Материалы

Ледебурит присутствует во всех сплавах, содержащих от 2,0 до 6,67%С (чутуны).

Точка Е соответствует предельному насыщению железа углеродом (2,14%С).

В области диаграммы AGSF находится аустенит. При охлаждении сплавов аустенит распадается с выделением по линии GS феррита AGSФGP , а по линии SE АESЦII.вторичного цементита. Линии GS и PS имеют большое практическое значение для установления режимов термической обработки сталей. Линию GS называют линией верхних критических точек, а линию PS -нижних критических точек.

Линия PQ при охлаждении отвечает температурам начала выделения из феррита цементита третичного в результате уменьшения растворимости С в феррите с понижением температуры при нагреве обратный процесс ФPQ ЦIII.

В области диаграммы GSP находится смесь двух фаз - феррита и распадющегося аустенита, а в области диаграммы SEE' - смесь вторичного цементита и распадающегося аустенита.

В точке S при содержании 0,8%С и при температуре 727°С весь аустенит распадается и одновременно кристаллизуется тонкая механическая смесь феррита и цементита - перлит.

Линия PSK соответствует окончательному распаду аустенита и образованию перлита

AS(0.8%C) ФP(0.02%C)+ЦК(6Ю67%С)

А(0.8) П(0.8)перлит

В области ниже линии PSK никаких изменений структуры не происходит.

Структурные превращения в сплавах, находящихся в твердом состоянии, вызваны следующими причинами: изменением растворимости углерода в железе в зависимости от температуры сплава (QP и SE), полиморфизмом железа (PSK) и влиянием содержания растворенного углерода на температуру полиморфных превращений (растворение углерода в железе способствует расширению температурной области существования аустенита и сужению области феррита).

Диаграмма стабильного равновесия Fe - Fе3С, обозначенная на графике пунктиром, отображает возможность образования высокоуглеродистой фазы - графита - на всех этапах структурообразования в сплавах с повышенным содержанием углерода. Диаграмма состояния стабильной системы железо - графит отличается от метастабильной системы железо-цементит только в той части, где в фазовых равновесиях участвует высокоуглеродистая фаза (графит или цементит).

На диаграмме состояния различают две области: стали и чугуны. Условия принятого разграничения - возможность образования ледебурита (предельная растворимость углерода в аустените):

стали - до 2,14% С, не содержат ледебурита;

чугуны - более 2,14% С, содержат ледебурит.

В зависимости от содержания углерода (%) железоуглеродистые сплавы получили следующие на-звания:

менее 0,83 - доэвтектоидные стали;

0,83 - эвтектоидные стали;

0,83...2 - заэвтектоидные стали;

2...4,3 - доэвтектические чугуны;

4,3...6,67 - заэвтектические чугуны.

Сплавляя железо с углеродом и варьируя содержание компонентов, получают сплавы с различными структурой и свойствами.

Доэвтектоидная сталь (0.7%C) отмечаем заданный спав вертикалью I на диаграмме состояния и строим кривую нагрева.

По кривой нагрева мы можем определить какие изменения происходят в сплаве при нагреве до определенной температуры 1600°С. До точки 1 сплав находится в жидком состоянии при 1490 из жидкого состояния начинают выделяться кристаллы аустенита состава 1'

По мере охлаждения в интервале температур 1-2 происходит выделение кристаллов аустенита пе-ременного состава, концентрация которых определяется по линии солидус от точки 1'до точки 2

Жидкая фаза обогащается углеродом концентрация которого меняется по линии ликвидус от 1 до 2', формула Ж12' А1'2. В точке 2 заканчивается первичная кристаллизация и сплав имеет однофазную структуру А аустенит, при понижении температуры до точки 3 начинается вторичная кристаллизация аустенит превращается в феррит по формуле А+Ф34Ф+П при достижении точки 9 состав смеси Ф+П примет эвтектоидную концентрацию точки (S, 0.8%C), и при постоянной температуре будет превращаться в феррит+перлит площадка на кривой. Концентрация фаз Ж2.14+А0.6 ОВКЖ=0.7-0,6/2,14-0,6*100=6,94% овкА=2,14-0,7/2,14-0,6*100=93,5% концентрация углерода в жидкой фазе при температуре 1400?С

2,14% С, твердой фазе 0,6% С

6.Углеродистые стали У10 и 35.

Сталь У10 инструментальная сталь значит, при термообработке нам нужно добиться высокй твердости. Такие свойства как пластичность нас не интересуют значит проводим не полную закалку ПA+ЦII МЗАК +Аост+ЦII т.к сталь заэвтектоидная нагреваем до температуры АС1+30-50°С, после закалки проводим низкий отпуск, т.к при нагреве свыше 200°С происходит полный отпуск и теряется твердость, для снятия внутренних напряжений после закалки. При низком отпуске твердость практически не падает. Температура отпуска 150-200°C выдержка 1-2.5 часа структура мартенсит отпуска превращения при отпуске до 200°С

Мзак Мотп. Сталь 35 относится к среднеуглеродистым сталям и закаливается слабо.Сталь доэвтектоидная значит применяем полную закалку Ф+ПАМЗАК нагреваем сталь до температуры АС3+30-50°С и охлаждаем получаем структуру мартенсит закалки. После закалки нужно произвести отпуск стали в условиях сказано, что после отпуска структура мартенсит отпуска значит применяем низкий отпуск 150-200°C выдержка 1-2.5 часа структура мартенсит отпуска. После закалки сталь У10 имеет структуру ЦII+М твёрдость цементита выше чем мартенсита, а сталь 35 имеет структуру мелкозернистого мартенсита, отсюда твёрдость У8 выше твёрдости Стали 35.Сталь У10 имеет больше углерода чем Сталь35, отсюда выше её твёрдость.

7. Расшифровки марок данных сталей и их свойства.

Легирующие элементы

Хром - повышает твердость, коррозионностойкость;

Никель - повышает прочность, пластичность, коррозионностойкость;

Вольфрам - увеличивает твердость и красностойкость, т.е. способность сохранять при высоких температурах износостойкость;

Ванадий - повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию;

Кобальт - повышает жаропрочность, магнитопроницаемость;

Молибден - увеличивает красностойкость, прочность, коррозионностойкость при высоких темпе-ратурах;

Марганец - при содержании свыше 1 процента увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок;

Титан - повышает прчность, сопротивление коррозии;

Алюминий - повышает окалиностойкость;

Ниобий - повышает кислотостойкость;

Медь - уменьшает коррозию.

4Х5МФС

Классификация: Сталь инструментальная штамповая, теплостойкая. Углерода 0.4%,хрома 5%,молибдена 1%, ванадия 1%, кремния 1%

Применение: молотовые штампы паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей до 3 т при деформации легированных конструкционных и нержавеющих сталей, прессовый инструмент для обработки алюминиевых сплавов, вставки и пуансоны для высадки на горизон-тально-ковочных машинах.

По качеству: качественная

По структуре: мартенситного класса

Термическая обработка: Закалка 1000 С, масло. Отпуск 560 С, 2 ч., дВ 1710 МПа, HB241,д12%

Структура после ТО: сорбит отпуска

Химический состав:

ХВ5

Классификация Сталь инструментальная легированная, высоко углеродистая содержание угле-рода более 1%, хрома 1%, вольфрама 5%

Применение: : для прошивных пуассонов,инструментов для чистового резания твердых материалов с небольшой скоростью и граверных работ.

По качеству: качественная т.к содержание вредных примесей не более 0.04 % .

По структуре: перлит + цементит вторичный П+ЦII перлитного класса

Термическая обработка: Термическая обработка инструментальных сталей, как правило, включает закалку и низкий отпуск получают структуру мартенсит отпуска дВ 250...350 МПа , 285 HB, д= 3 %

Химический состав:

36Х2Н2МФА

Характеристика материала Данный материал является легированной сталью марки 36Х2М2МФА, кото-рая содержит 0.36% С, хрома 2%, никеля 2%, молибдена 1%, ванадия 1%

Классификация Сталь конструкционная легированная улучшаемая

Применение: Для крупных ответственных деталей-дисков, крепежных болтов и т. д.

По качеству: высококачественная

По структуре: феррит+перлит мартенситного класса

Термическая обработка: Закалка 850 С, охлаждение в масле. высокий отпуск 600 С охлаждение на воздухе.

дв 1150 МПа, дв 17%, HB = 269

Структура после ТО: сорбит отпуска

Химический состав:

10Х14АГ15

Данный материал является легированной сталью марки 10Х14АГ5 с содержанием С до 0.1%, хрома 14%, азота 1%,марганца15%

Классификация : Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная.

По качеству: обыкновенного качества

По структуре: феррит +перлит Ф+П-, мартенситный класса

Применение: для немагнитных деталей, работающих в слабоагрессивных средах. для немагнитных деталей, работающих в слабоагрессивных средах; предметов домашнего обихода; легких кон-струкций, соединяемых точечной сваркой

Термообработка: Закалка 1050°C в воде, высокий отпуск дВ 700-860 МПа , д 46%, 230 HB,

Структура после ТО: сорбит отпуска

Химический состав:

Ст4сп

Классификация: Сталь конструкционная углеродистая обыкновенногокачества,цифра в марке обозначает порядковый номер стали.Дополнительный индекс характеризует по степени раскисления «сп»- спокойная. Стали углеродистые обыкновенного качества содержат до 0,07% фосфора, 0,06% серы, 0,06...0,49% углерода.

По качеству: обыкновенного качества.

По структуре: ферритно-перлитную структура. доэвтектоидная

Применение: Для второстепенных элементов конструкций и неответственных деталей: настилы, арматура, подкладка, шайбы, перила, кожухи, обшивки, метизов и др.

Термообработка: дВ 420-540 МПа, д 23%, 152 НВ

Химический состав:

СЧ30

Классификация : модифицированый чугун. цифра обозначает предел прочности при растяжении

Применение: Серые чугуны обладают высокими литейными качествами (жидкотекучесть, малая усадка, незначительный пригар металла к форме и др.), хорошо обрабатываются и сопротивляются износу, однако из-за низких прочности и пластических свойств в основном используются для неответственных деталей. В станкостроении серый чугун является основным конструкционным материалом (станины станков, столы и верхние салазки, колонки, каретки и др.); в автомобилестроении из ферритно-перлитных чугунов делают картеры, крышки, тормозные барабаны и др., а из перлитных чугунов -- блоки цилиндров, гильзы, маховики и др. В строительстве серый чугун применяют, главным образом, для изготовления деталей, работающих при сжатии (башмаков, колонн), а также санитарно-технических деталей (отопительных радиаторов, труб). Значительное количество чугуна расходуется для изготовления тюбингов, из которых сооружается туннель метрополитена.

Структура: перлитная Гмелкопластинчатый+П

Химический состав:

60С2Н2А

Классификация: Сталь конструкционная рессорно-пружинная, С 0.6%, кремния 2%,никеля 2%,

Применение: ответственные и тяжелонагруженные пружины и рессоры.

По качеству: высококачественная

По структуре: мартенситного класса

Термическая обработка: Закалка 870oC, масло, Отпуск 470oC, дВ 1470 МПа , 420-475 HB, д= 8%

Структура после ТО: троостит отпуска

Химический состав:

АЛ9

Классификация: Сплав системы алюминий-кремний-магний (АК7ч)

Применение: Для изготовления отливок деталей не контактирующих с пищей

По качеству: Металл качественный т.к. в конце марки стоит буква «ч» - чистый сумма учитываемых примесей не более 1%

Термическая обработка: Закалка 535°Свыдержка 2-6ч, охлаждение вода+ старение двухступенчатый нагрев 1) 190°С выдержка 30 мин. 2)150°С выдержка 2 часа дВ 206 МПа , д 2 %, HB 60,

Химический состав:

Л90

Классификация Сплав медно цинковый- латунь, деформируемый, меди 90%, цинка 10%

Применение: Для изговления листов, лент, полос

Свойства: 45 дВ , д2%,после наклёпа, 24 дВ , д50%,после отжига

Химический состав:

20Х2Н4ВА

Классификация Сталь конструкционная легированная, цементуемая. Углерода 0.2%, хрома 2%, никеля 4%, вольфрама 1%

Применение: Шестерни, вал-шестени, пальцы и другие цементируемые, особо ответственные, высоконагруженные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

Хладостойкие стали должны сохранять свои свойства при температурах минус 40 - минус 80 °С. Наибольшее применение имеют стали 20Х2Н4ВА,

По качеству: высококачественная

По структуре: мартенситного класса

Термическая обработка: Цементация 900-920 С, воздух. Закалка 780-810 С, масло. Отпуск 180-200 С, воздух

дВ 1500 МПа , д 7 %, 360 HB, поверхность

Структура после ТО: мартенсит отпуска на поверхности, сердцевина - феррито-цементитная смесь

Химический состав:

Страницы: 1, 2