ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.03.2024
Просмотров: 12
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
;
- если в стали БОЛЬШОЕ содержание углерода, ее прочность и твердость БОЛЬШИЕ, а пластичность и ударная вязкость МАЛЫ.
При оценке технологических свойств принимать во внимание, что
- если в стали МАЛО углерода (до 0,25%), сталь хорошо сваривается;
- если в стали МНОГО углерода, сталь плохо обрабатывается давлением и резанием.
Контрольные вопросы
По стандартам РФ марка стали либо другого КМ - это условное обо-значение разновидности материала в виде набора несущих определенную информацию букв и цифр. При этом имеют значение взаиморасположение цифр и букв, размер букв.
Расшифровка информации, заложенной в марках особенно актуаль-на, если учесть, что в настоящее время количество марок весьма велико и за счет легирования продолжает непрерывно расти. Заметим, что на рубе-же 19-20 веков во всем мире использовалось не более десяти марок сталей.
Качество сталей зависит от особенностей металлургических процессов, перерабатываемого сырья, вида плавки и других факторов. Эти факторы определяют химический состав сталей, наличие в них вредных примесей — серы и фосфора, а также наличие различных газов: азота, водорода и кислорода. Вредные примеси и присутствующие в них газы придают сталям отрицательные физико-химические и механико-технологические свойства, т. е. ухудшают их качество. В связи с этим по качеству стали, как углеродистые, так и легированные, подразделяются на четыре группы: стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные, особовысококачественные.
Обыкновенная нелегированная сталь (Ст3, Ст3кп) имеет в самом начале буквы Ст. Далее следует число, указывающее условный номер (марку) стали: от 0 до 7. Чем больше число, тем выше содержание углерода С.
Качественная нелегированная сталь (Ст10, Ст30, Ст20, Ст45) содержит в маркировке двузначное число, указывающее среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Таким образом, марка стали Ст10 содержит 0,1% углерода; Ст30 имеет 0,3% углерода; Ст20 — 0,2%; Ст45 содержит 0,45% углерода.
По назначению различают сталь конструкционную и инструментальную. Если сталь нелегированная, то отличить конструкционную от инструментальной просто: марка инструментальной стали начинается с заглавной буквы У. Если сталь легированная, отличить конструкционную от инструментальной можно, как правило, по процентному содержанию угле-рода: сталь для режущего, измерительного и штампового инструмента чаще всего содержит углерода от 0,7 до 1 % и более – для обеспечения высокой твердости и износостойкости. Однако, когда инструменты долж-ны испытывать большие ударные нагрузки, приходится уменьшать содер-жание углерода, чтобы обеспечить более высокий уровень ударной вязко-сти. Например, молотовые штампы изготавливают из сталей марок 5ХНВ, 5ХГМ, 5ХНМ и др. Встречаются марки инструментальной штамповой стали с еще меньшим содержанием углерода: ЗХ2В8Ф, 4Х2В5МФ
Наличие марганца Mn
Как правило, средние значения массовой доля углерода (%), величина ко-торой определяет основные свойства стали, обозначаются в марках сле-дующим образом:
- две цифры вначале марки означают число сотых долей процента (в кон-струкционных сталях);
- одна цифра вначале марки означает число десятых долей процента (в инструментальных сталях);
- отсутствие цифры вначале марки означает, что сталь содержит около 1 и более % углерода;
- ноль вначале марки означает, что углерода менее 0,1 %.
7. Что такое красностойкость?
Красностойкость — характеристика жаропрочности стали, обозначающая способность стали сохранять при нагреве до температур красного каления высокую твёрдость и износостойкость, полученные в результате термической обработки.
8. Почему легирующие добавки изменяют свойства стали? Дать анализ на основе трёх факторов, определяющих свойства любых КМ.
Примеси оказывают разное влияние на характеристики сталей:
Углерод (С) повышает твердость, прочность и упругость сталей, но снижает их пластичность.
Кремний (Si) при содержании в стали до 0,4 % и марганец при содержании до 0,8 % не оказывают заметного влияния на свойства.
Фосфор (P) увеличивает прочность и коррозионную стойкость сталей, но снижает их пластичность и вязкость.
Сера (S) повышает хрупкость сталей при высоких температурах, снижает их прочность, пластичность, свариваемость и коррозионную стойкость.
Азот (N2) и кислород (O2) уменьшают вязкость и пластичность сталей.
Водород (H2) повышает хрупкость сталей.
9. Почему стали Р18, Р12 и др. называются быстрорежущими? Какие элементы входят в химический состав этих сталей?
В соответствии с условиями эксплуатации инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали, к ним предъявляются следующие требования: высокая прочность, высокая твердость, теплостойкость (красностойкость), вязкость, а также технологические свойства: хорошая технологическая пластичность, обрабатываемость резанием, прокаливаемость, закаливаемость, несклонность к росту зерна и обезуглероживанию при нагреве под закалку, хорошая шлифуемость.
Уникальные свойства быстрорежущих сталей достигаются специальным легированием и сложной термообработкой.
Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей, обеспечивающих высокую красностойкость, являются вольфрам, молибден и ванадий. Кроме того, все стали легируют хромом, а некоторые – кобальтом. Содержание углерода в этих сталях, обеспечивающее образование специальных карбидов, составляет 0,7-1,1 %.
10. Когда и почему в эксплуатации возникает необходимость определения марки КМ?
Расшифровать марку стали означает извлечь максимальную инфор-мацию о конкретной стали, включая ее химический состав, категорию (класс) качества, назначение, а также дать качественную оценку механи-ческих, технологических и эксплуатационных свойств. Объем извлеченной информации косвенно характеризует уровень подготовки и знаний в обла-сти конструкционных материалов.
11. Что фиксируют при проведении пробы на искру? Что, кроме электронаждачного станка, необходимо иметь для проведения пробы? Что позволяет установить эта проба?
- электроточило и цветная таблица эталонов сравнения. Этот способ называется «Проба на искру» и часто применяется для распознавания ма-рок стальных заготовок на небольших предприятиях, где число использу-емых марок стали невелико. Прижатие образца металла к вращающемуся абразивному кругу электроточила дает сноп искр, которые представляют собой след сгорающих на воздухе летящих частиц металла – мелкой стружки, снимаемой абразивным кругом. У каждой стали в зависимости от химического состава свой характерный сноп искр (рис. 1). Во время пробы его сравнивают с эталонными, т. е. присущими сталям с известным хими-ческим составом.
12. Как определить марку КМ в судовых условиях? В условиях судоремонтного завода?
Иногда возникают ситуации, когда марки стали, из которой изготовлены детали или их части или заготовки, известны, но какая именно сталь использована в каждом конкретном случае не известно, а вышеупомянутых анализаторов не имеется (на небольших предприятиях, на судне, в мастерских и т. д.). В таких случаях сортировку осуществляют при помощи подручных средств, используя:
– напильник. С помощью него можно сравнить твердость образцов.
– крейцмейсель и молоток. С их помощью состав анализируют по форме стружки.
– электроточило и цветная таблица эталонов сравнения. Можно проанализировать сноп искр и сравнить их с таблицей.
В условиях судоремонтного завода для определения марки КМ нужно воспользоваться специальным оборудованием. В настоящее время для определения химического состава стали и других сплавов широко применяются высокоточные эмиссионные спектрометры, рентгенофлуоресцентные и лазерные анализаторы металлов, как в стационарном, так и в портативном исполнении, справляющиеся с задачей в считанные минуты и в большинстве случаев не требующие отбора проб.
13. Как подобрать российскую марку стали взамен известной зарубежной марки?
За рубежом система маркировки сталей, да и других КМ в разных странах разная и отличается от российской. Для поиска аналогов и сопоставления марок разработаны специальные каталоги соответствия, называемые также международными трансляторами.
- если в стали БОЛЬШОЕ содержание углерода, ее прочность и твердость БОЛЬШИЕ, а пластичность и ударная вязкость МАЛЫ.
При оценке технологических свойств принимать во внимание, что
- если в стали МАЛО углерода (до 0,25%), сталь хорошо сваривается;
- если в стали МНОГО углерода, сталь плохо обрабатывается давлением и резанием.
Контрольные вопросы
-
Что такое марка конструкционного материала (КМ)?
По стандартам РФ марка стали либо другого КМ - это условное обо-значение разновидности материала в виде набора несущих определенную информацию букв и цифр. При этом имеют значение взаиморасположение цифр и букв, размер букв.
Расшифровка информации, заложенной в марках особенно актуаль-на, если учесть, что в настоящее время количество марок весьма велико и за счет легирования продолжает непрерывно расти. Заметим, что на рубе-же 19-20 веков во всем мире использовалось не более десяти марок сталей.
-
Какие категории качества стали различают?
Качество сталей зависит от особенностей металлургических процессов, перерабатываемого сырья, вида плавки и других факторов. Эти факторы определяют химический состав сталей, наличие в них вредных примесей — серы и фосфора, а также наличие различных газов: азота, водорода и кислорода. Вредные примеси и присутствующие в них газы придают сталям отрицательные физико-химические и механико-технологические свойства, т. е. ухудшают их качество. В связи с этим по качеству стали, как углеродистые, так и легированные, подразделяются на четыре группы: стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные, особовысококачественные.
-
Как определить категорию качества стали по марке?
Обыкновенная нелегированная сталь (Ст3, Ст3кп) имеет в самом начале буквы Ст. Далее следует число, указывающее условный номер (марку) стали: от 0 до 7. Чем больше число, тем выше содержание углерода С.
Качественная нелегированная сталь (Ст10, Ст30, Ст20, Ст45) содержит в маркировке двузначное число, указывающее среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Таким образом, марка стали Ст10 содержит 0,1% углерода; Ст30 имеет 0,3% углерода; Ст20 — 0,2%; Ст45 содержит 0,45% углерода.
-
Какой признак в марке указывает на назначение стали (конструкционная или инструментальная)?
По назначению различают сталь конструкционную и инструментальную. Если сталь нелегированная, то отличить конструкционную от инструментальной просто: марка инструментальной стали начинается с заглавной буквы У. Если сталь легированная, отличить конструкционную от инструментальной можно, как правило, по процентному содержанию угле-рода: сталь для режущего, измерительного и штампового инструмента чаще всего содержит углерода от 0,7 до 1 % и более – для обеспечения высокой твердости и износостойкости. Однако, когда инструменты долж-ны испытывать большие ударные нагрузки, приходится уменьшать содер-жание углерода, чтобы обеспечить более высокий уровень ударной вязко-сти. Например, молотовые штампы изготавливают из сталей марок 5ХНВ, 5ХГМ, 5ХНМ и др. Встречаются марки инструментальной штамповой стали с еще меньшим содержанием углерода: ЗХ2В8Ф, 4Х2В5МФ
-
Что означает буква Г в марках нелегированных сталей и в марках легированных сталей?
Наличие марганца Mn
-
Как узнать по марке содержание углерода в конструкционной стали обыкновенного качества? И в конструкционной нелегированной стали качественной?
Как правило, средние значения массовой доля углерода (%), величина ко-торой определяет основные свойства стали, обозначаются в марках сле-дующим образом:
- две цифры вначале марки означают число сотых долей процента (в кон-струкционных сталях);
- одна цифра вначале марки означает число десятых долей процента (в инструментальных сталях);
- отсутствие цифры вначале марки означает, что сталь содержит около 1 и более % углерода;
- ноль вначале марки означает, что углерода менее 0,1 %.
7. Что такое красностойкость?
Красностойкость — характеристика жаропрочности стали, обозначающая способность стали сохранять при нагреве до температур красного каления высокую твёрдость и износостойкость, полученные в результате термической обработки.
8. Почему легирующие добавки изменяют свойства стали? Дать анализ на основе трёх факторов, определяющих свойства любых КМ.
Примеси оказывают разное влияние на характеристики сталей:
Углерод (С) повышает твердость, прочность и упругость сталей, но снижает их пластичность.
Кремний (Si) при содержании в стали до 0,4 % и марганец при содержании до 0,8 % не оказывают заметного влияния на свойства.
Фосфор (P) увеличивает прочность и коррозионную стойкость сталей, но снижает их пластичность и вязкость.
Сера (S) повышает хрупкость сталей при высоких температурах, снижает их прочность, пластичность, свариваемость и коррозионную стойкость.
Азот (N2) и кислород (O2) уменьшают вязкость и пластичность сталей.
Водород (H2) повышает хрупкость сталей.
9. Почему стали Р18, Р12 и др. называются быстрорежущими? Какие элементы входят в химический состав этих сталей?
В соответствии с условиями эксплуатации инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали, к ним предъявляются следующие требования: высокая прочность, высокая твердость, теплостойкость (красностойкость), вязкость, а также технологические свойства: хорошая технологическая пластичность, обрабатываемость резанием, прокаливаемость, закаливаемость, несклонность к росту зерна и обезуглероживанию при нагреве под закалку, хорошая шлифуемость.
Уникальные свойства быстрорежущих сталей достигаются специальным легированием и сложной термообработкой.
Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей, обеспечивающих высокую красностойкость, являются вольфрам, молибден и ванадий. Кроме того, все стали легируют хромом, а некоторые – кобальтом. Содержание углерода в этих сталях, обеспечивающее образование специальных карбидов, составляет 0,7-1,1 %.
10. Когда и почему в эксплуатации возникает необходимость определения марки КМ?
Расшифровать марку стали означает извлечь максимальную инфор-мацию о конкретной стали, включая ее химический состав, категорию (класс) качества, назначение, а также дать качественную оценку механи-ческих, технологических и эксплуатационных свойств. Объем извлеченной информации косвенно характеризует уровень подготовки и знаний в обла-сти конструкционных материалов.
11. Что фиксируют при проведении пробы на искру? Что, кроме электронаждачного станка, необходимо иметь для проведения пробы? Что позволяет установить эта проба?
- электроточило и цветная таблица эталонов сравнения. Этот способ называется «Проба на искру» и часто применяется для распознавания ма-рок стальных заготовок на небольших предприятиях, где число использу-емых марок стали невелико. Прижатие образца металла к вращающемуся абразивному кругу электроточила дает сноп искр, которые представляют собой след сгорающих на воздухе летящих частиц металла – мелкой стружки, снимаемой абразивным кругом. У каждой стали в зависимости от химического состава свой характерный сноп искр (рис. 1). Во время пробы его сравнивают с эталонными, т. е. присущими сталям с известным хими-ческим составом.
12. Как определить марку КМ в судовых условиях? В условиях судоремонтного завода?
Иногда возникают ситуации, когда марки стали, из которой изготовлены детали или их части или заготовки, известны, но какая именно сталь использована в каждом конкретном случае не известно, а вышеупомянутых анализаторов не имеется (на небольших предприятиях, на судне, в мастерских и т. д.). В таких случаях сортировку осуществляют при помощи подручных средств, используя:
– напильник. С помощью него можно сравнить твердость образцов.
– крейцмейсель и молоток. С их помощью состав анализируют по форме стружки.
– электроточило и цветная таблица эталонов сравнения. Можно проанализировать сноп искр и сравнить их с таблицей.
В условиях судоремонтного завода для определения марки КМ нужно воспользоваться специальным оборудованием. В настоящее время для определения химического состава стали и других сплавов широко применяются высокоточные эмиссионные спектрометры, рентгенофлуоресцентные и лазерные анализаторы металлов, как в стационарном, так и в портативном исполнении, справляющиеся с задачей в считанные минуты и в большинстве случаев не требующие отбора проб.
13. Как подобрать российскую марку стали взамен известной зарубежной марки?
За рубежом система маркировки сталей, да и других КМ в разных странах разная и отличается от российской. Для поиска аналогов и сопоставления марок разработаны специальные каталоги соответствия, называемые также международными трансляторами.
