лекцияДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ. Учебное пособие сокол ан ст преподаватель 2
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
4.5. Карбиды в легированных сталях По степени сродства легирующих элементов к углероду по сравнению со сродством к нему железа различают карбидообразующие и некарбидообразующие легирующие элементы. К карбидообразующим относятся переходные металлы с недостроенной электронной оболочкой. Чем меньше электронов на оболочке, тем больше сродство к углероду. В процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обусловливающую металлические свойства карбидов. В сталях карбидообразующими являются следующие элементы е, М, Сг, Мо, W, V, Ь, Т (элементы перечислены в порядке возрастания их карбидообразующей способности. Некарбидообразующие элементы (Cu, Ni, Co, Si, Al) карбидов встали не образуют. При соотношении атомных радиусов углерода и металла менее 0,59 сильные карбидообразователи (Мо, W, V, Nb, Т) образуют с углеродом фазы внедрения. При этом чаще всего карбиды имеют формулу МеС, те. на один металлический атом приходится один атом углерода. При известных условиях W и Мо образуют карбиды, более богатые металлом (Ме 2 С, Mo 2 C, WC, VC, TiC, TaC, W 2 C) имеют простую кристаллическую решетку, отличаются очень высокой тугоплавкостью, практически нерастворимы в аустените. При соотношении атомных радиусов углерода и металла более 0,59 образуются типичные химические соединения Fe 3 C, Cr 23 C 6 , Cr 7 C 3 , Fe 3 W 3 C, которые имеют сложную кристаллическую решетку и при нагреве растворяются в аустените. Все карбиды обладают высокой твердостью и температурой плавления. 51 4.6. Классификация и маркировка сталей 4.6.1. Классификация сталей Стали классифицируются по множеству признаков. По химическому составу 1) углеродистые углерод, % низкоуглеродистые………….до 0,25 среднеуглеродистые………..0,25…0,65 высокоуглеродистые……….свыше 0,65 2) легированные суммарное содержание легирующий элементов, % низколегированные………….ниже 2,5 среднелегированные высоколегированные……….свыше 10 Если содержание Fe меньше 45 %, то это сплав, если больше – сталь. Основа сплава – элемент самого высокого содержания. По назначению 1) конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов 2) инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов 3) с особыми свойствами электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др. По структуре в равновесном состоянии 1) доэвтектоидные; 2) эвтектоидные; 3) заэвтектоидные. По основной структуре после нагрева до 900 ºC с последующим охлаждением на воздухе перлитные, бейнитные, мартенситные, ферритные, аустенитные. Также могут быть смешанные классы феррито-перлитный и т.д. (при наличии не менее 10 % перлита. По качеству Количественным показателем качества является содержания вредных примесей серы и фосфора, % (не более обыкновенного качества, P≤0,04 качественные стали, P ≤0,035 высококачественные, P ≤0,025 особовысокачественные………………….S≤0,015, P≤0,025 По способу выплавки 1) в мартеновских печах 2) в кислородных конверторах; 3) в электрических печах электродуговых, индукционных и др. 4.6.2. Маркировка сталей В России принято буквенно-цифровое обозначение сталей. Углеродистые стали обыкновенного качества. Стали содержат повышенное количество серы и фосфора. Маркируются Ст.2кп, БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп. Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0 до 6 – это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей – А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы Ане указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав. Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали кп – кипящая пс – полуспокойная сп – спокойная. Качественные углеродистые стали. Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В. Степень раскисленности в основном спокойная. Конструкционные качественные углеродистые стали Маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной. Сталь 08, сталь 10 пс, сталь 45. Содержание углерода соответственно 0,08; 0,10; 0,45 %. Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента. Сталь У, сталь У. Содержание углерода соответственно 0,8 и 1,3 %. Инструментальные высококачественные углеродистые стали Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали. Сталь У10А. Легированные стали. Обозначение буквенно-цифровое. Легирующие элементы имеют условные обозначения. Обозначаются буквами русского алфавита. Обозначения легирующих элементов А – азот ( указывается в середине марки, Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, Е – селен, К – кобальт, М – молибден, Н – никель, П – фосфор, Р – бор, С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Х – хром, Ц – цирконий, Ю – алюминий, Ч – редкоземельные Легированные конструкционные стали. Вначале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначением элемента, показывает его содержание в процентах. Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %. Сталь 30Х2МА. В указанной марке стали содержится около 0,30 % углерода, 2 % хрома, менее 1 % молибдена. Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А. Легированные инструментальные стали. Вначале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 % число не указывается. Далее перечисляются легирующие элементы с указанием их содержания. Некоторые стали имеют нестандартные обозначения. Сталь 9ХС, сталь ХВГ. Быстрорежущие инструментальные стали. Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость, далее число, указывающее содержание основного легирующего элемента – вольфрама. Содержание углерода более 1 %. Во всех быстрорежущих сталях содержится около 4 % хрома, поэтому он не указывается. Если стали содержат легирующие элементы, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента. Сталь Р5М3. В указанной стали содержание вольфрама – 5 молибдена – 3 %. Шарикоподшипниковые стали. Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие встали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента. Содержание углерода более 1 %. Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС. В указанных сталях, соответственно, 0,6 и 1,5 хрома. Буква А в конце марки обозначает высококачественную сталь (30ХГСА), в середине марки – азот, в конце марки – сталь автоматная (А35Г2). Высоколегированные стали сложного состава иногда обозначают по порядковому номеру разработки и освоения на заводе (ЭИ, ЭП – «Электоросталь»). |