Режущие стали

Поверхность на износ. Высокая твердость, мелкозернистая равномерная структура –высокого сопротивления стиранию на контактных поверхностях, высокая вязкость при большом сопротивлении внешним силам, невысокая склонность к адгезии

С < 0,8125% сверла, напильники

9ХФ ХВГ ХВГС

Быстрорежущие стали

До 18% W, Cr до 5 % Mn, Co до 10% Марки: Р18, Р9К10

Стали для измерительных инструментов:

стабильность размеров, высокая твердость и износостойкость (У12, Х, Х9, ХГ), закалка и низкий отпуск для определенного комплекса свойств.

Малоуглеродистые (ст 15, ст 20): цементация и закалка с низким отпуском.

Штамповы е – инструмент для обработки металла давлением (штампы, пуансоны и матрицы):

1) холодного деформирования (У10, У11, У12 с НВ 57-59; Х, Х9, Х6 цианирование и хромирование для повышенной износостойкости; 4ХС4, 5ХНМ с HRC85);

2) горячего деформирования (5ХНМ, 6ХНВ, 4ХСМФ, закалка и отпуск t=460-540 ^оС, структура – сорбит, троостит отпуска.

Твердые сплавы (режущие)

Метод порошковой металлургии путем спекания предварительно спрессованного металлического порошка, обладают красностойкостью, высокой твердостью.

Твердость и прочность зависит от количества связующей фазы (связующая фаза – кобальт) и величины зерен карбидов. К сплавам относят литейные сплавы: стеллиты и сарматы.

Металлокерамические сплавы: победиты (вольфрам, ниобий, ванадий, хром).

В пром-ти 3 группы металлокерамических сплавов:

1) Вольфрам и кобальт;

2) Карбиды вольфрама, титан и кобальт: Т30К6, Т14К8;

3) Карбиды вольфрама, титана, тантала и кобальта: ТТ7К15.

Стали и сплавы с особыми свойствами.

Нержавеющие (коррозионно стойкие).

Методы защиты от коррозии:

1) нанесение защитных покрытий и пленок;

2) изм электрохимического потенциала защищаемого материала;

3) модификация коррозионной среды.

Эти стали облад. стойкостью против электрохимической коррозии, устойчивость повыш-ся при введении Cr, Al, SiО2. Элементы образуют прочную непрерывную оксидную пленку и повышают электродный потенциал.

Разделяют хромистые стали (хрома >12%, чаще 13%, 17% и 27%). По виду равновесной структуры: аустенитный, ферритный, мартенситный, мартенситно-ферритный, аустенитно-мартенситный.

Ферритные: 12Х17, 15Х25Т, 15Х28, отжиг 700-800 ^оС.

Мартенситные: 20ХВ, 30Х13, 55Х18, закалка 1000-1050 ^оС, отжиг в масле, низкий отпуск 200-300 ^оС.

Аустенитные: хромоникелевые стали, высокая коррозионная стойкость, сохраняет стойкость при повышении температуры за счет никеля (12ХМН10Т, 12Х18Н9, 04Х18Н10, 03Х18Н12, 17Х18Н9), закалка при t = 1100 ^оС, охлаждение в воде, отпуск не применяется.

Высокопрочностные и жаростойкие стали и сплавы.

Обладают окаленостойкостью - стойкость против химического разрушения поверхности в газовых средах при t = 550 ^оС в слабонагруженном состоянии.

Жаростойкость – способность стали сопротивляться окислению при высоких температурах.

Жаропрочность – способность сохранять необходимую длительную прочность при высоких температурах.

Ползучесть – деформация непрерывного увеличения и завершающаяся разрушением под действием постоянной нагрузки при длительных воздействиях температуры.

Предел ползучести – напряжение, вызывающее деформацию заданной величины (от 0,1 до 1%) за определенный промежуток времени при заданной температуре.

Факторы, способствующие …: высокая температура плавления металла, наличие в сплаве твердого раствора и мелкодисперсных упрочняющих фаз, высокая температура рекристаллизации, рациональное легирование (бор, церий, ниобий, цирконий, 0,001-0,01%).

По Т эксплуатации 5 групп:

1) t=350-400 ^оС обычные, конструкционные стали, углеродистые и малолегированные;

2) t = 450-500 ^оС - стали перлитного класса 12ХМФ, 15ХМ, слабо нагружены, рабочее время 100 тыс. часов;

3) t = 500-600 ^оС – мартенситного класса, 15Х11МФ – для лопаток паровых турбин, сильхромы 40Х9С2 – клапаны моторов, 20Х12ВНМФ;

4) t = 500-750 ^оС – стали аустенитного класса, нестареющие – 09Х14Н16В – трубы парогрев. высокого давления, стареющие 40Х15Н7Г7Ф2МС – лопатки газовых турбин;

5) t = 800-1200 ^оС жаропрочные сплавы на никелевой основе ХН77ТЮР, ХН55ВМТФКЮ

Жаропрочные низколегированные 12Х5 до 700 ^оС, 12Х17 до 900 ^оС, 15Х28 - 1000 ^оС.

Увеличение количества углерода (С) в сплаве делает его более твердым.

Маркировка сталей:

Обыкновенного качества, (Ст0, Ст3) маркируются буквами Ст и цифрами 0-6, степень раскисления: КП-кипящая ПС-полустойка СП-спокойная Г-повышенное количесто марганца.

конструкционные (С<0.7%)-содержание углерода двузначным числом, в сотых долях %

инструментальные (С>0.7%)-содержание углерода однозначным числом, в десятых долях %

У- в начале маркировки-углеродистая сталь.

Легированные: Х-хром(Cr). Н-никель(Ni). М-молибден(Mo). С-кремний(Si). Г-марганец(Mn).

В-вольфрам(W). Ф-ванадий(V). Б-ниобий(Nb). Т-титан(Ti). Ц-цирконий(Zr). Р-бор(B). А-азот(N).

Ю-алюминий(Al). К-кобальт(Co). Д-медь(Cu). Микродобавки:V,Nb,Ti,Zr,B,N.

А -в начале маркировки-автоматная сталь, Ас-автоматная свинцовая

А -в середине марки-ки-легирующий элемент (N)

А -в конце маркировки-высококачественная сталь

Р -в начале-быстрорежущая Р -в середине-лег-й эл-т (В)

Ш -в начале-шарикоподшипниковая Ш -в конце-особовысококачественная

Маркировка по евростандарту: по химическому составу:

С -в начале, углеродистые нелегированные, содержание С-в 100 долях %

Без буквы в начале, низколегированные с содержанием лег-х элементов до 5%, содержание углерода в

100 долях %, коэффициенты:(Cr,Ni,Mn,Si,W,Co-4 Al,Cu,Mo,V,Nb,Ti,Zr,Ta,Be,Pb-10 Cl,N,P,S-100 B-1000)

Углеродистые стали кроме автоматных, доп.символы в конце: (E-макс. содержание серы множенное на 100 R-интервал содержания серы *100 C-повышенная пластичность в холодном состоянии O-для тянутой проволоки W-для сварочной проволоки S-пружинная T-инструментальные)

Х -в начале, высоколегированные, с содержанием лег-х элементов более 5%

HS -в начале, быстрорежущие стали, далее через ’-’ цифры, содержание элементов(W-Mo-V-Co).

Маркировка сталей по евростандарту: по механическим свойствам:

E-для машиностроения и 3-цифры(мин предел текучести Н/мм^2)

R-рельсовые и 4-цифры(мин предел прочности

G-стальное литье

S-конструкционные общего назначения (M-термомеханически упрочненная N-нормализованная Q-термообработанная)

P-для котлов, сосудов высокого давления (M,N,Q, B-для баллонов со сжатым газом, S-для обычных сосудов под давлением)

L-для трубопроводов (M,N,Q)

B-арматурные стали (N-нормальной выт. H-высокой выт.)

У-для предварительно напряженных конструкций (C-холоднотянутые H-горячекатанные Q-термообработанные S-тонкий тросс)

40x13- констр кач хромист ст со сред углер 0,4% и хрома 13%

40хфа – констр выслклкач ст с 0,4% углер и хрома 1% допол легир небольш колич ванадия

12х2н4а-ш – констр особовысококач ст с 0,12%углер хрома 2%никеля 4%

9хс – легир инструм кач ст с 0,9% углер хрома и кремния 1% кажд

Хвг – легир инструм кач ст с содерд углер не менее 1% хрома ванад и марганца 1 % кажд

Р6м5 – быстрореж ст с содерж вольфрама 6% и молибд 5%

Шх15сг – шарикоподшипниковая ст с хромом 1,5% кремн и марг 1% кажд

ЕВРОПЕЙСКАЯ

Е295 – ст для машиностроения сигма 0,2 больше равна 295 Н/мм в 2

S355jo – конструкц ст сигма 0,2 больше равна 355 Н/мм в 2

L360Q – ст длятрубопров, термообработан сигма 0,2 больше равна 360 Н/мм в 2

R0880 – рельсовая ст сигма В больше равна 880 Н/мм в 2

С35 – углерод ст с углер 0,35%

С35у4 – углер ст с углер 0,35% и серы не более 0,04%

С100т – инструм углер ст с углер 1%

20mn5 – низколег ст с углер 0,2% и марган 1,25%

9s20 – автомат ст с углер 0,09% серы 0,2%

24СrMoV5-4 – низколег ст с углер 0,24% хрома 1,25%(5на4) молибд 0,4%(4на10)

33CrALNi7 – низколег ст с 0,33%углер и хром 1,75%(7на4), легир алюм и никел, алюм<хрома, никел<алюм.

Х10CrNiTi18-10 – высоколег хромоник ст с добавл титана, углер 0,1%, хрома 18 никеля 10%

X5CrNiMoSi18-10 – высоколег хромоник ст с добавл молибд и кремн углер 0,05% хома 18% никеля 10%