Всего на сайте:
210 тыс. 306 статей

Главная | Материаловедение

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ СТАЛИ  Просмотрен 171

К машиностроительным относят конструкционные стали, предназначенные для изготовления различных деталей машин, механизмов и отдельных видов изделий.

В машиностроении потребляется около 40 % от производства в стране стали, и по числу марок машиностроительные стали являются самыми многочисленными. В зависимости от условий эксплуатации, а они в отдельных машинах и механизмах сильно различаются, требования к сталям будут неодинаковыми. Однако к конструкционным машиностроительным сталям предъявляется и целый ряд общих требований, основными из которых являются: высокая конструктивная прочность, определяемая оптимальным сочетанием прочности, вязкости и пластичности, необходимые технологические свойства — хорошая обрабатываемость давлением, резанием и свариваемость, малая склонность к образованию трещин, короблению, обезуглероживанию при термической обработке, а также иногда и специальные свойства: износостойкость, теплоустойчивость, определенные физические свойства и т. д. Существует несколько, вариантов классификации машиностроительных сталей: по составу (углеродистые, легированные), по обработке (улучшаемые, нормализуемые, цементуемые, азотируемые, мартенситно-стареющие и т. д.), по назначению (пружинные, шарикоподшипниковые, криогенные и т. п.).

 

Основные механические свойства материалов

Предел прочности σВ - напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца.

Условный предел текучести σ0,2 – напряжение, вызывающее остаточную деформацию 0,2%.

δ - относительное удлинение образца.

φ – относительное сужение образца.

НВ – твердость – сопротивление, которое одно тело оказывает проникновению в него другого, более твердого. Она определяется по размерам отпечатка, образовавшегося на поверхности изделия после вдавливания с постоянным усилием либо стального шарика (метод Бринелля НВ), либо алмазной пирамиды (метод Виккерса HV), либо алмазного конуса (метод Роквелла HR).

Ударная вязкость KCU – работа, пошедшая на разрушение образца изломом в результате удара.

Технологические свойства

При описании технологических свойств сталей нужно учитывать:

Ковочные свойства: Приводятся температурные параметры ковки и условия охлаждения преимущественно крупных поковок, откованных как из слитков, так и заготовок. Приводимые температурные интервалы ковки являются наиболее широкими, а режимы охлаждения – ускоренными, достигнутыми отдельными передовыми заводами. Использование данных режимов на других заводах рекомиендуемых параметров возможно ьтолько предварительного опробования и соответствующей корректировки с учетом местных условий.

Механическая обработка. Обрабатываемость сталей и сплавов резанием рассматривается с точки зрения влияния свойств этих материалов на способность изнашивать режущий инструмент. Обрабатываемость резанием определяется для условий получистового точения без охлаждения по чистому металлу резцами из твердых сплавов (Т5К10, ВК8) и быстрорежущих сталей (Р18, Р6М5Ф2) при постоянных значениях глубины резания 1,5 мм, подачи на оборот 0,2 мм и главного угла в плане 60о.

Обрабатываемость сталей и сплавов резанием оценена по скорости резания, соответствующей 60-минутной стойкости резцов и выражена коэффициентом Кv. В качестве эталона принята углеродистая сталь 45.

Кv = v/vэт

где v – скорость резания, соответствующая 60-минутной стойкости резцов при точении данного материала; vэт – скорость резания, соответствующая 60-минутной стойкости резцов при точении эталонной стали 45.

Свариваемость. Свариваемость сталей и сплавов является комплексной характеристикой, определяющейся, с одной стороны технологическими трудностями, возникающими при сварке, и, с другой стороны – эксплуатационной надежностью сварных соединений.

Характеристика свариваемости состоит из:

1.

Группы свариваемости материала (материал, свариваемый без ограничений; ограниченно свариваемый металл; трудно свариваемый металл).

2. Рекомендуемые способы сварки (АДС – автоматическая дуговая сварка; РДС – ручная дуговая сварка; ЭШС – электрошлаковая сварка; КТС – контактная сварка; ЭЛС – электроннолучевая сварка; АФС – автоматическая сварка под флюсом).

3. Необходимость дополнительных технологических операций при сварке (необходимость предварительного и сопутствующего подогрева; проковка швов; наложение отжигающих валиков4 ограничение скорости нагрева и охлаждения при сварке; вылеживание после сварки; немедленная после сварки термообработка).

Флокеночувствительность. Флокены – трещины в стали, образующиеся при быстром охлаждении стали в интервале 200-20оС. Причиной образования флокенов является растворенный в стали водород, который не успевает выделиться при температурах ниже 200оС.

По флокеночувствительности стали и сплавы условно разбиты на 4 группы:

- нефлокеночувствительные

- малофлокеночувствительные

- флокеночувствительные

- повышенной флокеночувствительности.

Склонность сталей к отпускной обратимой хрупкости. Это эффект снижения ударной вязкости стали при медленном охлаждении или при эксплуатации деталей в интервале температур 450-650оС. Она вызвана насыщением границ зерен фосфором.

 

 

Используемая литература

 

1. Марочник сталей и сплавов. Под ред. В.П.Сорокина, М., Металлургия, 1989

2. Справочник металлиста. Т.2. М., Машиностроение,1976, 717с.

3. Попова Л.Е., Попов А.А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-раствора в сплавах титана.

М., Металлургия, 1991, 503с.

4. Шмыков А.А. Справочник термиста. М., Машиностроение, 1956, 331с.

5. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна. М., Металлургия, 1957, 1204с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

ФОРМА ОТЧЕТА

Титульный лист:

ГОУ УГТУ-УПИ

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

ОТЧЕТ

по практической работе

Выбор конструкционного материала

 

Студент (ка) ____________________

Группа ____________________

Дата ____________________

Преподаватель__________________

 

На внутренних страницах:

1. Цель работы:

2. Назначение стали

3. Марочный химический состав стали

4. Температуры критических точек стали

5. Механические свойства стали после деформации.

6. Режимы термической обработки стали

7. С-образная кривая

8. Влияние режима термообработки на механические свойства

9. Механические свойства стали при высоких температурах

10. Технологические свойства стали


 

Пример

Собрать сведения о назначении, составе, строении, свойствах, режиме термообработки стали 50.

 

Назначение:

зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев гусениц, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.

Таблица 1

Химический состав, мас.%

C Si Mn Cr S P Cu Ni Al
Не более         
0.47-0.55 0.17-0.37 0.50-0.80 0.25 0.040 0.035 0.25 0.25 0.08

 

Таблица 2

Температура критических точек, оС

Ас1 Ас3 Ar3 Ar1 Мн
    

 

Таблица 3

Механические свойства поковок

Термо-обработка Сече-ние σ0,2 σВ δ φ KCU, Дж/см2 НВ, не более
МПа %       
Не менее        
Нормализация 100-300 156-197
До 100 167-207  

 

Предыдущая статья:Классификация сталей Следующая статья:Режимы термической обработки
page speed (0.014 sec, direct)