ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Классификация, маркировка и особенности термической обработки легированной стали из "Технология металлов и других конструкционных материалов Изд8 " Прочность, вязкость, жаро- и хладостойкость, а также коррозионная стойкость углеродистых сталей являются недостаточными для многих высоконагруженных деталей машин и строительных конструкций инструменты из углеродистой инструментальной стали тверд 1, но не выдерживают повышенной скорости резания, так как размягчаются при нагреве уже до температуры 250 °С, кроме того, они хрупки. Прокаливаемость углеродистой стали также невелика в связи с большой критической скоростью закалки, в результате этого на мартенсит закаливается только поверхностный слой заготовки, а внутренние слои закаливаются лишь на троостит или сорбит, а у заготовок больших размеров остаются вовсе не закаленными. Таким образом, углеродистая сталь часто не отвечает повышенным требованиям машиностроения, инструментального производства и строительства. [c.107] Вводимые в сталь легирующие элементы улучшают ее механические, физические и химические свойства. Для легирования стали применяют хром, никель, марганец, кремний, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, титан, алюминий, медь и другие элементы. Марганец считается легирующим компонентом при массовом содержании более 1 %, а кремний — более 0,8 %. Большинство легированных сталей приобретает высокие физико-механические свойства лишь после термической обработки. [c.107] Число введенных легирующих элементов. Если введен один легирующий элемент, то сталь называют по этому элементу, такую сталь называют также тройной, так как она содержит железо, углерод и легирующий элемент (постоянные примеси не считаются). Из тройных легированных сталей применение находят хромовая, марганцевая и кремнистая стали. [c.108] Взаимодействие легирующих элементов с железом и углеродом. С железом легирующие элементы образуют как у так и а-твердые растворы, т. е. они могут входить в состав аустенита и феррита, упрочняя их. При этом легирующие элементы оказывают различное влияние на устойчивость аустенита одни (например, никель) расширяют этот интервал и при достаточном массовом содержании определяют аустенит устойчивым даже при комнатной температуре (такие стали называют аустенитными). Другие (например, хром) уменьшают устойчивость аустенита и могут совсем устранить аустенитное превращение при достаточном содержании таких элементов (например, более 13 % Сг) аустенита не существует и сталь вплоть до плавления остается ферритной. Отметим, что аустенитные и ферритные стали закалки не принимают, так как они не имеют фазовых превращений в твердом состоянии. [c.108] Структура в отожженном состоянии. По этому признаку различают доэвтектоидную, эвтектоидную, заэвтектоидную и ледебу-ритную легированные стали. [c.109] На рис. 73 приведена структурная диаграмма для отожженных хромовых сталей, показывающая изменение положения точек легированного перлита (линия I) и предельного массового содержания углерода в легированном аустените (линия II) на диаграммах состояния систем сплавов в зависимости от количества хрома. Из диаграммы видно, что по мере увеличения массового содержания хрома точки, аналогичные точкам 5 и на диаграмме состояния системы сплавов Ге—ГезС, будут смещаться влево на соответствующих диаграммах состояния систем сплавов с хромом, т. е. массовое содержание углерода в легированном перлите и легированном аустените уменьшается по мере увеличения количества хрома в сплавах. Это относится также и к сталям, легированным другими карбидообразующими элементами. [c.109] Доэвтектоидная сталь состоит из легированного перлита и избыточного легированного феррита, заэвтектоидная — из легированного перлита и легированных карбидов, а ледебуритная — из легированных ледебурита, перлита и карбидов. На диаграмме указана также область ферритных сталей, получающихся при большом массовом содержании хрома и небольшом углерода. [c.109] Образование структуры аустенита объясняется тем, что при повышенном массовом содержании в стали элементов, растворяющихся в аустените (в частности, никеля), мартенситное превращение в сравнении с этим превращением для углеродистой стали (см. рис. 64) происходит при более низких температурах и при большом содержании этих элементов такое превращение осуществляется при температурах ниже О °С. Соответственно при охлаждении на воздухе до комнатной температуры в стали сохранится структура аустенита без мартенсита. [c.110] При меньшем массовом содержании никеля и углерода мар-тенситная точка на соответствующей диаграмме будет лежать выше, так как мартенситное превращение в таких случаях происходит при более высокой температуре и охлажденная на воздухе сталь имеет структуру мартенсита. [c.110] При небольшом содержании никеля и углерода скорость охлаждения на воздухе оказывается меньше критической скорости закалки и сталь, охлажденная на воздухе до комнатной температуры, имеет структуру троостита, сорбита или перлита. Заштрихованные участки на диаграмме соответствуют составам сталей, занимающим положение промежуточных классов перлитно-мар-тенситного и мартенситно-аустенитного. [c.110] Аналогичные диаграммы могут быть построены также для сталей, легированных другими элементами, при этом кроме трех названных классов могут образоваться еще два класса карбидный и ферритный. [c.110] Таким образом, легированная сталь в зависимости от структуры и состояния, полученных при охлаждении на воздухе, делится на пять классов (не включая промежуточных) перлитный, мартенситный, аустенитный, карбидный и ферритный. [c.110] Классификация по качеству. Легированная сталь подразделяется на качественную (массовое содержание серы и фосфора не более 0,035 % каждого), высококачественную (не более 0,025 % каждого) и особовысококачественную (не более 0,015 % 8 и 0,025 % Р), получаемую при рафинирующих переплавах (см. п. 1.3.18). [c.110] Классификация по назначению и применению. Стали подразделяют на конструкционные (общего и специального назначения и с особыми свойствами) и инструментальные. [c.110] К конструкционным сталям специального назначения и сталям с особыми свойствами относятся шарикоподшипниковые, рессорно-пружинные, высокопрочные, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные, сварочные и наплавочные стали, стали с особыми магнитными, электрическими и тепловыми свойствами, котельные, корпусные стали для судостроения и пр. [c.111] Инструментальные стали применяют для изготовления режущих, измерительных и ударно-штамповочных инструментов. [c.111] Маркировка легированной стали. В соответствии с ГОСТом для обозначения легирующих элементов приняты следующие буквы X — хром, Н — никель, Г — марганец, С — кремний, В — вольфрам, М — молибден, Ф — ванадий, К — кобальт, Т — титан, Ю — алюминий, Д — медь, П — фосфор, Р — бор, Б — ниобий, А — азот (ставить в конце маркировки запрещается), Е — селен, Ц — цирконий. Для обозначения легированной стали той или иной марки применяют определенное сочетание цифр и букв. [c.111] Для инструментальной легированной стали порядок маркировки по легирующим компонентам тот же, что и для конструкционных сталей, но содержание углерода указывается первой цифрой в десятых долях процента. Если цифра отсутствует, то сталь содержит около 1 % углерода. [c.111] Некоторые стали специального назначения имеют особую маркировку из букв, которые ставятся впереди цифр А — автоматная, Ш — шарикоподшипниковая, Р — быстрорежущая, Е — магнитотвердая, Э — электротехническая, Св — сварочная, Нп — наплавочная и др. [c.111] Вернуться к основной статье