Прокаливаемость и свойства конструкционных сталей

ПРОКАЛИВАЕМОСТЬ И СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ [c.66]

Физико-механические свойства конструкционных сталей зависят от их состава и структуры. Изменяя состав и структуру сталей, можно в широких пределах регулировать их свойства. Важной характеристикой сталей является прокаливаемость, которая зависит в основном от химического состава. От глубины прокаливаемости зависят механические свойства деталей после термической обработки, закалки и отпуска. [c.106]

Конструкционная сталь должна иметь хорошие технологические свойства хорошо обрабатываться давлением (прокатка, ковка, штамповка и т, д.) и резанием, не образовывать шлифовочных тре-ш,ин, обладать высокой прокаливаемостью и малой склонностью к обезуглероживанию, деформациям и трещинообразованию при закалке и т. д. Строительные конструкционные стали должны хорошо свариваться всеми видами сварки. [c.249]

В зависимости от требований по прокаливаемости и необ ходимого уровня механических свойств в машиностроении используют большое количество различно легированных сталей Марки легированных конструкционных сталей определяются ГОСТ 4543—71, ряд сталей изготовляется также по техническим условиям Основными легируюш ими элементами в улучшаемых сталях являются хром, марганец, никель, молибден, бор, ванадий и др Содержание углерода в них обычно находится в пределах 0,25—0,50 [c.169]

Рациональный выбор конструкционных сталей подразумевает обязательный учет всего комплекса технологических свойств сталей и особенно их прокаливаемости. Однако практика показывает, что прокаливаемость, являющуюся одним из важнейших технологических свойств стали, учитывают лишь в редких случаях. Между тем опыт отдельных заводов отечественного машиностроения (автомобильных, подшипниковых), а также зарубежный опыт свидетельствуют о том, что назначение стали в связи с ее прокаливаемостью позволяет получить значительный техникоэкономический эффект. При этом не только снижается брак из-за термической обработки деталей и улучшаются показатели работы термического оборудования, но и существенно повышается качество и особенно надежность и долговечность машин, агрегатов и т. п. Увеличение долговечности приводит в свою очередь к снижению расходов на ремонт машин и агрегатов и, как следствие этого, к снижению эксплуатационных расходов. [c.3]

Основными преимуществами легированных конструкционных сталей перед углеродистыми являются более высокая прочность за счет упрочнения феррита и большей прокаливаемости, меньший рост аустенитного зерна при нагреве и повышенная ударная вязкость, более высокая прокаливаемость и возможность применения более мягких охладителей после закалки, устойчивость против отпуска за счет торможения диффузионных процессов. Отпуск при более высокой температуре дополнительно снижает закалочные напряжения. Легированные стали обладают более высоким уровнем механических свойств после термической обработки. Поэтому детали из легированных сталей, как правило, должны подвергаться термической обработке. [c.275]

Легирующая способность Р. м. используется в металлургии для улучшения технологич., физич. и механич. свойств чугуна, стали и др. сплавов. Малые добавки (0,05—0,5%) La, Се, Рг, Nd и др. оказывают модифицирующее воздействие на высокопрочный чугун, рафинируют конструкционные стали и сплавы, в связи с большим сродством р. м. к кислороду и сере. Они улучшают прокаливаемость, увеличивают запас вязкости и снижают склонность к отпускной хрупкости стали. [c.119]

Хром вводится в конструкционную низколегированную сталь для повышения прочности и прокаливаемости и значительно влияет на многие механические свойства улучшаемых сталей, В стали хром находится в твердом растворе и в виде сложных карбидов типа (Fe, Сг)зС, (Fe, Сг Сз и т. д. В конструкционных низколегированных сталях в карбиды входит лишь небольшая часть общего содержания хрома. Небольшие добавки хрома, по рядка 1—3%, мало влияют на коррозионную стойкость стали. [c.90]

Конструкционная сталь, при легировании никелем, приобретает многие ценные свойства увеличивается ее прокаливаемость и пластичность, снижается хладноломкость и т. д. Поэтому исследование влияния никеля на коррозионное растрескивание высокопрочной стали представляло значительный интерес. [c.97]

Входящие в состав стали легирующие элементы определяют ее название по составу, например хромистая, марганцовистая, кремнистая, хромоникелевая, хромоникелемолибденовая. Цель легирования конструкционных сталей — повышение их прочности, вязкости, износостойкости, прокаливаемости инструментальных— улучшение режущих свойств, повышение красностойкости и пр. [c.113]

Обычно легированные конструкционные стали после закалки в масле и отпуске при температуре 300—400° С приобретают более высокие механические свойства, чем углеродистые конструкционные стали, благодаря более глубокой прокаливаемости, а следовательно, и более однородным свойствам по сечению детали. Однороднее происходит упрочнение феррита и измельчение зерен стали. Наиболее высокие механические свойства достигаются при легировании конструкционной стали несколькими элементами. [c.147]

Улучшаемыми сталями называют среднеуглеродистые конструкционные стали (0,3—0,5% С), подвергаемые закалке и последующему высокотемпературному отпуску. После такой термической обработки стали приобретают структуру сорбита, хорошо воспринимающую ударные нагрузки. Углеродистые улучшаемые стали (сталь 35, 40, 45 и 50) обладают небольшой прокаливаемостью (до 10 мм), поэтому механические свойства с увеличением сечения изделия понижаются. Для мелких деталей после термической обработки получают СТз = 600 -700 МН/м= (60 -70 кгс/мм ) и = 0,4 -0,5 МДж/м (4—5 кгс/мм ). Если от деталей требуется более высокая поверхностная твердость (шпиндели, валы, оси и т. д.), то после закалки их подвергают отпуску на твердость 40—50 HR . Для получения высокой поверхностной твердости используют закалку т. в. ч. (шестерни, коленчатые валы, поршневые пальцы и т. д.). [c.227]

Легированные конструкционные стали, кро.ме обычного состава, содержат хром, вольфрам, никель, ванадий, алюминий и др. Эти элементы вводятся в сталь для придания ей определенных свойств прочности, твердости, прокаливаемости, износостойкости и т. д. [c.34]

Каждый вид металла обладает определенными технологическими свойствами. Например, углеродистая конструкционная сталь обрабатывается резанием легче, чем быстрорежущая или нержавеющая сталь. Чистые металлы обладают большей ковкостью и свариваемостью, чем сплавы металлов, а серый чугун, например, вовсе лишен свойства ковкости. Бронза также обладает плохой ковкостью, поэтому бронзовые детали, как и чугунные, изготовляются отливкой, а не ковкой или штамповкой. Технологические свойства металла определяют путем технологических проб. Пробы делаются на ковкость, свариваемость, прокаливаемость, кручение, гибку и т. п. Технологические свойства являются важным показателем для выбора способа обработки металла и назначения режимов обработки. [c.15]

Не удается также классифицировать все сплавы в пределах каждого из указанных классов по одному или группе близких свойств. Их свойства, характерные и наиболее важные для одних сплавов (например, механические свойства и прокаливаемость для конструкционных сталей), часто являются второстепенными для других (например, для многих сталей с особыми физическими или химическими свойствами некоторых инструментальных сталей и т. д.). [c.384]

Второе издание Справочника полностью переработано и значительно дополнено. Для всех марок сталей дан их химический состав. Заново написана I глава первой части. Во ]] и III главы добавлены сведения о прокаливаемости стали с 95% мартенсита приведены новые, уточненные полосы прокаливаемости стали. Полностью переработаны параграфы о стали с пониженной прокаливаемостью и о выборе марок конструкционных сталей. Включены сведения о физических свойствах сталей, свойствах при повышенных температурах и др. [c.4]

Ранее уже отмечалось, что нелегированная конструкционная сталь прокаливается в сечениях, не превышающих 14 мм-, поэтому в крупных изделиях такая сталь не обладает удовлетворительными механическими свойствами после закалки и отпуска, а легирование при доведении прокаливаемости стали до необходимого уровня позволяет получить высокие механические свойства при любых заданных сечениях. [c.298]

Для повышения механических свойств сталей при изготовлении деталей сечением более 25—30 мм в состав сталей добавляют легирующие элементы. Легированные стали обладают большей прокаливаемостью, белее мелким зерном, их критическая скорость закалки меньше, следовательно, меньше закалочные напряжения, выше устойчивость против отпуска. Отсюда их основное преимущество перед углеродистыми конструкционными сталями — лучший комплекс механических свойств выше прочность при сохранении достаточной вязкости и пластичности, ниже порог хладноломкости и т. п. [c.293]

Zr для измельчения зерна. Введение 0,002—0,003% В увеличивает прокаливаемость. Состав и свойства легированных конструкционных сталей приведены в приложении табл. 5. [c.294]

Как известно, основным элементом, упрочняющим сталь, является углерод. Положительная роль легирующих элементов в конструкционных сталях состоит главным образом в том, что легирующие элементы резко увеличивают (за исключением Со) прокаливаемость стали (углеродистая сталь с 0.4— 0,45% С прокаливается насквозь в воде только при сечении диаметра не выше 15 мм), измельчают зерно и упрочняют феррит, в результате чего при одинаковом процентном содержании углерода в стали общий комплекс механических свойств (5к. т , 6 и а ) легированных сталей выше, чем углеродистых сталей. [c.210]

В настоящее время для большинства промышленных марок сталей построены так называемые полосы прокаливаемости , которые наряду с химическим составом и структурой являются важнейшей характеристикой стали. Полосы прокаливаемости позволяют определять механические свойства стальных изделий в зависимости от величины сечения, влияние изменений состава стали данной марки различных плавок на механические свойства. Такие полосы прокаливаемости приведены для целого ряда марок сталей в таблицах конструкционных сталей. [c.109]

Хромоникелевая конструкционная сталь, имеющая широкое применение в промышленности (см. табл. 7 и 8), представляет собой пример удачного сочетания влияния различных легирующих элементов на структуру и свойства стали. Отличительной особенностью хромоникелевых марок стали является их высокая прокаливаемость, способность к значительному упрочнению под влиянием термической и химикотермической обработки при сохранении высокого уровня свойств пластичности и вязкости. [c.116]

Химический состав сталей повышенной прокаливаемости борсодержащих легированных конструкционных и их механические свойства приведены соответственно в табл. 2.12 и табл. 2.13. [c.95]

Как известно, свойства конструкционных марок стали определяются химическим составом, структурой и влиянием процесса выплавки. Последнее обстоятельство не отражается в современных марочниках, а между тем зависимость свойств в низко- и среднелегированной конструкционной стали от процесса выплавки может проявляться сильнее, чем изменение содержания легирующих элементов даже в значительных пределах. Только нри строго стандартном методе выплавки качественной конструкционной стали можно принимать, что ее свойства определяются составом. Вообще говоря, каждая марка стали должна обладать индивидуальными свойствами, так как все легирующие элементы обладают различным атомным строением. Влияние легирующих элементов на свойства стали проявляются в тем более значительной степени, чем выше их содержание. Однако в стали, содержащей небольшое колпчество леги-рующих элементов, их влияние проявляется сильнее всего на прокаливаемости, устойчивости против отпуска и отпускной хрупкости. Указанные свойства влияют на многие другие характеристики стали. Здесь и дальше речь идет только о стали, работающей вдоль волокна. Вопрос о выборе марок стали применительно к изделиям, работающим поперек волокна, осложняется влиянием легирующих элементов и методов выплавки на анизотропность свойств стали, подвергнутой обработке давлением. Здесь этот вопрос не рассматривается. [c.213]

Опыты, поставленные на Уралмашзаводе на хромистых, хромомолибденовых и хромоникелемолибденбвых конструкционных сталях по изучению зависимости между величиной прокаливаемости и механическими свойствами, установили, что оптимальные механические свойства при отпуске на сорбит получаются при твердости 46—48 т. е. соответствующей меньшему количеству немартенситных продуктов распада, нежели это следует из понятия о полумартенситной прокаливаемости. [c.67]

Мп, недорогой легирующий элемент, является неизбежной примесью стали. В конструкционных сталях Мп присутствует не более 2%. Мп способствует глубокой прокаливаемости стали и улучшает ее механические свойства. При повышенных содержаниях Мп придает стали износоустойчивость и магнитоустойчивые свойства. [c.158]

Выбор марок сталей для зубчатых колес. В термически необработанном состоянии механические свойства всех сталей близки. Поэтому применение легированных сталей без термообработки недопустимо. При выборе марки сталей для зубчатых колес кроме твердости необходимо учитывать размеры заготовки. Это объясняется тем, что прокаливаемость сталей различна углеродистых — наименьшая высоколегированных — наибольп1ая. Стали с плохой прокаливаемостью (углеродистые конструкционные) при больших сечениях пе ьзя термически обработать на высокую твердость. Поэтому марку стали для упрочняемых зубчатых колес выбирают с учетом их размеров, а именно диаметра D вала шестерни или червяка и наибольшей ширины сечения колеса S с припуском на механическую обработку после нормализации или улучшения. Таким образом, окончательный выбор марки сталей для зубчатых колес (пригодность заготовки колес) необходимо производить после определения геометрических размеров зубчатой передачи. [c.169]

Наличие в азотированных конструкционных сталях N1, а также небольших количеств Сг, Мо, объясняется необходимостьаэ увеличения прокаливаемости стали и ее механических свойств. Специально для азотирования выпускается лишь несколько марок стали. Основное же количество подвергаемых азотированию сталей — это обычные стали, широко применяемые для различных назначений. [c.167]

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]

Добавка молибдена обеспечивает получение однородной мелкокристаллической структуры стали, увелич ивает прокаливаемость стали и способствует устранению хрупкости в результате отпуска. Молибден широко применяют при изготовлении конструкционных сталей, содержащих 0,15—0,50% Мо. В быстрорежущей стали молибден заменяет часть вольфрама. Молибден в сочетании с другими легирующими элементами находит широкое применение при производстве нержавеющих, жаропрочных, кислотостойких и инструментальных сталей и сплавов с особыми физическими свойствами. Добавка молибдена в чугун увеличивает его прочность и сопротивление износу. Для легирования стали обычно используют ферромолибден (табл. 91), а также металлический молибден (для легирования специальных сплавов), молибдат кальция и технический триоксид молибдена МоОз (>50 % Мо, —0,10 % С и 0,12 % S). В черной металлургии используют 95 % всего добываемого молибдена. [c.282]

Для правомерного определенияна материалах средней и низкой прочности требуются образцы большой толщины. Так для сталей с ffg = 400—700 МПа для обеспечения условий плоской деформации приг комнатной температуре необходимо проводить испытания на образцах толщиной 250 мм, высотой 610 мм, шириной 635 клм для титановых сплавов средней прочности в США используют листовые образцы длиной 400 мм, шириной 120 мм, и толщиной до 80 мм. Это приводит к большому расходу металла и затрудняет испытания из-за необходимости использования машины с большими предельными нагрузками. Не всегда имеются в наличии полуфабрикаты необходимой толщины для определения и, самое главное, механические свойства, определенные на одинаковых стандартных образцах с диаметром 10 мм, но взятых в разных ly e Tax заготовки, существенно различаются, особенно по пределу текучести (это обстоятельство приводит к необходимости регламентировать правила отбора проб из крупных заготовок для того, чтобы можно было надежно сопоставлять результаты испытаний этих образцов на растяжение). Тождественность комплекса механических свойств в крупном и мелком сечении иногда невозможно получить из-за ограниченной прокаливаемости сечения, необходимого Для выполнения критериев правомерности определения Ку , Кроме того, испытания по определению для конструкционных сталей, алюминиевых, титановых и других сплавов низкой и средней прочности и повышенной пластичности должны проводиться при таких температурах и тоЛ-щинах образцов, которые не отражают реальные условия конструирования и эксплуатации. Таким образом, признается необходимость "полунатурных" испытаний, что затрудняет использование этой важной характеристики для широкого практического применения при оценке сопротивления хрупкому разрушению таких важных конструкционных материалов, как низко- и среднеуглеродистые стали. [c.35]

Конструкционными сталями могут быть как углеродистые, так и легированные стали. Содержание углерода в этой группе сталей чаш,е не превышает 0,5—0,6 о. Конструкционная сталь должна обладать высокой прочностью, пластичностью и вязкостью в сочетании с хорошими технологическими свойствами. Сталь должна легко обрабатываться давлением (прокатка, ковка, штамповка и т. д.) и резанием, хорошо свариваться, обладать высокой прокаливаемостью и малой склонностью к деформациям и треш,инообра-зованию при закалке и т. д. [c.265]

Пониженная температура аустенитизации или недостаточная выдержка при этой температуре стали, легированной карбидообразующими элементами, приводит к образованию низкоуглеродистого и низколегированного и поэтому малоустойчивого при охлаждении аустенита. Кроме того, ускоренному распаду аустенита при охлаждении способствуют нерастворенные карбиды, оказывающие зародышевое влияние, повышается критическая скорость закалки и уменьшается прокаливаемость стали. Вследствие указанных изменений повышаются температуры мартен-ситных точек Мн и Мк и снижается твердость мартенсита (уменьшается закаливаемость стало). В пиструментальных (быстрорежущих) сталях после такой аустенитизации ухудшается теплостойкость (красностойкость) инструмента, а в конструкционных сталях образующийся после закалки и высокого отпуска низколегированный или неоднородно легированный феррит в сочетании с малолегиро ванными и поэтому более укрупненными частицами карбидов, снижает механические свойства. [c.228]

Конструкционная сталь должна обладать и хорошими технологическими свойствами oбpaбaтывafь я давлением (прокатка, ковка, штамповка и т. д.) и резанием, хорошо свариваться, обладать высокой прокаливаемостью и малой склонностью к деформациям и трещинообразованию при закалке и т. д. [c.279]

Хромоникелевая конструкционная сталь. Характерной ее особенностью является очень глубокая прокаливаемость (на тем больше, чем выше содержание никеля) и высокие механические свойства — предел выносливости и ударная вязкость. Химический состав некоторых марок хромоникелевой и хромоникелевольфрамовой стали по гост 4543-48 приведен в табл, 24, [c.302]

Марганец рассматривается как специальный элемент при его содержании а стали свыше 1%. Он повышает прочностные свойства стали, увеличивает глубину ее прокаливаемости и делает аустенит более устойчивым. Марганец распределяется в структуре стали между ферритом и карбидами типа МП3С. Будучи растворен в феррите, марганец его упрочняет, ио в то же время снижает его вязкость. Марганец относится к аустенитообразующим элементам, и поэтому наряду с конструкционными сталями общего назначения в больших количествах вводится в специальные сорта нержавеющей и износоустойчивой стали аусте-иитиого класса. [c.170]

Сталь 40ХН относится к среднеуглеродистым конструкционным сталям высокой прочности и вязкости. Присутствие хрома и никеля придает стали высокие прочностные свойства, повышенную вязкость и хорошие технологические свойства. Сталь обладает глубокой прокаливаемостью. Рекомендуемые режимы термической обработки стали следующие [c.191]

Чисто мартенситная прокаливаемость в конструкционных сталях невелика и с повышением размеров детали становится равной нулю, а потому не имеет практического смысла. Прокаливаемость при дан ном размере детали и при данной скорости охлаждения зависит от природы стали и наиболее полно определяется кинетикой распада переохлажденного аустенита. В сталях с малоустойчивым аустенитом (углеродистые, низколегированные) с повышением размеров детали 1лубина закалки уменьшается, и при достижении некоторых определенных размеров сечения детали вообще не могут быть закалены на мартенсит. Легированные конструкционные стали в большинстве случаев имеют аустенит, малоустойчивый во второй ступени распада, и поэтому после закалки в их структуре находится, кроме мартенсита, игольчатый троостит. Однако для наибольшего числа деталей из конструкционных сталей термическая обработка производится с отпуском на сорбит. Поэтому конструкционная сталь, закаленная на игольчатый троостит, при дальнейшем отпуске получает сорбит-ную структуру со свойствами, не отличающимися от свойств отпу-1ценного мартенсита. Присутствие в структуре перлита или даже продуктов распада верхней зоны игольчатого троостита уже вызывает заметное снижение механических свойств закаленной стали при высоком отпуске. Резко действует на снижение механических свойств закаленной стали выделение избыточного феррита, что объясняют [72] локализацией пластической деформации в этой мягкой структурной составляющей стали. [c.66]

Однако конструкционные стали могут обладать при одинаковом содержании углерода, но различном содержании легирующих элементов, близкими механическими свойствами в деталях или образцах небольшого диаметра (или толщины), но заметно различаться по механическим свойстсам в деталях крупного сечения. Поэтому надо выбирать марки конструкционной стали для изготовления изделий с учетом толщины изделия, а следовательно, и прокаливаемости стали. [c.127]

Сталь для цементации. В зависимости от назначения и размеров цементуемых деталей они изготовляются из различной низкоуглеродн-стой нелегированной или легированной стали, состав и механические свойства которых приведены в табл. 30—31 и в разд. Конструкционные стали . При выборе стали необходимо учитывать наряду с механическими свойствами сердцевины стали, приводимыми в ГОСТ, также свойства цементованного слоя, склонность зерна стали к росту при длительном нагреве, прокаливаемость стали (табл. 32), сложность термообработки, деформацию при термообработке, обрабатываемость стали на станках и ряд других технологических свойств. [c.247]

Неметаллические фазы вызывают и общее ухудшение свойств стали различного назначения. В конструкционной стали они значительно понижают пластичность (главным образом относительное сужение), ударную вязкость, усталостную прочность. Немета,плические фазы в стали ухудшают ее коррозионную стойкость, износостойкость, магнитные свойства (магнитномягких сплавов) влияют (обычно уменьшают) на устойчивость аустенита и прокаливаемость стали. Фазы типа окислов, шпинелей, силикатов ухудшают обрабатываемость стали резанием, а также стойкость режущего инструмента, если они содержатся в инструментальной стали. Таким образом, неметаллические фазы почти во всех случаях являются вредными включениями в стали. [c.569]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...