ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стали машиностроительные (конструкционные) общего назначеСтали и сплавы машиностроительные специализированного назначения из "Материаловедение " Это углеродистые, а также некоторые низколегированные стали, имеющие невысокое содержание углерода. [c.389] Углеродистые стали — преимущественно рассмотренные выще стали обыкновенного качества. Наиболее характерные из них — мартеновские, поставляемые по механическим свойствам. Область их применения приведена в табл. 20. Легированные стали — их марки и назначение в строительстве указаны в табл. 21. Эти стали, производимые в настоящее время в возрастающем количестве (по массе), содержат более дешевые легирующие элементы. Целью легирования является повышение закаливаемости и вследствие этого более высоких механических свойств (главным образом, предела текучести) в процессе охлаждения при прокатке. Для того чтобы упрочнение не сопровождалось излишним снижением вязкости, пластичности и свариваемости, содержание углерода и легирующих элементов в строительных сталях ограничивается пределами, указанными в табл. 21. [c.391] Они широко применяются для изготовления разнообразных деталей (валы, оси, червячные колеса и т. п.) практически во всех областях машиностроения автомобильной, тракторной, станкостроения и др. Поскольку напряженное состояние, возникающее в деталях разнообразных по форме, размерам и условиям эксплуатации, может сильно отличаться, необходимы многоч15сленные марки машиностроительных сталей, отличающихся в содержании углерода и легирующих элементов. [c.391] Наиболее важной характеристикой, по которой выбираются эти стали, являются механические свойства и распределение их по сечению. [c.396] Содержание углерода определяет механические свойства сталей этого класса и способность их принимать закалку. В разных марках машиностроительных сталей оно изменяется от 0,05 до 0,65%. [c.396] Легирующие элементы определяют преимущественно прокаливаемость и закаливаемость и в меньшей степени механические свойства (кроме никеля и молибдена, улучшающих вязкость). [c.396] Для лучшей характеристики свойств и назначения машиностроительные стали целесообразно распределить на а) используемые без термической обработки деталей, б) упрочняемые в поверхностном слое, в) упрочняемые по всему сечению. [c.396] Это главным образом стали, поставляемые в листах для последующей штамповки, вытяжки, выдавливания, в трубах и т. п. [c.396] По химическому составу стали — углеродистые с пониженным содержанием кремния (кипящие и полуспокойные) и низколегированные. Содержание углерода в них пониженное (табл. 22). [c.396] Эти стали поступают после прокатки (нормализованными) прочностные свойства выше у легированных сталей, сильнее упрочняющихся в результате охлаждения с температур прокатки. [c.396] Эти стали пригодны для деталей, работающих в условиях повышенного износа и при динамических нагрузках, но при отсутствии очень значительных напряжений. Это связано с тем, что при высокой твердости поверхностного слоя, создаваемой термической или химикотермической обработкой, стали сохраняют вязкую сердцевину. [c.396] Цементуемые-, они имеют низкое содержание углерода (до 0,3%). После цементации они закаливаются с достижением высокой твердости только в насыщенном поверхностном слое — чаще толщиной до I—1,5 мм и сохраняют при этом вязкую сердцевину со сравнительно невысокой твердостью. Поскольку содержание углерода в поверхностном слое в этом случае повышенное (—0,8%), то твер-д сть HR 60—62) и износостойкость высокие. Однако сопротивление нагруженности пониженное из-за малой толщины поверхностного слоя и особенно из-за сравнительно резкого перепада твердости к более мягкой и менее прочной сердцевине. Более резкий переход в твердости у углеродистых сталей, используемых поэтому для работы с меньшими давлениями, и менее резкий — у легированных, имеющих более высокие прочность и твердость в сердце-виле после закалки. [c.396] Легированные цементуемые стали применяют для деталей более крупных размеров и сложной формы, поскольку они лучше прокаливаются и получают более прочную сердцевину. Кроме того, они принимают закалку с охлаждением в менее резких охладителях, что уменьшает деформацию и опасность возникновения трещин. [c.397] Закаливаемые с индукционного нагрева они содержат больше углерода 0,5—0,65% и поэтому при такой обработке закаливаются в поверхностном слое, сохраняя в сердцевине более высокую твердость, чем цементуемые стали. Износостойкость этих сталей несколько ниже цементованных, имеющих больше углерода в поверхностном слое вязкость их тоже ниже из-за большей концентрации углерода в сердцевине. Но из-за создавшегося при этом меньшего перепада твердости по сечению сопротивление напряженности и усталостным нагрузкам у сталей, закаленных с индукционного нагрева, больше, чем у цементуемых. [c.397] Пониженной прокаливаемости-, это — сравнительно новые стали, применение которых в промышленности расширяется. Они содержат 0,5—0,6% С и принимают закалку. Однако в отличие от рассматриваемых ниже углеродистых улучшаемых сталей с таким же содержанием углерода стали пониженной прокаливаемости имеют значительно меньшее содержание марганца и кремния (см. табл. 22) и других сопутствующих элементов (хром, никель, медь). Детали из этих сталей подвергают обычной объемной закалке, но вследствие этих особенностей состава они получают высокую твердость лишь в поверхностном слое. Она не отличается от получаемой у обычных сталей с таким же содержанием углерода и закаливаемых с индукционного нагрева. Существенно при этом, что поверхностный слой после закалки точно следует контуру изделия, что создает полезные сжимающие напряжения. [c.397] Преимущество сталей пониженной прокаливаемости состоит также и в том, что нижележащие слои, располагающиеся непосредственно под наружным закаленным слоем, принимают частичную закалку и структура их также улучшается. Тогда твердость при переходе к несколько менее твердой сердцевине снижается сравнительно плавно, что позволяет использовать стали пониженной прокаливаемости для эксплуатации при более высоких давлениях. [c.397] У азотируемых сталей без алюминия твердость слоя меньше HR 50), но в результате азотирования возрастают усталостная прочность и сопротивление износу. [c.398] К этой группе относятся стали, принимающие закалку и содержащие для этого более 0,35% С (углеродистые и малолегированные стали) и более 0,2—0,3% С (средне- и высоколегированные стали). Поскольку способность упрочняться на ту или иную глубину определяется влиянием легирующих элементов, то она не одинакова в разных сталях этой группы. [c.398] Поэтому улучшаемые стали при одинаковом содержании углерода, но разном содержании легирующих элементов имеют близкие прочностные свойства в деталях небольшого сечения, но заметно различаются в деталях крупного сечения. У углеродистых и менее легированных сталей эти свойства ниже. Поэтому выбор марки стали зависит от уровня требуемых свойств и от толщины изделия. [c.398] Улучшаемые машиностроительные стали целесообразно в связи с этим распределить по прокаливаемости на группы (см. табл. 22). [c.398] Вернуться к основной статье