 45 – 6, У12А, 45Л, 50, ВЧ 60, 05 кп, У7, А40, СЧ 20, У8, 80, Ст4пс

 

Вариант №14

10, ВЧ 60, ВСт1пс, А40, У10А, 50Л, СЧ 21, 60С2, КЧ 37 -12, 08 кп

 

Вариант №15

45Л, У12А, СЧ 18, КЧ 45 – 6, 50, БСт2кп, ВЧ 60, 08 кп, У7, А12

 

Вариант №16

ВЧ 45, 50, 05 пс, А40, Ст3кп, КЧ 45 – 7, 40Л, СЧ 32, ВСт5, У12А

 

Вариант №17

Ст0, ВЧ 45, У8, КЧ 55 – 4, 08 пс, 05, СЧ 20, А40, БСт5кп, У8А

 

Вариант №18

15 кп, ВЧ 50, КЧ 37 – 12, БСт1кп, 08 пс, 60Г, 25Л, ВСт3, А20, У12, У8А, 75

 

Вариант №19

05 кп, 10, У10А, А40Г, ВЧ 42, ВСт5, 45Л, КЧ 60 – 3, СЧ 32, 65Г, У13, Ст0

Вариант №20

ВСт5, 08 кп, У12А, 35, 50Г, КЧ 30 -6, 10 кп, СЧ 12, БСт3сп, 50Л, У9А, 75

 

Вариант №21

60, БСт6, У11А, КЧ 33 – 8, А15Г, БСт1пс, 40Л, СЧ 18, 08 кп, У7, АЧК - 2, 80

 

Вариант №22

05 кп, А15, ВСт3пс, 40, ВСт6, У10А, КЧ 38 – 10, 25Л, Ст2, 75, ВЧ 120, У8,

 

Вариант №23

ВСт3, 15, 20пс, 85, У8, У12А, А12, СЧ 25, ВЧ 50, КЧ 30 – 6, АЧС – 1, 50Л

 

Вариант №24

БСт4, 10 пс, 25, 75, У13, У7А, А30, СЧ 40, ВЧ 120, КЧ 45 – 7, АЧК – 2, 40Л

 

Вариант №25

Ст1, 25, 85, У8А, А40Г, СЧ 45, ВЧ 120, КЧ 80 – 1,5, 35Л, 70Г, У11, БСт3пс, 05 кп

 

Вариант №26

ВСт5пс, 05, 15 кп, 40, 75, У9, У10А, А35Е, СЧ 15, КЧ 37 – 12, ВЧ 42, АЧВ – 2, 35Л

 

Вариант №27

БСт7, 10 пс, 85, У7, А40, СЧ25, ВЧ 50, КЧ 60 – 3, 45Л, 60Г

 

Вариант №28

45Л, У12А, СЧ 18, КЧ 45 – 7, 50, БСт2кп, 08 кп, У7, А12, ВЧ 120

 

Вариант №29

ВЧ 35, 50, 05 пс, А40, Ст3кп, КЧ 50 – 5, 40Л, СЧ 32, ВСт5, У12А

 

Вариант №30

ВСт3, 15, 20пс, 85, У8, У12А, А12, СЧ 25, ВЧ 50, КЧ 55 – 4, АЧС – 1, 50Л, , 65Г
Лабораторная работа № 7

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

 

7.1. Цель работы:Изучить влияние термической обработки на структуру и свойства углеродистых сталей.

 

Теоретическое обоснование

Свойства сплавов зависят не только от их химического состава, но и от структуры (внутреннего строения). Сталь относится к группе сплавов, у которых структура может быть достаточно легко изменена с помощью термической обработки.

Термическая обработка заключается в нагреве сплавов до определенной температуры, выдержке их при этой температуре и последующем охлаждении. Причем, если в сплавах (а к ним относятся и стали) при нагреве и охлаждении в твердом состоянии происходят фазовые превращения, то с помощью термической обработки можно в широких пределах изменять их механические свойства.

В зависимости от условий термической обработки стали одного и того же химического состава можно получить самые различные соотношения характеристик прочности, пластичности, упругости и вязкости. С этой целью применяют следующие виды термической обработки:

Отжиг − нагрев стали выше температуры фазовых превращений, вы­держка и медленное охлаждение (с печью). Отжиг применяется для получения равновесной структуры, уменьшения твердости и внутренних напряжений, улучшения обрабатываемости резанием.

Нормализация − нагрев стали выше температуры фазовых превращений, выдержка и охлаждение на воздухе. Для низкоуглеродистой стали нормализация применяется для тех же целей, что и отжиг, но она проще и де­шевле. Для высокоуглеродистых и легированных сталей нормализации не может заменить отжиг, так как возможно получение неравновесных структур.

Закалка − нагрев стали выше температуры фазовых превращений, выдержка и охлаждение со скоростью больше критической скорости охлаждения Vкр.

В результате закалки получают неравновесную структуру, которая обладает высокой прочностью, твердостью и износостойкостью.

При охлаждении стали, нагретой до высокой температуры, возможны два варианта превращения аустенита:

диффузионное (эвтектоидное) превращение, в результате которого образуется смесь феррита и цементита и возникают фазы с различным содержанием углерода. Такое превращение происходит при отжиге и нормализации;

бездиффузионное превращение, когда при быстром охлаждении в результате полиморфного превращения Feg ®Fea получается структура мартенсита − пересыщенного твердого раствора углерода в Fea.Так как это превращение не сопровождается диффузией, то в кристаллической решетке Fea сохранится столько углерода, сколько его было в аустените. Такой характер превращения аустенита реализуется при закалке.

Наименьшая скорость охлаждения, при которой не происходит диффузионного распада аустенита и получается структура мартенсита, называется критической скоростью охлаждения Vкр. Поэтому для закалки стали, нагретой до аустенитного состояния, необходима скорость охлаждения, превышающая Vкp.

Структура мартенсита, полученная после закалки, является неустойчивой. Она обладает высокой прочностью, твердостью, но одновременно имеет очень большие внутренние напряжения и хрупкость. Для уменьшения внутренних напряжений и получения необходимого комплекса механических свойств после закалки проводят отпуск.

Отпуск − нагрев закаленной стали ниже температуры фазовых превращений. При отпуске неустойчивая структура мартенсита распадается и переходит в более стабильное состояние. При этом структура и свойства получающейся стали зависят от температуры отпуска. Чем выше температура отпуска, тем меньше твердость и прочность, но больше пластичность и вязкость стали.

Температура нагрева при термической обработке стали определяется по диаграмме состояния Fe-Fe3C (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Фрагмент диаграммы Fe-Fe3С и интервал температуры нагpeвa стали при термической обработке

В практике термической обработки принято называть:

− горизонтальную линию PSK(727 °С) линией А1;

− линию GSА3;

− линию SE − Аст.

Если при термической обработке сталь нагревают выше линии А3-Аст, то такую термическую обработку называют полной. Если нагрев проводят выше линии А1, то ниже линии А3-Аст, термическую обработку называют неполной.

Для доэвтектоидных сталей применяется полная термическая обработка. Доэвтектоидные стали называют конструкционными; из них изготовляют детали машин (валы, шестерни, пружины и т.д.) и различные конструкции.

При отжиге, нормализации и закалке оптимальная температура нагрева доэвтектоидных сталей составляет А3 +(30 + 50 °С). При этой температуре структура стали состоит из мелких зерен аустенита.

При медленном охлаждении происходит диффузионный распад аустенита, поэтому доэвтектоидная сталь после отжига получает равновесную структуру феррита и перлита. После нормализации структура стали аналогична отожженной, но из-за ускоренного охлаждения она несколько мельче, что вызывает незначительное повышение твердости и прочности.

Для превышения критической скорости охлаждения при закалке углеродистых сталей часто используют в качестве охлаждающего агента − воду. Структура доэвтектоидной стали после закалки с температуры А3 + (30 + 50 °С) − мелкоигольчатый мартенсит (2-5 % аустенита, остающегося всегда после закалки, на свойства не влияют).

Температура нагрева стали при закалке имеет важное значение. Если доэвтектоидную сталь нагреть значительно выше линии А3 (перегрев), то произойдет заметный рост зерен аустенита. В результате при закалке образуется крупноигольчатый мартенсит. Такой мартенсит имеет пониженную твердость, прочность и повышенную хрупкость.

При закалке доэтектоидных сталей с температурой выше А1, но ниже А3 (неполной закалке) в структуре кроме мартенсита сохранится мягкий феррит, что приводит к снижению прочности и твердости стали.

Если углеродистые стали закаливать в растительном или минеральном маслах, то скорость охлаждения будет не только меньше, чем при охлаждении в воде, но и меньше критической скорости охлаждения Vкp. При таком охлаждении часть аустенита будет распадаться диффузионным путем на мелкодисперсную смесь феррита и цементита − троостит. Оставшийся аустенит при достижении температуры Мнпревращается в мартенсит. Структура, состоящая из мартенсита и троостита, уступает по твердости и прочности чисто мартенситной.

Заэвтектоидные стали получили название инструментальных. Из них изготовляют различный режущий, штамповый и измерительный инструмент: резцы, сверла, матрицы, пуансоны, линейки, скобы и т. д. Инструмент должен иметь высокую прочность, твердость, износостойкость, стабильность размеров.

Для заэвтектоидных сталей применяют неполную термическую обработку. При этом их нагревают с целью отжига или закалки до температуры А3 +(30 + 50 °С). При такой температуре структура заэвтектоидной стали состоит из аустенита и цементита. При отжиге в результате эвтектоидного превращения аустенит превращается в перлит, и структура заэвтектоидной стали состоит из перлита и цементита.

После закалки заэвтектоидная сталь имеет структуру мартенсита и цементита с небольшим количеством остаточного аустенита. Наличие цементита в структуре инструментальной стали дополнительно повышает ее твердость и износостойкость (твердость цементита больше твердости мартенсита). Нагрев заэвтектоидных сталей выше линии Аст(полная термическая обработка) не применяется. Медленное охлаждение (отжиг) с температурой выше Аст приводит к образованию структуры с очень грубой цементитной сеткой и повышенной хрупкостью. Закалка с такой температуры приводит к образованию крупноигольчатого мартенсита и повышенного коли­чества остаточного аустенита, в результате сталь приобретает пониженную твердость, прочность и повышенную хрупкость.

Термическая обработка закаленной стали заканчивается отпуском. В зависимости от назначения и условий работы деталей для обеспечения необходимого комплекса механических свойств применяют три вида отпуска:

Низкий отпуск (Т = 150-200 °С) служит для уменьшения внутренних напряжений, хрупкости при сохранении высокой твердости и прочности. Мартенсит закалки превращается в мартенсит отпуска. Этот вид отпуска применяют, как правило, для режущего и измерительного инструмента. В зависимости от содержания углерода в стали твёрдость мартенсита составляет 550-650 НВ.

Средний отпуск (Т = 300-450°С) приводит к распаду мартенсита и образованию высокодисперсной смеси феррита и цементита, которая называется трооститом отпуска. Структура троостита обладает пониженной прочностью и повышенной вязкостью по сравнению с мартенситом. Сталь со структурой троостита отпуска характеризуется самой высокой упругостью среди других структур. Поэтому такой отпуск применяется для рессор и пружин различного назначения. Твердость троостита лежит в пределах 400-550 НВ.

Высокий отпуск (Т = 450-600°С) приводит к укрупнению цементитных частиц, появившихся при температуре среднего отпуска. Такая, менее дисперсная, смесь феррита и цементита называется сорбитом отпуска. Сорбит обладает оптимальным сочетанием высокой пластичности и ударной вязкости с хорошей прочностью. Твердость сорбита 250-350 НВ. Термическая обработка, состоящая из закалки и высокого отпуска, называется улучшением. Большинство деталей машин ответственного назначения подвергают улучшению.

 

7.3. Порядок выполнения работы:

1. Выбрать по диаграмме Fe-Fe3С температуру нагрева под полную и неполную закалку сталей 50 и У12 и занести в табл. 9.1 и 9.2.

2. Провести полную и неполную закалки сталей 50 и У12 и нормализацию. Для этого:

− замерить сечение образцов и выбрать время выдержки для нагрева под нормализацию, полную и неполную закалку и занести в табл. 9.1. и 9.2;

− поместить образцы в лабораторные печи, разогретые до заданных температур, выдержать их в течение необходимого времени и охладить в выбранных средах;

− замерить твердость нормализованных и закаленных образцов (шкала НRВ, HRC). На каждом образце сделать не менее 3 уколов и среднее значение занести в табл. 9.1 и 9.2;

− записать в табл. 9.1 и 9.2 предполагаемые структуры, проанализировав полученные результаты.

Примечание: микроструктуру углеродистых сталей после различной ТО изучают на специально приготовленной коллекции микрошлифов, которая включает микрошлифы сталей 50 и У12 после отжига, нормализации, полной и неполной закалки, а также после закалки и отпуска.

3. Подвергнуть закаленные образцы стали У12 низкому, а стали 50 среднему и высокому отпуску, предварительно выбрав температуры. Замерить твердость (по шкале HRB, HRC) отпущенных образцов и данные занести в табл. 7.1 и 7.2.

4. Зарисовать микроструктуру предложенных микрошлифов. Под каждым рисунком указать травитель, увеличение, марка стали и режим термообработки. При зарисовке микроструктуры надо придерживаться определенной схемы с указанием стрелками структурных составляющих.

5. Описать микроструктуры. Справа от рисунка дать описание микроструктуры с обязательным указанием условий ее получения и свойств.

6. Построить график зависимости твердости от вида проведенной термической обработки.

7. Составить отчет.

Таблица 7.1

Термообработка стали 50

Вид ТО Режим ТО Твердость по: Структура
Темпера-тура, °С Выдержка, мин. Охлажда-ющая среда Роквеллу Бринеллю
Отжиг            
Нормализация            
Закалка            
Высокий отпуск            
Средний отпуск            

Таблица 7.2





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 1492; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2019 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.028 с.) Главная | Обратная связь