Рубрика «УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ»

Инструментальная легированная сталь

Инструментальная легированная сталь применяется для изготовления режущего, измерительного и ударно-штампового инструмента. Она тверже и прочнее угле- родистой стали, хорошо противостоит ударным нагрузкам, при введении определенных легирующих элементов становится красностойкой. Важнейшими элементами инструментальной легированной стали являются хром, вольфрам, молибден, марганец. Из атрй стали изготавливают (ГОСТ 5950—73): измерительный инструмент — резьбовые калибры, скобы (7ХФ, 9ХФ, Х14, 11ХФ, содержание углерода в стали 11ХФ — 1,1%); режущий и измерительный инструмент —фрезы, сверла, метчики, развертки, лекала (9ХС, ХГС, 9Х5ВФ, 85Х6НФТ); штампы горячей штамповки, пресс-формы, формы для литья под давлением (7X3, 5ХНМ, 55ХГСМ, 4Х8В2); штампы холодной штамповки (Х6НФ, Х12ВМ, Х12Ф1, 7Х12ВМ). Важнейшей инструментальной легированной сталью является быстрорежущая. Применяется для изготовления фрез, сверл, метчиков, при обработке более твердых металлов, жаропрочных и нержавеющих сталей. Важнейшие свойства этой стали —твердость и красностойкость (не теряет твердости до 600° С). Легирующими элементами служат вольфрам (в количестве не менее 6%), хром (не менее 4%). Кроме того, вводятся кобальт, ванадий, молибден. Содержание углерода 0,7—1,1%. ГОСТ 19265—73 установлены следующие марки быстрорежущей стали: Р9, Р18, Р6МЗ, Р6М5, Р14Ф14, Р10К5Ф5 и т. д. Буква Р обозначает-быстрорежущую Сталь; число, стоящее за буквой Р, показывает содержание вольфрама в процентах, а числа за буквами М, К, Ф —содержание молибдена, кобальта и ванадия в процентах. Содержание углерода 0,7—1,0%. Сталь и сплавы с особыми физическими и химическими свойствами имеют очень важное значение в энергетической, авиационной, ракетной технике, турбинной, химической и других отраслях промышленности. К стали с особыми физическими свойствами относятся: магнитная, немагнитная, сталь, обладающая высоким электрическим сопротивлением, сталь с особыми тепловыми свойствами.

Теги: , , , , ,

Жаропрочные и жаростойкие стали

Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы применяются для деталей и механизмов в условиях действия высоких температур, газов и нагрузок. Важнейшие легирующие элементы в этой стали: хром, никель, алюминий, кремний, титан. Из этой стали изготавливают лопатки газовых турбин, детали реактивных двигателей, камеры сгорания, детали газопроводных систем, реактивной техники и т. д. Марки этих сталей, например: 1Х14Н18В2Б, 03Х18Н12Т, 12Х25Н16Г7АР, 08Х14Н28ВЗТЗЮР. Марки сплавов: ХН70ВМТЮ, ХН75МБЮ.

Теги:

ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ. СВОЙСТВА, МАРКИРОВКА, ПРИМЕНЕНИЕ

В легированной стали наряду с обычными примесями имеются легирующие элементы: хром, вольфрам, молибден, никель, а также кремний и марганец в большом количестве. Легированная сталь обладает ценнейшими свойствами, которых нет у углеродистой стали, и не имеет ее недостатков. Применение легированной стали экономит металл, повышает долговечность изделий, увеличивает производительность. В прогрессивной технике эта сталь имеет решающее значение. Легирующие элементы оказывают разностороннее влияние на свойства стали. Хром повышает твердость, уменьшает ржавление; никель дает высокую прочность и пластичность, коррозионную стойкость; вольфрам увеличивает твердость и красностойкость; ванадий повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию; кобальт повышает жаропрочность, магни-топроницаемость; молибден увеличивает красностойкость, прочность, сопротивление окислению при высоких температурах; марганец при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок; титан повышает прочность, сопротивление коррозии; алюминий повышает окали-ностойкость; ниобий повышает кислотостойкость; медь уменьшает коррозию. В сталь вводят также бор, селен, азот, цирконий. В легированной стали может находиться одновременно несколько легирующих элементов. По назначению легирования сталь делится на три группы: конструкционная, инструментальная и сталь с особыми физическими и химическими свойствами. По содержанию легирующих элементов легированная сталь делится на низколегированную—не более 3% легирующих элементов; среднелегированную—3—10%; высоколегированную — свыше 10%. В маркировке легированной стали приняты следующие буквенные обозначения легирующих элементов: X — хром, Н —никель, А —азот, В —вольфрам, Е —селен, Г —марганец, Д —медь, Б —ниобий, Р —бор, П — фосфор, Ю—алюминий, М—молибден, К—кобальт, Ц —цирконий, Ф —ванадий. Эти буквы в сочетании с цифрами образуют марку стали. В ГОСТе устанавливаются буквы, характеризующие целую группу сталей: Р — быстрорежущие, Ш — шарикоподшипниковые, Е и Э—магнитные. Сочетание букв и цифр дает характеристику легированной стали. Если впереди марки стоят две цифры, они указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Одна’цифра в начале марки означает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если в начале марки нет цифры, то количество углерода составляет 1% и выше. Цифры, следующие за буквами, показывают среднее содержание данного элемента в процентах. Если за буквой отсутствует цифра, то содержание данного элемента около 1%. Буква А в конце марки обозначает высококачественную сталь, содержащую меньше серы и фосфора. Например, 12Х2Н4А —это легированная сталь, высококачественная, с содержанием углерода 0,12%, хрома 2%, никеля 4%; сталь Г13 —легированная сталь с содержанием углерода 1% и более, марганца 13%. Для групп сталей, обозначенных одной буквой Р, Ш, Е, Э, правила маркировки не подходят. О них будет рассказано ниже. Конструкционная легированная сталь согласно ГОСТ 4543—71 делится на три группы: качественная, высококачественная и особо высококачественная. Высококачественная обозначается буквой А в конце марки, а особо высококачественная —буквой Ш через черточку. Например, 12ХНЗА — высококачественная, а ЗОГС-Ш —особо высококачественная. В качественной стали допускается содержание серы до 0,025%, а в высококачественной— до 0,015%. Область применения конструкционной легированной стали очень велика. Наибольшее распространение получили следующие стали. Хромистые, обладающие хорошей твердостью, прочностью, сравнительно недорогие. К ним относятся стали марок 15Х, 20Х, ЗОХ, 45Х, боросодержащие 40ХР, с цирконием 40ХЦ. Марганцевые, например 15Г, 20Г, 40Г, 45Г2, отличающиеся износоустойчивостью. Особенно износоустойчива сталь марки Г13, которую применяют для гусениц "тракторов, железнодорожных стрелок. Кремнистые и хромокремнистые (ЗЗХС, 55ХС), обладающие высокой твердостью и упругостью; применяются для пружин, рессор. Хромованадиевые (45ХФ, 40ХФА) особо прочные, плотные, хорошо противостоящие .истиранию, применяемые для автомобильных деталей, осей, валов. Хромомолибденовые (20ХМА, ЗОХМА) очень прочные, хорошо сваривающиеся, штампующиеся, используемые для осей, роторов. Хромомарганцевокремнистые стали —хромансиль (25ХГСА, ЗОХГСА), которые заменяют хромомрлибде-новую сталь и значительно дешевле ее. Хромоникелевые (12Х2Н4А, 20ХНЗА), очень прочные и пластичные; применяются для изготовления коленчатых валов, поршне

Теги: , , , , , , , ,

Таблица 1

Механические свойства углеродистых сталей группы А

Марка Предел прочности а„, МПа Твердость НВ Относительное удлинение б, %
СтО Не менее 320   22
Ст1 320—400 33
Ст2 340—420 210 31
СтЗ 380—470 220 27—25
Ст4 420—520 240 25—23
Ст5 500—620 270 21—19
Стб 600—720 300 16—14
Ст7 700 и более 330 11-10

Для стали группы Б установлены марки: БСтО, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5, БСтб. Содержание углерода (в %): в БСтО — не более 0,23; в БСт1 —0,06— 0,12; в БСт2—0,09—0,15; в БСтЗ—0,14—0,22; в БСт4 —0,18—0,28; в БСт5 —0,28—0,37; в БСтб — 0,35—0,45. Содержание серы 0,04%, фосфора 0,05%. Сталь группы В — улучшенная, с более высокими механическими свойствами, обозначается марками: ВСт1, ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСт5. Качественная конструкционная углеродистая сталь поставляется по химическому составу и механическим свойствам, выплавляется в кислородных конверторах и мартенах. Согласно ГОСТ 1050—74 установлены следующие марки качественной конструкционной углеродистой стали: 05кп, 08кп, 08сп, 08, Юкп, 10сп, Юпс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 60Г, 65Г, 70Г. Две цифры в марках показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буква Г обозначает повышенное содержание марганца, который улучшает износоустойчивость. Индекс кп обозначает кипящую сталь, пс — полуспокойную, сп —спокойную. Таким образом, в стали 15 содержание углерода в среднем 0,15%, в стали 40 — 0,40% (см. Приложение). Качественную конструкционную сталь применяют для осей, болтов, шатунов, коленчатых валов, шпинделей и т. д. К конструкционным углеродистым сталям относится и автоматная, с повышенным содержанием серы. Марки этой стали: А12, А20, АЗО, А35, А40. Буква А в начале марки обозначает автоматную сталь; число, стоящее за буквой А, показывает содержание углерода в сотых долях процента. Содержание серы — от 0,06 до 0,2%, фосфора —от 0,06 до 0,15%. Из этой стали изготавливают на станках-автоматах мелкий неответственный крепеж. Инструментальной углеродистой сталью называется сталь, содержащая углерода 0,7% и более. Она отличается твердостью и прочностью. Эта сталь делится на качественную и высококачественную. Марки качественной стали (ГОСТ 1435—74): У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У12, У13; высококачественной: У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А. Буква У обозначает углеродистую инструментальную сталь. Цифры, стоящие за буквой У, показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква А в конце марки обозначает высококачественную сталь. Буква Г означает повышенное содержание марганца. В качественной стали содержится не более 0,03% серы, не более 0,035% фосфора; в высококачественной стали — 0,02% серы, 0,03% фосфора. По твердости качественная и высококачественная стали не различаются, но высококачественные стали менее хрупки, лучше противостоят ударным нагрузкам. Из инструментальной углеродистой стали изготовляют зубила, молотки, напильники, сверла, отвертки, штампы и т. д. К недостаткам углеродистой стали относятся: отсутствие сочетания твердости и прочности с пластичностью; потеря твердости и прочности при 200° С; высокий коэффициент теплового расширения; низкая коррозионная стойкость. Современная техника предъявляет к стали очень высокие требования в отношении физических, химических и механических свойств, которым углеродистая сталь не всегда удовлетворяет. Поэтому широкое применение получила легированная сталь.

Теги: , , , ,