Строение и свойства углеродистых сталей

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ [c.84]

Положительные свойства углеродистой стали — достаточно высокие механические и технологические свойства, а также относительная дешевизна по сравнению с легированной сталью (дешевле низколегированной в 2—3 раза и высоколегированной в 20—25 раз) — определяют их широкое применение в котло-строении для котлов среднего и повышенного давления применяется, как правило, только углеродистая сталь. В котлах высокого давления (р= 100 ати, tne=b ) вес элементов, выполняемых из углеродистой стали, достигает 60—80%. [c.17]

Структуры сорбита, троостита и мартенсита, получаемые в стали при охлаждении с большими скоростями, неустойчивы. При повторном нагреве они разлагаются. Если, например, нагреть кусок углеродистой инструментальной стали марки У7, закаленной на мартенсит до температуры 200°, то остаточный аустенит, который сохранился в стали, при охлаждении в воде превращается в мартенсит. Поэтому твердость стали повышается, причем мартенсит при температуре 200° будет иметь несколько иное строение и свойства. [c.129]

Превращения при охлаждении стали из аустенитного состояния. Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита углеродистой эвтектоидной стали. Перлитное превращение. Свойства перлита, сорбита и троостита. Мартенситное превращение, его основные особенности. Строение и свойства мартенсита. Промежуточное превращение. Влияние углерода и легирующих элементов на распад переохлажденного аустенита. Превращения переохлажденного аустенита при непрерывном охлаждении. Критические скорости охлаждения и факторы, влияющие на них. [c.7]

В процессе длительной эксплуатации при высоких температурах и давлениях происходят изменения структуры и механических свойств котельных сталей. Нестабильность структуры может иметь различные формы, которые отражаются на изменении исходных свойств металла. За время эксплуатации до 300 тыс. ч при температурах до 400 °С в углеродистых сталях марок 10—20 не происходит существенных изменений микроструктуры и свойств, а при температурах выше 400 °С происходят заметные структурные превращения, выражающиеся в изменении строения перлитной составляющей и упрочняющих карбидных фаз. [c.213]

Коррозионное растрескивание зависит от конструкции аппаратуры, характера агрессивной среды, строения и структуры металла или сплава, температуры и т. д. Например, коррозионное растрескивание углеродистых сталей очень часто происходит в щелочных средах при высоких те.мпературах нержавеющих сталей — в растворах хлоридов, медного купороса, ортофосфорной кислоты алюминиевых и магниевых сплавов — под действием морской воды титана п его сплавов — под действием концентрированной азотной кислоты и растворов 1 ода в метаноле. Следует отметить, что в зависимости от природы металла или сплава и свойств агрессивной среды существует критическое напряжение, выше которого коррозионное растрескивание наблюдается часто. [c.12]

Вся зона основного металла, в которой в результате нагрева и охлаждения происходит изменение структуры и свойств, называется зоной термического влияния. Ширина ее ограничивается участком с температурой около 100° С. В зависимости от способа сварки она может быть очень малой (до 1 мм или до 40—50 мм). Строение зоны термического влияния для углеродистой стали показано на рис. 311. [c.489]

В справочнике приведены данные о назначении, свойствах, строении и рекомендуемых режимах термической обработки углеродистых, легированных и быстрорежущих инструментальных сталей, а также конструкционных сталей, применяемых для хвостовиков сварного и корпусов сборного и составного инструмента. [c.2]

Сталь листовая углеродистая и низколегированная для котло-строения и сосудов, работающих под давлением. Стандарт содержит технические требования с указанием марок стали, химического состава и механических свойств, методы испытаний, правила маркировки, упаковки и документации. [c.485]

Рассмотрим строение околошовной зоны на примере наплавки стали на углеродистую сталь (рис. 11). Наплавленный металл имеет характерное дендритное (столбчатое) строение. Непосредственно к нему примыкает первый участок, образующий с наплавляемым металлом зону сплавления, в которую входит полоска основного металла, находящегося в твердо-жидком состоянии. На этом участке происходит сплавление наплавляемого металла с основным. Здесь же возникают диффузионные процессы, т. е. перемещение элементов из основного металла в наплавляемый и наоборот, что приводит к развитию химической неоднородности. Так как этот участок но своему химическому составу отличается от основного металла, его часто называют переходной зоной. Свойства переходной зоны играют большую роль в работе наплавленной детали — здесь возможно образование трещин, хрупких и усталостных разрушений. [c.26]

Дефектом является также внутризеренная ликвация. Разница между температурой ликвидуса и солидуса у легированных сталей больше, чем у углеродистых. Этим обусловлено большое различие в химическом составе в пределах дендрита. Диффузия же, способствующая выравниванию химического состава, в легированных сталях затруднена ввиду присутствия легирующих примесей. На рис. 92, б показана макроструктура литой легированной стали, в которой ярко выражена дендритная ликвация. При прокатке дендриты вытягиваются и дробятся. После прокатки сталь приобретает характерную полосчатость строения (рис. 92, в), в результате которой механические свойства вдоль направления прокатки оказываются выше, чем поперек. Полосчатость можно иногда наблюдать в трубах из легированных перлитных сталей, идущих на изготовление пароперегревателей и паропроводов. Она сильно ухудшает прочность труб при высоких температурах в условиях эксплуатации. Обрабатываемость стали резанием при полосчатой структуре также ухудшается. [c.170]

В легированных сталях в значительно большей степени, чем в углеродистых, развивается дендритная ликвация — разница в составе осей дендритов и промежутков между ося.мп. Это вызывает необходимость гомогенизации литого металла. Без отжига-гомогенизации легированные стали обладают пониженными свойствами, а в деформированном металле обнаруживается резко выраженное полосчатое строение. Ввиду высоких требований по содержанию серы, фосфора, водорода, неметаллических включений основная масса легированных сталей выплавляется в дуговых электрических печах. Для сталей наиболее ответственного назначения применяется электрошлаковый или вакуумно-дуговой переплав. Малотоннажные марки легированных сталей готовят в индукционных плавильных печах. [c.180]

Бродяк Д. Д. Строение и свойства диффузионных слоев, полученных из шликера, содержащего алюминий и ниобий, на углеродистой стали. — В кн. Защитные покрытия на металлах. Киев, 1985, вып. 19, с. 82—84. [c.194]

По химическому составу металлы, применяемые в электропече-строении, делятся на простые углеродистые и легированные стали и сплавы. Углеродистые стали имеют высокие технологические свойства высокую пластичность и хорошую свариваемость при содержании углерода не более 0,25 %. К легированным относятся хромистые, хромомарганцевые стали и хромоникелевые стали и сплавы. Эти материалы применяются при температурах от 450 до 1200 °С. [c.68]

Ф. Л. Локшин с сотрудниками [10] изучал влияние электрического поля на структуру и свойства углеродистых и легированных инструментальных сталей (марок У8, У12, ШХ15 и др.), закаленных в воде или масле. Использованная ими специальная установка позволила получать мощные ударные волны и ультразвуковые колебания частотой 100—600 кгц. Механические параметры ударных волн (давление, удельный импульс, удельная энергия), возникающих при электрических разрядах в закалочной жидкости, определяются величиной разрядного напряжения и емкостью конденсатора. В исследованиях Ф. Л. Локшина напряжение изменялось от 30 до 80 кв, а емкость конденсатора составляла 0,24 мкф. Исследования показали, что при охлаждении стали с наложением электрического поля мартенситное превращение облегчается, а степень распада аустенита увеличивается. Мартенсит получает более тонкое строение. [c.218]

Похмурский В. И. и др. Строение диффузионных слоев и механические свойства хромосилицированной углеродистой стали. — В кн. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Минск, 1974, с. 133— 135. [c.70]

Фосфатирование широко применяется как метод подготовки поверхности под окраску углеродистых сталей и цинка. Оно заключается в обработке хорошо очищенных поверхностей растворами первичных фосфорнокислых солей цинка, марганца и железа в присутствии свободной фосфорной кислоты. Получаемая на поверхности металла фосфатная пленка толщиной около 3 мк имеет кристаллическое пористое строение. Лакокрасочное покрытие имеет отличное сцепление с фосфати-рованной поверхностью и обладает повышенными антикоррозийными свойствами. [c.264]

Основными материалами парогенераторо-строения служат углеродистая, а также легированная сталь, в состав которой включены хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий и др. Большинство легирующих элементов относится к дорогим материалам, однако введение их в состав стали сообщает ей ряд ценных свойств, недостижимых для углеродистой стали. [c.169]

Хромистые стали. Хром — сравнительно дешевый элемент и широко используется для легирования стали. В конструкционных сталях он частично растворен в феррите, частично в цементите или образует специальные карбиды (см. рис. 96). Хромистые стали 15Х, 20Х предназначаются для изготовления небольших изделий простой формы, цементуемых на глубину 1,0—1,5 мм. В хромистых сталях з большей степени развивается промежуточное превращение (рис. 161, а) при закалке с охлаждением в масле, выполняемой после цементации, сердцевина изделия имеет бей-нитное строение. Вследствие этого хромистые стали по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при несколько меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементованном слое. Хромистая сталь чувствительна к перегреву (но меньше, чем углеродистая) и при цементации может иметь повышенное содержание углерода в поверхностном слое. Прокаливаемость хромистых сталей невелика. [c.269]

Порошковые конструкционные детали из легированных материалов на железной основе - порошковые стали - являются основным видом продукции порошковой металлургии. Свойства порошковых сталей, как и сталей, получаемых традиционным металлургическим переделом, определяются составом, технологией получения и структурой. Причем для порошковых сталей структурными факторами являются не только фазовый состав, размер зерна и параметры субструктуры, но и пористость, а также строение межчастич-ных контактов. Порошковые стали могут быть углеродистые (в зависимости от содержания углерода - низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые) или легированные (низколегированные, легированные или сложнолегированные). [c.109]

Углеродистые стали в зависимости от состава и состояния могут иметь различную структуру и свойства, которые в той или иной степени отражают их способность сопротивляться гидроэрозии. Однако при разрушении металла в микрообъемах наблюдается большая неоднородность, и усредненные механические характеристики оказываются непригодными для оценки эрозионной стойкости. Поэтому для правильного выбора конструкционного материала необходимо проводить испытания на гидроэрозионную стойкость. На практике иногда при одних условиях испытания металлов с одинаковыми химическим составом и структурой, равными усредненными механическими характеристиками показатели эрозионной стойкости образцов оказываются различными. Это объясняется неоднородным строением микрообъемов металла и наличием на отдельных участках большого количества микроскопических дефектов, которые недостаточно выявляются обычными механическими испытаниями, а при мнкроударном нагружении оказывают отрицательное влияние на сопротивляемость металла разрушению. [c.123]

Окислы РегОз (гематит) и Рвз04 (магнетит) имеют кристаллические решетки сложного строения гематит — ромбоэдрическую, магнетит — сложно-кубическую решет-ку процессы диффузии кислорода в них затруднены. Образующаяся при температурах выше 575 °С FeO (вюстит) имеет простую решетку гранецентрированного куба, которая содержит вакансии и электронный дефекты, облегчающие проникновение кислорода. Окисел такого строения не обеспечивает защитных свойств пленки и не может изолировать металл,от действия кислорода. Именно поэтому жаростойкость нелегированной углеродистой стали ограничена температурой 575—600 С, Введение легирующих элементов изменяет этот показатель (см. гл. 2). [c.25]

При нагревании железа, стали и чугуна в воздухе они окисляются с образованием окалины, имеющей сложное строение (рис. 11). Оксид железа (П1) образуется до температуры 100 °С а Рез04 — при 400— 575 °С. Эти оксиды имеют кристаллические рещетки сложного строения, и процессы диффузии кислорода в них затруднены, тогда как FeO образуется при температуре выше 575 °С и имеет простую решетку гранецентрированного куба, содержащую дефекты, в результате чего FeO не обладает свойствами защитной пленки. Поэтому применять углеродистые стали можно только до 575 °С. [c.32]

В хромистых сталях в большей степени развивается промежуточное превращение (рис. 166, а), и при закалке с охлаждением в масле, выполняемой после цементации, сердцевина изделия имеет бейнитное строение. Вследствие этого хромистые стали по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при несколько меньшей пластичности в сердцевине Tg = 70 80 кПмм а ,.2 = 50 -т- 65 кПмм , б = 12 11% [c.273]

Рассмотрим строение однопроходного сварного шва двух деталей из углеродистой стали (рис. 3.2, а). Проанализируем, как строение шва и околошовной зоны влияет на механические свойства сварного шва и его эксплуатационную надежность. [c.118]

При электрошлаковом процессе благодаря большой теплонасы-щенности свариваемого металла в зоне сварки ванна жидкого металла имеет значительный объем и медленно охлаждается во время кристаллизации. Это (особенно в случае сварки, углеродистых сталей) приводит к крупностолбчатому строению металла шва (рис. 133, а). В результате он приобретает низкие механические свойства. Поэтому при электрошлаковой сварке необходимо измельчение структуры металла шва, которого можно добиться термической обработкой соединения после сварки. [c.272]

Для изготовления деталей паровых котлов, аппаратуры и сосудов, работающих под давлением не более 8 ат и при темпматуре не более 120° С, можно рекомендовать стали обыкновенного качества — Ст. 2 и Ст. 3 по ГОСТ 5520-50. Для сосудов, работающих при давлении до 60 и температуре до 450° С, применяются стали углеродистые качественные 15К, 20К и 25К (по ГОСТ 5520-50). Листы из этих Сталей поставляются толщиной от 8 ао 60 мм. Кроме требований в отношении механических свойств, эта сталь должна обладать однородностью излома. В изломе не должно быть волосовин и расслоений длиной более 10 мм. Общая сумма длины всех волосовин и расслоений в одном изломе не должна превышать 20 мм. В этой стали не должно быть видимого невооруженным глазом различия в строении излома поверхностных слоев и середины листа. Химический состав котельных сталей приведен в табл. 32, а механические свойства приведены к табл 33, [c.114]

Обладая повышенной прокаливаемостью, более тонким строением, включениями прочных фаз в структуре и рядом других преимуигеств, определяемых влиянием легирующих элементов, легированная сталь приобретает после двойной термообработки — закалки и отпуска — более высокие механические свойства, чем углеродистая сталь. Диаграммы на фиг. 24—27 [c.119]

При отливке деталей, особенно из бронзы и стали, в металлические формы значительно улучшаются механические свойства. Детали, залитые в стационарные металлические формы, имеют равномерное, более мелкозернистое и плотное строение, что обеспечивает однородные и более высокие механические свойства литых изделий. Сопротивление удару, особенно при температурах ниже нуля, у деталей из среднемарганцовистой и углеродистой стали, отлитых в металлические формы, значительно выше, чем у таких же деталей, отлитых в сырые песчаные формы. Кристаллизация металла, залитого в металлическую форму, протекает значительно быстрее, чем кристаллизация металла, залитого в песчаную форму. Средняя линейная скорость затвердевания со стороны металлической формы в 3—5 раз больше, чем со стороны песчаной части формы. Детали с небольшой толщиной стенок, залитые в стационарные металлические формы, имеют мелкозернистое, безразлично ориентированное строение, что не достигается при отливке в песчаные формы. Величина действительного зерна оказывает наибольшее влияние на ударную вязкость. [c.57]

Рутиловые покрытия, имеющие условный индекс Т . Основной составляющей частью этого локрытия язляется титановая руда (рутил). Электроды этого типа с покрытиями МР-3, ОЗС-3, О ЗС-4, O3 -5, ОЗС-6, АНО-1, АНО-3, АНО-4 обеспечивают получение наплавленного металла с механическими свойствами, предусматриваемыми ГОСТом 9467—60 для электродов типа Э42 и Э46. Эти покрытия дают устойчивое горение дуги, позволяют использовать при сварке источники переменного тока, хорошо формируют шов, обеспечивая его мелкочешуйчатое строение, значительно увеличивают производительность и обладают в 2—3 раза меньшей токсичностью по сравнению с электродными покрытиями типа Р . Электроды с покрытиями типа Т следует широко применять при ремонтной сварке различных конструкций и сосудов из обычных углеродистых сталей. [c.33]

Хромистые стали с 4—6% Сг могут считаться только полужаростой-кими. Они не обладают нержавеющими свойствами и кислотостойкостью более высоколегированных хромистых сталей. Стали этого класса вследствие своей относительной доступности и повышенной, по сравнению с углеродистыми сталями, коррозионной устойчивости, высокой технологичности и повышенной прочности широко применяются в нефтяной промышленности для изготовления крекинг-установок, а также в котлотурбо-строении, для аппаратуры, работающей под давлением при повышенных температурах, для пароперегревателей и других деталей. Содержание углерода в них колеблется от 0,15 до 0,25%, отдельные марки содержат также небольшие присадки Мо, Мп, V, 51, Т1, Ш, А1. Стали, содержащие С,5% молибдена и, кроме того, небольшие присадки ванадия, обладают повышенной устойчивостью против водородной коррозии и поэтому находят применение в азотной промышленности для установок синтеза аммиака. Так как эвтектоидная точка для содержания хрома 4—6% лежит при 0,5—0,6% углерода, то эти стали относятся к доэвтектоидному классу, т. е. обладают ферритно-перлитной структурой после отпуска (860 ). Твердость их в этом состоянии — около 150—170 по Бринеллю. При нагреве выше критических температур и охлаждении на воздухе они частично закаливаются, приобретая твердость порядка 300 единиц по Бринеллю. Типичной маркой подобных сталей является сталь Х5М, содержащая <0,15% С,-<0,5 51, <0,6 Мп, 4—6 Сг, 0,5—0,6 Мо. Стали этого [c.481]

При определении механиче-ких свойств при комнатной и рабочей температурах должно быть испытано не менее двух образцов на растяжение и трех на ударную вязкость для каждой температуры. Микроструктуру исследуют не менее чем на двух микрошлифах в поперечном и продольном направлениях. После исследования шлифов проводят фотографирование наиболее типичных участков при 100-кратном увеличении — снимок для определения обш его характера структуры и снимок внутреннего края трубы для оценки степени обезуглероживания внутренней поверхности трубы при 500- и 1000-кратном увеличении — снимок для определения строения структурных составляющих. Балльность оценивают по неметаллическим включениям. Определяют степень сфероидизации перлита (для углеродистых, молибденовых и хромомолибденовых сталей), графитиза-ции (для углеродистых и молибденовых сталей) и сравнивают структуры со шкалой структур, рекомендуемых для данной марки стали [c.222]

Доброкачественность пружинной проволоки характеризуется высокими 1) временным сопротивлением разрыву, 2) пределом пропорциональности не менее 50% от временного сопротивления, 3) относительным удлинением, 4) твердостью, 5) числом перегибов и скручиваний при технологич. пробе. Исследование микроскопическое не всегда дает надежные результаты, так как холодная протяжка и сложные процессы термич. обработки вызывают измельчение зерна и искажение структуры проволоки—явления субмикроскопические даже при самых больших увеличениях они бывают неразличимы, т. к. их размеры м. б. меньше длины световой волны. Более ясную картину изменения текстуры проволоки дает рентге-нографич. исследование. Все же во многих случаях металломикроскоп позволяет обнаружить целый ряд дефектов и особенностей материала и его обработки. Лучшие по механич. свойствам П. из углеродистой стади имели характерную однородную сор-битную структуру, отвечающую патентированной холоднотянутой проволоке, а также закаленной после волочения в масле и отпущенной проволоке. После отжига строение становится перлитным с незначительным количеством феррита (в сталях близких по составу к эвтектбидным). Микроструктура хромованадиевой стали для кла- [c.234]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...