ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Углеродистые стали из "Машиностроение энциклопедия ТомII-2 Стали чугуны РазделII Материалы в машиностроении " К конструкционным сталям универсального назначения относятся стали с С = = 0,08... 0,70 %, предназначенные для изготовления различных деталей машин и изделий. [c.47] Номенклатура конструкционных сталей велика, что объясняется многообразием условий работы деталей, разнообразием технологической среды и условий производства, где изготавливаются детали. Оптимальный выбор стали основан на знании основных закономерностей формирования структуры и свойств в зависимости от легирования, термической обработки с учетом влияния технологического процесса получения заготовки и детали на структуру и свойства. [c.47] Конструкционные стали универсального применения разделяются на углеродистые (С = = 0,08...0,60 %) и легированные (С = 0,10... 0,70 %). Легированные стали по уровню прочности, достигаемому термической обработкой, разделяют на две группы нормальной и повышенной прочности - с 1500 МПа, высокопрочные - с Og 1500 МПа. Стали первой группы делят на низкоуглеродистые (цементуемые) с С = 0,1. ..0,3 %, среднеуглеродистые (улучшаемые) с С = 0,35...0,5 % и высокоуглеродистые (рессорно-пружинные) (С = 0,5...0,7 %). Особую группу сталей высокой обрабатьшаемости резанием (автоматных сталей) образуют углеродистые и легированные стали со специальными добавками серы, свинца и кальция. [c.47] Свойства углеродистых сталей определяются содержанием углерода и применяемой обработкой. На рис. 1.2.1 показано изменение твердости углеродистых сталей после закалки. [c.47] Прокаливаемость из-за малой устойчивости переохлаждения аустенита мала, что является основным недостатком углеродистых сталей. Критический диаметр цилиндрического образца при закалке в воду (мартенситная структура) для различных углеродистых сталей составляет 10-20 мм и увеличивается в указанных пределах при повьш1ении содержания углерода от 0,3 до 0,8 %. В сечении диаметром около 40 мм даже при закалке в воду в центре происходит ферритно-перлитное превращение. [c.48] Оптимальное сочетание показателей прочности, пластичности и ударной вязкости обеспечивается отпуском закаленной стали. На рис. 1.2.5 показано изменение механических свойств закаленной углеродистой стали с С = = 0,4 % в зависимости от температуры отпуска. [c.48] Легирование сталей повышает их прочность благодаря увеличению прочности феррита при растворении в нем легирующих элементов и карбидному упрочнению. Карбидное упрочнение основано на образовании ферритно-карбидных смесей различной дисперсности при отпуске легированного мартенсита. В легированных сталях образуются карбиды разных типов наряду с цементитом, что расширяет возможности карбидного упрочнения. [c.48] В результате увеличения прокаливаемости легированных сталей по сравнению с прокаливаемостью углеродистых, во-первых, становится возможным термическое упрочнение крупных деталей с максимальной толщиной до 100-120 мм. Во-вторых, благодаря малым критическим скоростям охлаждения аустенита при закалке используются более мягкие охлаждающие среды, чем вода, что уменьшает деформации закаленных деталей и повьш1ает качество закалки. [c.49] В мащиностроении основная доля легированных сталей - низколегированные стали универсального назначения. По стоимости и комплексу свойств в термически обработанном состоянии эти стали в наибольшей степени соответствуют требованиям обеспечения прочности и эксплуатационной надежности деталей машин. [c.49] Углеродистые (нелегированные) стали являются наиболее дешевыми сталями и составляют около 80 % объема продукции черной металлургии. Эти стали выплавляются различными способами в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах, что определяет содержание примесей и качество. [c.49] В томе в химических составах сталей, сплавов и чугунов приведены массовые доли основных элементов и примесей, остальное - железо. [c.50] У горячекатаных сталей скорость охлаждения уменьшается при увеличении диаметра (толщины) проката от 10 до 100 мм. Уменьшение скорости охлаждения приводит к образованию более грубых ферритно-перлитных структур и уменьшению o.j. и б (табл. 1.2.2). [c.50] В зависимости от условий эксплуатащ1и изделий и сооружений показатели свойств сталей определяют в разном объеме. Прокат из углеродистых сталей обыкновенного качества разделяют на пять категорий. Обязательным для всех категорий являются испытания на растяжение (определяют а , о. и б) и на изгиб. Химический состав определяют для 2-й, 3-й, 4-й и 5-й категорий. Ударную вязкость КС 5 определяют при +20 °С (3-я категория), -20 °С (4-я категория) и при -20 °С, и после механического старения (5-я категория). [c.50] Механические свойства горячекатаного и кованого проката приведены в табл. 1.2.4. По желанию потребителя прокат изготовляют в термически обработанном состоянии (после закалки и отпуска) или в нагартованном состоянии. Механические свойства проката после обработки приведены в табл. 1.2.5. Для углеродистых качественных сталей при согласии потребителя нормируются механические свойства проката в зависимости от его толщины. [c.51] Многие недостатки углеродистых сгалей можно устранить легированием элементами замещения. Кроме того, легирование может значительно повысить показатели прочности и пластичности и дает возможность управлять структурным состоянием и свойствами сталей. [c.51] Примечания 1. При толщине проката свыше 80 мм допускается снижение б на 2 % и ф - на 5 %. [c.53] Вернуться к основной статье