Практична робота
Тема: мікроструктури легованих сталей
Мета роботи : навчитися самостійно аналізувати структури і по вигляду визначити структурні складові легованих сталей з допомогою фотографій.
Прилади, матеріали та інструменти.
1. Фотографія мікроструктур досліджуваних сталей.
2. Циркуль і лінійка.
Рекомендована література:
Кузьмін Б.А. Самохоцкім А.І. Металургія, металознавство і конструкційні матеріали. - М., Вища. Школа, 1997.
Леговані стали класифікуються за призначенням, складом, кількістю легуючих елементів і структурі.
В Залежно від призначення леговані сталі поділяються на:
• Конструкційні стали ( Цементовані, покращувані, пружинно
ресорні та ін), які застосовуються для виготовлення деталей машин: • Інструментальні сталі, що застосовуються для виготовлення ріжучого, вимірювального і штампового інструмента;
• Сталі з особливими властивостями, наприклад , нержавіючі, жароміцні жаростійкі і т.д.
низьковуглецевої сталі (цементітной)
До низьковуглецевої сталі відносяться сталі з вмістом вуглецю до 0,25%, наприклад, марок 15Г; 20Х; 18ХГТ; 20Х2Н4А та ін
Леговані низьковуглецеві сталі після відпалу мають структуру ферит + перліт, а так само після гарту маловуглецевих мартенсит.
Встановлено, що добавки азоту разом з нітрідообразующімі елементами сприяє значного подрібнення зерна і підвищення температури початку росту зерна аустеніту. Нітриди впливають на властивості стали також шляхом впливу на кінетику перетворення аустеніту і на дисперсне твердіння.
Висока пластичність, дрібне зерно і особливо висока температура його росту сприяють отриманню якісних зварних з'єднань листів товщиною від 20 мм - сталь з нитридами алюмінію і до 100 мм (сталь з нитридами ванадію). Низьколегована сталь з нітридних зміцненням задовільно деформується в холодному і гарячому станах. Сталь такого типу характеризується високим опором крихкому руйнуванню і досить низьким порогом хладно ламкості.
В Нині для виготовлення різного роду зварних конструкцій деталей і вузлів використовується велика кількість марок маловуглецевих і середньолегованих сталей, відповідних ГОСТ 380-7.1; 5521-67; 6713-75; 1050-75; 19282-73, а також технічним умовам і галузевим стандартам.
Згідно ГОСТ 19282-73, передбачається випуск 28 марок низьколегованої сталі, застосовуваної для зварних конструкцій в промисловому і цивільному будівництві і машинобудуванні.
Хімічний склад (%) деяких цементуемих (низьколегованих) сталей (ГОСТ 1050-74 і 4543-71)
Марка
стали
Елементи
Інші
елементи
C
Mn
Cr
Ni
20Х
0,17-0,23
0,5-0,8
0,7-1,0
≤ 0,25
-
15ХФ
0,12-0,18
0,4-0,7
0,8-1,1
≤ 0,25
0,06-0,12 V
12ХН2
0,09-0,16
0,3-0,6
0,6-0,9
1,5-1,9
-
12ХН3А
0,09-0,16
0,3-0,6
0,6-0,9
2,75-3,15
-
20Х2Н4А
0,16-0,22
0,3-0,6
1,25-1,65
3,25-3,65
-
18ХГТ
0,17-0,23
0,8-1,1
1,0-1,3
≤ 0,25
0,03-0,09 Ti
25ХГТ
0,22-0,29
0,8-1,1
1,0-1,3
≤ 0,25
0,03-0,09 Ti
18Х2Н4МА
0,14-0,20
0,25-0,55
1,35-1,65
4,0-4,4
0,3-0,4 Mo
20ХГНР
0,16-0,23
0,7-1,0
0,7-1,0
0,8-1,1
0,001-0,005 В
Цементуемие леговані сталі доцільно застосовувати для важко навантажених деталей і в тому числі для деталей, в яких необхідно мати високу твердість і в'язкість поверхневого шару і досить міцну серцевину. У легованих цементуемих сталях, незважаючи на невеликий вміст вуглецю, завдяки значній кількості легуючих домішок, набагато легше отримати при термічний обробці більш високу міцність і в'язкість серцевини через утворення в ній структур бейнита або низьковуглецевого мартенситу. Тому з них виготовляють відповідальні деталі.
Стали хромисті (20Х), хромованадієва (15ХФ), хромонікелеві (12ХН2). Їх при міняють для виготовлення деталей невеликих і середніх розмірів, що працюють на знос при підвищених навантаженнях (втулки, валики, осі, деякі зубчасті колеса, кулачкові муфти, поршневі пальці та ін.)
Стали хромонікелеві (12ХН3А, 20Х2Н4А), хромомарганцетітановие (18ХГТ, 25ХГТ), хромонікельмолібденових (18Х2Н4МА). Їх застосовують для деталей середніх та великих розмірів, працюють на знос при високих навантаженнях (зубчасті колеса, поршневі пальці, осі, ролики та ін.)
Хромонікелеві стали мало чутливі до перегріву, добре прожарюють, але їх застосовують обмежено через дефіцитності нікелю. Тому у всіх випадках, коли немає крайньої необхідності, хромонікелеві стали замінюють сталями без нікелю.
Цементуемие хромомарганцетітановие сталі (18ХГТ, 25ХГТ) є замінниками хромонікелевих сталей. Перевагою сталей 18ХГТ і 25ХГТ є їх спадкова дрібнозернистість (розмір зерна № 6-8). Це технологічне властивість дозволяє значно скоротити загальний технологічний цикл обробки і гартувати деталі з цих сталей безпосередньо з цементаціонной (газової) печі з попередніми подстуживания.
містять бор стали (20ХГНР). У конструкційні сталі бор вводять у кількості від 0,001 до 0,005% (Так зване мікролегування). Бор підвищує щільність злитка, усуває дендритну структуру. Стали з бором легше обробляються при гарячій пластичної деформації, добре обробляються різанням.
покращує (Середньолеговані) стали
Ці стали називають покращує тому, що їх часто піддають поліпшенню-термічній обробці, яка полягає в загартуванні та відпустці при високих температурах. Покращувані стали повинні мати високу міцність, пластичність, високий межа витривалості, малу чутливість до відпускної крихкості, повинні добре прожарюватися. Хімічний склад деяких покращує сталей наведено в таблиці:
Хі...
