Маркировка легированных сталей

⇐ ПредыдущаяСтр 18 из 34Следующая ⇒

Для маркировки стали в России пользуются определенным сочетанием цифр и букв, обозначающих ее примерный химический состав. Легирующие элементы имеют следующие обозначения (ГОСТ 4547-71):

А – азот (в середине марки) К – кобальт Т – титан

Б – ниобий Н – никель Ф – ванадий

В – вольфрам М – молибден Х – хром

Г – марганец П – фосфор Ц – цирконий

Д – медь Р – бор Ч – редкоземельные эл.

Е – селен С – кремний Ю – алюминий

В марке содержание легирующего элемента, если оно превышает 1…1, 5%, указывается цифрой (массовая доля в целых процентах), стоящей после соответствующей буквы . При содержании элемента меньше 1, 5% число не ставится. V, W, Ti, Nb, Zr, B, N нередко присутствуют в стали в сотых или тысячных долях процента, но выносятся в марку, т.к. существенно влияют на свойства стали.

Углерод в легированной стали определяется числом в начале марки . Если число двузначное, то оно соответствует количеству углерода в сотых долях, если однозначное – в десятых долях процента. Если перед маркировкой нет числа – содержание углерода свыше 1%.

Расшифруем некоторые марки:

12Х2Н4А - ~ 0, 12%С, ~ 2 %Cr, ~ 4 %Ni, высококачественная;

18ХГТ - ~ 0, 18 % С, Сг, Мп в количестве до 1, 5 % (нет цифры в марке), Ti в сотых долях процента;

60ХС - ~ 0, 6 %С~ 1 %Cr ~ 1 %Si.

ХГСА: высококачественная легированная сталь содержит свыше 1% углерода, до 1% хрома, марганца, кремния;

Буква А в конце маркировки показывает, что сталь высококачественная (< 0, 025 %S и < 0, 025 % Р). Особо высококачественная сталь имеет в конце марки букву Ш.

Инструментальные быстрорежущие стали (теплостойкие Р9, Р12, Р18, Р6М5, Р18Ф2 ) предназначены для изготовления различного режущего инструмента для работы с большими скоростями резания в тяжелых тепловых условиях (разогрев режущей кромки из-за трения при резании до 600-650°С). Для повышения теплостойкости эти стали легируют большим количеством вольфрама в сочетании с хромом, молибденом и ванадием, кобальтом. Содержание хрома во всех сталях - 4 %. PI8- быстрорежущая сталь с 18 % вольфрама.

Шарикоподшипниковую сталь рекомендуют для работы в условиях истирающего износа (трения качения, трения скольжения). Маркировка: буквы ШХ и цифра, показывающая содержание хрома в десятых долях процента (ШХ6 - 0, 6% хрома). Содержание углерода в них около 1%. Применение: шарики, ролики, кольца подшипников.

Некоторые марки сталей выделены в особые группы и обозначаются буквами, стоящими в начале марки: для постоянных магнитов - Е, электротехнические - Э и другие. Например: ЕХЗ, Э42 и т.д.

Цементируемые легированные стали, имеют низкое содержание углерода (0, 10-0, 25%) для того, чтобы после цементации, закалки и низкого отпуска детали имели твердый поверхностный слой и вязкую сердцевину. Твердость поверхностного слоя после такой обработки около 60HRC, а сердцевины - в пределах 15-30HRC. К цементируемым относятся, стали 15Х; 20Х; 18ХП; 12ХНЗА; 20Х2Н4А, 40Х2Н2ФМА, 38ХНЗМФ и другие.Применение: детали, испытывающие в процессе работы интенсивное изнашивание поверхности, требующие высоких механических свойств: шестерни, оси, валы, шпильки и т.д.

Улучшаемые легированные стали, содержат 0, 30-0, 45% углерода и обычно подвергаются термической обработке - улучшению, которая заключается в закалке с последующим высоким отпуском. В качестве легирующих элементов наиболее часто применяют хром, марганец, никель, вольфрам, молибден и кремний. Улучшаемыми являются, стали 40Х, 30ХГТ, 30ХГСА, 40ХН, 40ХМ и другие.Применение: шатуны, ступицы, валы, тяги, штанги толкателей, пальцы, валы карданные, втулки, шатуны, нормали и др. детали, работающие в условиях сложного нагружения при динамических нагрузках.

Стали с пределом прочности более 1500 МПа, при удовлетворительной пластичности и вязкости называются высокопрочными. Высокая прочность достигается подбором стали и специфической обработкой. Особенно важное свойство сталей - высокое сопротивление развитию трещины, что связывается с долговечностью материала.

Рессорно-пружинные стали – это среднеуглеродистые до 0, 5- 0, 7% С низко и среднелегированные стали. Марки рессорно-пружинных сталей: 65Г, 60С2, 70СЗА, 50ХГА, 50ХФА, 60С2ХФА, 65С2ВА

60С2Н2А.

Стали и сплавы с особыми свойствами. К ним относятся стали:

нержавеющие 12X13, 20X13, 08Х18Н10Т; жаропрочные 45Х14Н14В2М, 40Х9С2; износостойкие; с особыми магнитными и электрическими свойствами и другие. Условно принято, что если сумма легирующих элементов превышает 55%, то такой сплав сталью не называют.

Классификация легированной стали по равновесной структуре

Определение класса стали, производится по структуре, которую она имеет после медленного охлаждения из аустенитного состояния, то есть в результате полного отжига. По этой классификации, предложенной П.Обергоффером, легированные стали делятся на шесть классов: доэвтектоидный, эвтектоидный, заэвтектоидный, ледебуритный, аустенитный и ферритный.

Рассматриваемая классификация аналогична классификации углеродистых сталей, однако, большинство легирующих элементов сильно искажают диаграмму железо-цементит, сдвигая точки S и Е в сторону меньшего содержания углерода. Это объясняется уменьшением предельной растворимости углерода в аустените при введении легирующих элементов, поэтому граница между доэвтектоидными, заэвтектоидными и ледебуритными сталями может лежать при значительно меньшем содержании углерода, чем в углеродистых сталях.

Классификация легированной стали по структуре после охлаждения на воздухе из аустенитного состояния

Для определения принадлежности к тому или иному классу в соответствии с этой классификацией сталь (в виде образцов толщиной 15-20 мм) нагревают до аустенитного состояния, а затем охлаждают на воздухе, то есть подвергают нормализации.

Эта классификация, предложенная французским ученым Л.Гийе, основывается на уменьшении критической скорости закалки и снижении температурного интервала мартенситного превращения при увеличении содержания легирующих элементов в стали. При одинаковой скорости охлаждения (на воздухе) из аустенитного состояния стали с различным содержанием легирующих элементов могут приобретать перлитную, мат-ренситную или аустенитную структуру. В связи с этим по структуре после охлаждения на воздухе различают следующие три основных класса сталей: перлитный, мартенситный и аустенитный.

Кроме трех указанных основных классов, характеризуемых по структуре, получаемой сталью при охлаждении на воздухе, существуют карбидный и ферритный классы. Для сталей карбидного класса условным признаком является уже не основная структура образца диаметром 15-20 мм, охлажденного на воздухе из аустенитного состояния, а присутствие значительного количества карбидов, которые образуются при наличии в стали большого количества углерода и карбидообразующих легирующих элементов. Стали ферритного класса по структуре после охлаждения на воздухе из аустенитного состояния совпадают со сталями ферритного класса по структуре в равновесном состоянии.

Микроструктура легированных сталей в равновесном

Состоянии

1. Доэвтектоидные стали имеют структуру феррита и перлита (рис.9.1. а). Количество феррита и перлита в структуре определяется содержанием углерода в стали и концентрацией углерода в эвтектоиде. К этому классу относятся конструкционные стали, например, марок 15Х, 18ХГТ, 18Х2Н4ВЛ, 30ХГСА, 40Х и многие другие.

Рис.9.1. Схемы микроструктуры легированной стали доэвтектоидного класса марки 30ХГСА после полного отжига от 880°С (а, тонкопластинчатый перлит и феррит) и после нормализации от 880°С (б, сорбит и феррит), х 600 (сорбит при увеличениях светового микроскопа так, как показан на схеме, не разрешается)

2. Эвтектоидные стали имеют перлитную структуру (рис.9.2). С увеличением содержания легирующих элементов концентрация углерода в перлите снижается и становится значительно меньше 0, 8%. Например, сталь марки 70С3А, содержащая 0, 66-0, 74%С и 2, 40-2, 80%Si, имеет в отожженном состоянии перлитную структуру.

Рис.9.2. Схема микроструктуры легированной стали эвтектоидного класса марки 70СЗА после полного отжига от 860°С. Пластинчатый перлит, х 600

3. Заэвтектоидные стали имеют структуру, состоящую из перлита и избыточных вторичных карбидов. К этому классу относятся инструментальные стали марок X, ХГ, ХВГ, ХГСВ и другие. Так, сталь ХГ, содержащая 1, 30-1, 50%С, 1, 30-1, 60%Сг и 0, 45-0, 70%Мп, после полного отжига из однофазного аустенитного состояния имеет структуру, состоящую из тонкопластинчатого перлита и сетки избыточных вторичных карбидов (рис.9.3, а). Сплошная сетка карбидов снижает механические свойства заэвтектоидных сталей, поэтому они подвергаются отжигу на зернистый перлит (рис.9.3, 6).

4. Стали ледебуритного класса содержат в структуре первичные карбиды, выделившиеся из жидкой фазы при кристаллизации и входящие в состав эвтектики - ледебурита. Легирующие элементы могут настолько сильно уменьшить растворимость углерода в аустените, что при концентрации его менее 1% возможно образование ледебурита в стали. Например, в литой быстрорежущей стали марки Р18, содержащей 0, 70-0, 80%С; 17, 5-19, 0%W; 1, 0-1, 4%V и 3, 8-4, 4%Сг, присутствует ледебурит, имеющий в вольфрамовых сталях " скелетообразный" вид. Ледебурит состоит из пластинок карбидов, чередующихся с аустенитом.

Рис.9.3. Схема микроструктуры легированной стали заэвтектоидного класса марки XT после полного отжига от 1000°С (а, тонкопластинчатый перлит и сетка вторичных карбидов) и отжига на зернистый перлит (б, зернистый перлит и

⇐ Предыдущая 13 14 15 16 171819 20 21 22 Следующая ⇒