Аналоги зарубежных рессорно-пружинных сталей

Примечание: * - цифровое обозначение.

Штампаминазывают инструменты, изменяющие форму материала без снятия стружки. Стали, используемые для изготовления штампового инструмента, должны обладать высоким сопротивлением пластической деформации и износостойкостью, а в некоторых случаях (при разогреве) и повышенной теплостойкостью. При больших размерах штампов стали должны иметь высокую прокаливаемость и незначительно изменять свой объем при закалке.

Для изготовления штампов холодного деформирования наиболее часто применяют высокохромистые стали (Х12Ф1, Х12М, 4ХВ2С, 5ХВ2С). Их подвергают закалке с 1100…1170 °С и однократному или многократному отпуску. После термообработки эти стали имеют твердость HRC_э 42…54.

Для штамповки легких металлов используют обычно стали с вязкой сердцевиной (малопрокаливающиеся), такие как У10, 11ХВ, 7ХГНМ и др.

Для деформирования более прочных металлов применяют низколегированные инструментальные стали, а для пуансонов, работающих в условиях больших нагрузок – быстрорежущие стали.

Для вырубных и отрезных штампов нужны износостойкие стали с повышенным содержанием карбидов (Х12ВМ, Х12Ф4М и др.).

Стали для слесарно-монтажного инструмента отличаются износостойкостью, повышенной вязкостью и высоким сопротивлением смятию рабочих кромок. Для гаечных ключей используют сталь 40ХВА, для молотков – 50ХФА, отверток – 50 и 50ХФ, плоскогубцев – У7, У8 или 7ХФН.

Стали для штампов горячего деформирования должны обладать еще высокой разгаростойкостью, низким коэффициентом теплового расширения, окалиностойкостью, теплопроводностью и прокаливаемостью. Под разгаростойкостью понимают устойчивость к образованию поверхностных трещин, вызываемых объемными изменениями в поверхностном слое при резкой смене температур.

В соответствии с указанными требованиями для штампов горячей обработки давлением применяют легированные стали, содержащие 0,3…0,6 % С, которые после закалки подвергают отпуску при температуре 550…680 °С на структуру троостита.

Для небольших штампов (со стороной 200…300 мм) применяют стали 5ХНВ, 4ХСМФ; при средних размерах (300…400 мм) – стали 5ХНСВ, 5ХГМ; для более крупных штампов – 5ХНМ, 27Х2НМФ и 30Х2НМФ.

4.1.5. Коррозионностойкие стали

Коррозиейназывают разрушение металлов под воздействием окружающей среды. При этом металлы часто покрываются продуктами коррозии. В результате воздействия внешней среды механические свойства металлов резко ухудшаются, иногда даже при отсутствии видимого изменения внешнего вида поверхности.

Различают химическую коррозию, протекающую при воздействии на металл газов (газовая коррозия) и неэлектролитов (нефть и ее производные), и электрохимическую коррозию, вызываемую действием электролитов (кислот, щелочей и солей).

К электрохимической коррозии относится также атмосферная и почвенная коррозия.

Существует несколько видов электрохимической коррозии. Если металл однороден, то наблюдается равномерная коррозия, протекающая примерно с одинаковой скоростью по всей поверхности металла. В неоднородном металле, что является наиболее частым случаем, коррозия носит локальный характер и охватывает только некоторые участки поверхности. Эту местную коррозию подразделяют на точечную, коррозию пятнами и язвами.

Очаги коррозии являются концентраторами напряжений. Наиболее опасна так называемая межкристаллитная коррозия, распространяющаяся по границам зерен вследствие более низкого их электрохимического потенциала. Коррозия без заметных внешних признаков быстро развивается по границам зерен, вглубь, резко снижая при этом механические свойства. Кроме того, различают коррозию под напряжением, которая возникает при одновременном действии коррозионной среды и, обычно, напряжений растяжения. Этот вид коррозии приводит к коррозионному растрескиванию, т. е. образованию в металле тонкой сетки трещин при воздействии коррозионной среды и напряжений.

Сталь, устойчивую против газовой коррозии при высоких температурах (свыше 550 °С), называют жаростойкой.

Стали, устойчивые против электрохимической коррозии, называют нержавеющими. Повышение устойчивости стали против коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности защитные пленки, прочно связанные с основным металлом и предупреждающие контакт между сталью и наружной агрессивной средой, а также повышающих электрохимический потенциал в разных агрессивных средах.

Повышение жаростойкостидостигается введением в сталь главным образом хрома, а также алюминия или кремния, т. е. элементов, которые находятся в твердом растворе и образуют в процессе нагрева защитные пленки Cr окислов (Cr,Fe)₂O₃, (Al,Fe)₂O₃. Введение в сталь 5…8 % Cr повышает окалиностойкость до 700…750 °С; увеличение содержания Cr до 15…17 % делает сталь окалиностойкой до 950…1000 °С, а при введении 25 % Cr сталь остается окалиностойкой до1100 °С.

Легирование сталей с 25 % Cr алюминием в количестве 5 % повышает жаростойкость до 1300 °С. Жаростойкость зависит от состава стали и в меньшей степени от ее структуры.

Составы нержавеющих сталей, устойчивых против электрохимической коррозии, устанавливаются в зависимости от среды, для которой они предназначены.

Эти стали можно разделить на два основных класса:

1) хромистые стали, имеющие после нормализации ферритную, мартенситно-ферритную (феррита более 10 %) или мартенситную структуру;

2) хромоникелевые стали, имеющие после нормализации аустенитную, аустенитно-мартенситную или аустенитно-ферритную структуру (феррита более 10 %).

Хромистые стали с содержанием хрома ³ 13 % обладают устойчивостью против коррозии в атмосферных условиях, слабых растворах кислот и солей, других агрессивных средах.

Стали мартенситного класса (20Х13, 30Х13, 40Х13), содержащие 13 % Cr и 0,2…0,4 % С обладают повышенной твердостью и используются для изготовления деталей, работающих на износ, упругих элементов и режущего инструмента. Эти стали склонны к коррозионному растрескиванию.

Стали мартенситно-ферритного (12Х13) и ферритного (03Х13, 12Х17, 08Х17Т, 15Х25Т, 15Х28) класса более стойки против коррозионного растрескивания, но имеют склонность к межкристаллитной коррозии, обладают меньшей твердостью и большей пластичностью, удовлетворительно свариваются.

Для предотвращения межкристаллитной коррозии нержавеющие стали дополнительно легируют титаном. Эти стали используются главным образом для деталей, работающих в окислительных средах (азотной кислоте), в водных растворах аммиака, сероводороде и других агрессивных средах, на заводах пищевой и легкой промышленности.

Хромоникелевые нержавеющие стали обладают более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с хромистыми сталями в атмосферных условиях, в органических кислотах и в серной кислоте, но более дороги из-за наличия дефицитного никеля.

Стали аустенитного класса (12Х18Н9, 12Х18Н9Т) обладают высокой пластичностью и вязкостью, хорошо свариваются, подвергаются холодной обработке давлением, но имеют невысокую прочность.

Аустенитные хромоникелевые стали широко используются в конструкциях, изготавливаемых из листового материала штамповкой и сваркой (обшивки, оболочки, емкости, трубопроводы) в машино-, приборо-, и судостроении, химической и пищевой промышленности, архитектуре и быту.

Стали аустенитного класса являются самыми коррозионностойкими из всех нержавеющих сталей.

Для уменьшения стоимости аустенитных нержавеющих сталей никель заменяют марганцем.

Например, стали 10Х14Г14Н3, 10Х14Г14Н4Т применяют в слабоагрессивных средах для оборудования пищевой промышленности.

Стали аустенитно-ферритного класса (12Х21Н5Т, 08Х22Н6Т) используются как заменители аустенитных сталей, так как, обладая теми же механическими свойствами и достаточно высокой коррозионной стойкостью в окислительных средах, они более технологичны и содержат меньше дефицитного никеля.

Стали аустенитно-мартенситного класса (09Х15Н8, 09Х15Н8Ю) используют в тех случаях, когда наряду с высокой коррозионной стойкостью требуется повышенная прочность.

Соответствие некоторых отечественных марок легированных коррозионностойких сталей с зарубежными аналогами представлено в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Date: 2015-09-18; view: 517; Нарушение авторских прав