16334850003245_Бабенко Э.Г. Конструкционные материалы 2014. Э. Г. Бабенко конструкционные материалы для деталей технических устройств железнодорожного транспорта рекомендовано Методическим советом по качеству образовательной деятельности двгупс в качестве учебного пособия Х
 Скачать 3.25 Mb.
|
|
1. СИСТЕМА МАРКИРОВКИ СТАЛЕЙ В ЯПОНИИ 1.1. Конструкционные стали 1.1.1. Углеродистые стали обычного качества Наименования марок сталей, как правило, состоят из ряда букв и цифр. Буквы определяют группу, к которой относится сталь, а цифры – ее порядковый номер в группе или какое-либо свойство (например, содержание углерода, предел прочности и др. Наименование начинается с букв SS, за которыми следуют три цифры, указывающие минимальный предел прочности в н/мм 2 Например, SS 330 – углеродистая сталь обычного качества с пределом прочности 330 Н/мм 2 1.1.2. Углеродистые качественные стали Эти стали обозначаются буквой S, за которой следуют две цифры, показывающие среднее содержание углерода в сотых долях процента. За цифрами следует буква С (SXXC). Например S12C – углеродистая качественная сталь с содержанием углерода 0,1…0,15 %. Если сталь имеет пониженное содержание серы и фосфора, тов конце ее наименования проставляется буква К (S15CK). 1.1.3. Стали для поковок Обозначение начинается с букв SF. Далее, в зависимости от назначения поковок, следует несколько буквенных символов и цифра, указывающая на порядковый номер стали в группе (в скобках приведены примеры поковки для сосудов высокого давления из углеродистых сталей – SFVC хит. д – поковки для сосудов высокого давления из легированных сталей – SFVA F хи др – поковки для сосудов высокого давления для работы при низких температурах – SFL хи др – высокопрочные поковки из хромомолибденовых легированных сталей для работы при высоких температурах SFVCM Fx (SFVCM F 22 B, SFVCM F3 V и т. д. 221 Продолжение прил. 3 1.1.4. Стали для производства листового проката Маркировка начинается с букв SP. Далее, в зависимости от типа, могут следовать другие буквы и цифры – горячекатаный лист – SPHx, где х – C, D, E определяет различные модификации стали (SPHC, SPHE и т. д – холоднокатаный лист – SPCx, где х – C, D, E – различные модификации стали (SPCD, SPCE и т. д – горячекатаный лист для производства труб – Т x, где х – порядковый номер стали в группе (Т 1, Т 3 и др. 1.1.5. Стали для производства труб Обозначаются буквами ST, далее следуют буквы, определяющие назначение стали и цифры – трубы из углеродистых сталей общего назначения – STK xxx, где ххх – цифры, показывающие предел прочности, Н/мм 2 (STK 290, STK 450 и т. д – трубы из углеродистых сталей для машиностроения – М x, где х – порядковый номер стали в группе (STKV 12A, STKM 16C и др – трубы для работы при высоких давлениях из углеродистых сталей STPG xxx или STS xxx, где ххх предел прочности, Н/мм 2 (STPG 410, STS 480 и др – трубы для работы при высоких температурах из углеродистых сталей ххх, где ххх – предел прочности, Н/мм 2 (STPT 410, STPT 480 и др – трубы из легированных сталей STPA x, где х – порядковый номер стали в группе (STPA12, STPA 24 и др – трубы для работы при низких температурах – STPL xxx, где ххх – предел прочности, Н/мм 2 (STPL 380, STPL 450 и т. д – трубы для котлов и теплообменников из углеродистых сталей – STB xxx , где ххх – предел прочности, Н/мм 2 (STB 410, STB 520 и др – трубы для котлов и теплообменников из легированных сталей – А x, где х – порядковый номер стали в группе (А 20, Аи др – трубы для теплообменников для работы при низких температурах – STBL xxx, где ххх – предел прочности, Н/мм 2 (STBL 380, STBL 440 и др – трубы для нагревателей нелегированные – STF xxx, где ххх – предел прочности, Н/мм 2 (STF 260, STF 430 и др 222 Продолжение прил. 3 – трубы для нагревателей легированные – А x, где х – порядковый номер стали в группе (А 8, Аи т. д – квадратные трубы – STKR xxx, где ххх – предел прочности, Н/мм 2 (STKR 400, STKR 490 и др. 1.1.6. Арматурные стали Маркируются SR xxx или SD xxx, где ххх – предел прочности, Н/мм 2 Буквы R и D определяют положение ребер на поверхности прутка (SR 235, SD 295 и др. 1.1.7. Стали для производства катанки Обозначаются буквами SWR, за которыми следуют другие буквы и цифры – низкоуглеродистые стали – SWRM x, где х – порядковый номер в группе (SWRM 6, SWRM 17 и т. д – высокоуглеродистые стали Н x, где х – порядковый номер в группе (Н 32, Н 62 В и др – катанка для последующей холодной обработки (штамповка, волочение, где х – порядковый номер в группе. Если показывается степень раскисления, тов конце обозначения добавляются буквы R – кипящая, К – спокойная, А – успокоенная добавлением алюминия (SWRCH 8R, SWRCH 19A, SWRCH 40K и др – катанка для последующей холодной обработки (штамповка, волочение, легированная бором – В xхх, где ххх – предел прочности в Н/мм 2 (SWRCHB 231, SWRCHB 734 и т. д 1.1.8. Автоматные стали Маркируются буквами SUM, за которыми следуют две цифры, показывающие порядковый номер стали в группе – SUM xx. В случае легирования стали свинцом к ее обозначению добавляется буква L (SUM 12, SUM 31L и др. 1.1.9. Стали для заклепок Обозначаются SV xxx, где ххх – предел прочности, Н/мм 2 (SV 330, SV 400 и др) 223 Продолжение прил. 3 1.1.10. Стали для цепей Маркируются SBC xxx, где ххх – предел прочности, Н/мм 2 (SBC 300, SBC 450 и т. д) 1.1.11. Пружинные стали Обозначаются буквами SUP с последующим порядковым номером в группе (SUP 6, SUP 14 и др. 1.1.12. Легированные стали Наименования включают буквы и цифры. Первой буквой всегда является буква S, за которой следуют буквы, определяющие наличие основных легирующих элементов. Для этого могут использоваться как общепринятые их символы, таки заглавные буквы их наименований С – хром, М – молибден, N – никель, S – кремний, А – алюминий. После букв следуют одна, две или три цифры. Если цифр одна или две, то они определяют номер стали в группе. Если цифр три, то первая из них – порядковый номера две последних – среднее содержание углерода в сотых долях процента. Примеры обозначений SNC 815 – сталь легированная никелем и хромом, восьмой номер, со средним содержанием углерода 0,15 %; SACM 645 – сталь легированная алюминием, хромом и молибденом. Среднее содержание углерода 0,45 %. Порядковый номер 6. SMN 18 – сталь легированная молибденом и никелем. Порядковый номер 18. В конце наименования может присутствовать буква Н, указывающая на особенности прокаливаемости (SMnC 443H). 1.2. Инструментальные стали 1.2.1. Инструментальные углеродистые Обозначение состоит из букв SK и порядкового номера стали в группе и др. 1.2.2. Инструментальные легированные Маркируются буквами SKD, SKS или SKT и порядковым номером стали в группе (SKD 6, SKS 42, SKT 5 и т. д) 224 Окончание прил. 3 1.2.3. Быстрорежущие стали Обозначаются буквами SKH, за которыми следуют порядковые номера. Подшипниковые стали Обозначение состоит из букв SUJ и порядкового номера (SUJ 2, SUJ 7). 1.4. Коррозионно-стойкие стали Для обозначения коррозионно-стойких сталей в Японии используется система обозначений AISI. При этом к цифровым обозначениям AISI добавляются вначале буквы SUS (SUS 410, SUS 316L, SUS 321H и др. После букв SUS или в конце наименования могут быть добавлены другие буквы F – сталь используется для производства поковок (SUS F 321, SUS F 304 L); Y – сталь для изготовления сварочной проволоки (SUS Y 308 L, SUS Y 321 и др ТР – сталь для производства трубит. д. 1.5. Жаропрочные стали Эта группа обозначается буквами SUH, за которыми может следовать номер стали (одна или две цифры) или обозначение в системе AISI в виде трех цифр (SUH 4, SUH 21, SUH 310 и т. д. 225 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ ..............................................7 1.1. Определение и классификация металлов ...................................................7 1.2. Строение металлов ........................................................................................8 1.3. Полиморфные превращения металлов .....................................................12 1.4. Дефекты строения кристаллов ...................................................................14 1.4.1. Точечные дефекты .................................................................................14 1.4.2. Линейные дефекты .................................................................................15 1.4.3. Поверхностные дефекты .......................................................................17 1.5. Диффузия в металлах и сплавах ................................................................18 1.6. Деформации и механические свойства металлов ....................................19 1.6.1. Механические свойства, определяемые при статических нагрузках .....................................................................21 1.6.2. Механические свойства, определяемые при динамических нагрузках ..................................................................24 1.7. Кристаллизация металлов ...........................................................................25 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ СПЛАВОВ ............................................33 2.1. Виды сплавов 2.2. Диаграммы состояния двойных сплавов ....................................................37 2.2.1. Общие положения ..................................................................................37 2.2.2. Порядок построения диаграмм 2.2.3. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой образуют механические смеси (Ι рода) .................................................................41 2.2.4. Правило отрезков ...................................................................................42 2.2.5. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях (ΙΙ рода) ..............................................................44 2.2.6. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком состоянии и ограниченно в твердом (III рода) ........................................................45 2.2.7. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой в твердом виде образуют устойчивые химические соединения (IV рода) ..............................................................................49 2.2.8. Связь между диаграммами состояний и свойствами двухкомпонентных сплавов ...................................................................51 3. ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ ...............................................................52 3.1. Диаграмма состояния железо-цементит (Fe-Fe 3 C) ...................................52 3.1.1. Общие положения ..................................................................................52 3.1.2. Компоненты, фазы, линии и точки диаграммы Fe–Fe 3 C .....................56 3.1.3. Перитектическое превращение .............................................................61 3.1.4. Эвтектоидное превращение ..................................................................63 3.1.5. Эвтектическое превращение .................................................................68 3.2. Стали .............................................................................................................71 3.2.1. Общая классификация ...........................................................................71 226 3.2.2. Углеродистые стали .............................................................................. 73 3.2.3. Легированные стали .............................................................................. 80 3.2.4. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами ....................... 92 3.3. Конструкционные чугуны ............................................................................ 93 3.3.1. Серые чугуны ......................................................................................... 94 3.3.2. Высокопрочные чугуны ......................................................................... 96 3.3.3. Ковкие чугуны ......................................................................................... 97 3.3.4. Специальные чугуны ............................................................................. 98 4. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ .......................................................... 100 5. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ ......................................................... 104 5.1. Общие положения ..................................................................................... 104 5.2. Превращения встали при нагреве .......................................................... 106 5.3. Превращения встали при охлаждении ................................................... 107 5.3.1. Перлитное превращение аустенита .................................................. 107 5.3.2. Мартенситное превращение ............................................................... 109 5.3.3. Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита ..................... 111 5.4. Технология термической обработки стали .............................................. 112 5.4.1. Отжиг. 112 5.4.2. Нормализация ...................................................................................... 114 5.4.3. Закалка ................................................................................................. 114 5.4.4. Отпуск закаленной стали .................................................................... 117 5.5. Особенности закалки легированных сталей ........................................... 118 6. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ .......................................... 119 6.1. Общие сведения ........................................................................................ 119 6.2. Цементация ................................................................................................ 120 6.3. Азотирование ............................................................................................. 122 6.4. Насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом ................................................................................... 123 6.5. Диффузионная металлизация. 123 7. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ................................................................. 124 7.1. Общие сведения ........................................................................................ 124 7.2. Алюминиевые сплавы ............................................................................... 137 7.2.1. Классификация алюминиевых сплавов ............................................. 137 7.2.2. Состав, структура и свойства алюминиевых сплавов ...................... 140 7.2.3. Термическая обработка алюминиевых сплавов ............................... 151 7.2.4. Применение алюминиевых сплавов .................................................. 158 7.3. Медные сплавы ......................................................................................... 158 7.3.1. Классификация и обозначение медных сплавов .............................. 158 7.3.2. Латуни ................................................................................................... 161 7.3.3. Бронзы .................................................................................................. 163 7.3.4. Медно-никелевые сплавы ................................................................... 170 7.3.5. Применение меди и ее сплавов ......................................................... 171 7.4. Сплавы на основе магния ......................................................................... 172 7.5. Сплавы на основе титана ......................................................................... 175 7.6. Сплавы на основе никеля ......................................................................... 177 7.7. Антифрикционные материалы ................................................................. 178 227 7.8. Фрикционные материалы 7.9. Припои .........................................................................................................186 8. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ..............................................................189 8.1. Пластмассы 8.2. Резины .........................................................................................................194 9. МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ 10. ЗАДАНИЯ НА САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ..........................................199 10.1. Общие требования ...................................................................................199 10.2. Работа № 1 по разделу «Железоуглеродистые сплавы .....................200 10.2.1. Вопросы к работе № 1........................................................................200 10.2.2. Задачи к работе № 1 ..........................................................................201 10.3. Работа № 2 по разделу Термическая обработка стали ....................202 10. 3.1. Вопросы к работе № 2........................................................................202 10.3.2. Задачи к работе № 2 ..........................................................................204 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................206 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .....................................................................207 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Европейская система обозначения сталей ........................209 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Системы маркировки сталей в США ...................................215 ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Система маркировки сталей в Японии ................................220 228 Учебное издание Бабенко Эдуард Гаврилович КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Учебное пособие Редактор Г.Ф. Иванова Технический редактор А.А. Курилко План 2014 г. Поз. 1.8. Подписано в печать 21.01.0214. Уч.-изд. л. 14,0. Усл. печ. л. 13,0. Зак. 5. Тираж 145 экз. Цена 342 руб. Издательство ДВГУПС 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47. |