Технология металлов
Влияние легирующих элементов.Присутствие в стали легирующих элементов улучшает ее свойства.
Легированная сталь имеет высокую прочность и вязкость.
Некоторые легирующие элементы, например никель, кремний, кобальт, медь, не образуют с углеродом химических соединений — карбидов
— и в основном распределяются в феррите.
Другие же элементы — вольфрам, хром, ванадий, марганец, молибден, титан и др. — образуют с углеродом
карбиды.
Читать продолжение «Сталь — легирующие элементы»
Легированная конструкционная сталь
В ГОСТ 4543—48 приведено 18 групп
легированных конструкционных сталей:
Эти стали применяют для изготовления ответственных деталей
(шестерни, шатуны, болты, валы, оси и т.п.).
Для шарико - и роликоподшипников применяют сталь марок: ШХ6, ШХ9, ШХ15. В этих сталях содержание углерода находится в пределах от 0,95 до 1,15%, а содержание хрома — от 0,6 до 1,5%.
Читать продолжение «Группы легированной стали»
Стали и сплавы этой группы обычно содержат значительное количество легирующих элементов и применяются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах в среде, вызывающей коррозию, а также для постоянных магнитов, нагревательных элементов электропечей и т.д.
Многие из этих сталей относятся к
аустенитному классу, т.е. имеют при комнатной температуре структуру аустенита.
В соответствии с ГОСТ 5632—51 применяют следующие марки сталей с особыми свойствами.
Нержавеющие стали
Читать продолжение «Легированные стали и сплавы с особыми свойствами»
Широкое применение имеют
хромистые чугуны (содержание Cr до 20%), которые применяются в деталях, работающих при нагреве в окислительных средах или в различных кислотах и от которых поэтому требуется жаростойкость или кислотостойкость.
Никельмедные и марганцевомедные
чугуны (7—9% марганца и 2% меди) применяют для деталей, которые не должны обладать магнитными свойствами. Чугун, содержащий 20—24% алюминия (чугаль), обладает высокой жаростойкостью и применяется для изготовления печной арматуры, работающей при температуре 800—900°.
Необходимые свойства стали могут быть получены либо изменением
химического состава, либо изменением
строения сплава — его структуры.
Изменение структуры стали достигается термической обработкой.
Термическая обработка стали
Термическая обработка — процесс, состоящий из нагрева стали до определенных температур, соответствующей выдержки и последующего охлаждения с целью изменения структуры и свойств.
Применение термической обработки стали и чугуна известно давно.
Читать продолжение «Термическая обработка стали и чугуна»
Стали, как указывалось выше, являются сплавами железа с углеродом.
Структуры углеродистых сталей в зависимости от содержания в них углерода, а также структурные превращения, которые происходят в этих сталях при нагреве и медленном охлаждении, изучаются по диаграмме Fe—С.
На рисунке приведена часть
диаграммы Fe—С, характеризующая структуры сталей. Диаграмма дана в несколько упрощенном виде.
Читать продолжение «Структуры сталей при различных температурах»
Для дальнейшего рассмотрения структурных превращений при медленном охлаждении необходимо все стали разделить на две группы:
стали с содержанием углерода менее 0,8% (левее точкиS, на диаграмме)
стали с содержанием углерода более 0,8% (правее точкиS).
Стали первой группы применяются в основном как стали конструкционные, а стали второй группы — как стали инструментальные.
Читать продолжение «Содержание углерода в стали»
На рис. 51 изображены в виде схемы структурные превращения, которые происходят при нагреве и медленном охлаждении в стали с содержанием углерода, равным 0,8%. (сталь У8).
Следует обратить внимание на то, что образующийся при нагреве аустенит
получается более мелкозернистым, чем исходное перлитное зерно. Размер получающихся зерен аустенита будет определяться размером пластинок перлита.
Читать продолжение «Структурные превращения в стали при нагреве и медленном охлаждении»
Структуры сорбита, троостита и мартенсита, получаемые в стали при охлаждении с большими скоростями, не являются устойчивыми. При повторном нагреве они разлагаются.
На рисунке приведена схема превращений этих структур в стали У8 при нагреве.
При нагреве до 200°
остаточный аустенит, который сохранился в стали, при охлаждении в воде превращается в мартенсит. Поэтому твердость стали повышается, причем мартенсит при температуре 200° будет иметь несколько иное строение и свойства. На рисунке он показан более темным.
Читать продолжение «Структурные превращения в стали при нагреве и медленном охлаждении — часть 2»
Обогрев рабочего пространства осуществляется в электрических печах металлическими или карборундовыми нагревателями или металлическими электродами.
Электроэнергия широко применяется в термической обработке как источник тепловой энергии. С помощью электроэнергии можно осуществить нагрев до 1350° с точностью регулирования температуры в пределах ± 3°.
Печи, работающие на газообразном топливе,обогреваются с помощью специальных горелок.
Применение такого топлива позволяет регулировать температуру в процессе работы печи с точностью ± 5° и производить нагрев до 1600°.
Читать продолжение «Нагревательные устройства: электрические печи»