2. Презинтация. Классификация сталей По степени качества стали подразделяют
 Скачать 1.09 Mb.
|
|
а) по назначению: конструкционные (машиностроительные и строительные), инструментальные с особыми физико-химическими свойствами; б) по химическому составу: углеродистые; легированные; в) по виду термообработки: цементуемые; улучшаемые; г) по степени качества. Классификация сталей По степени качества стали подразделяют: Обыкновенные (рядовые) – содержат до 0,05% S, фосфора не более 0,04%, Качественные - содержат серы не более 0,04%; фосфора до 0,035% Высококачественные - не более 0,025% S и Р. Особовысококачественные - серы до 0,015%; фосфора 0,025%. Углеродистые конструкционные стали стали обыкновенного качества качественные стали По содержанию углерода: низкоуглеродистые (< 0,3% С); среднеуглеродистые (0,3-0,7% С); высокоуглеродистые (0,7-2,14% С). Стали обыкновенного качества группа А группа Б группа В группа А – сталь с гарантированными механическими свойствами группа Б – сталь с гарантируемым химическим составом группа В – сталь с гарантируемым механическими свойствами и химическим составом Сталь группы А маркируется: буквами Ст (сталь) и цифрами (условным номером). В нее входят следующие марки: Ст0, Ст1, Ст2,..., Ст6 Ст4 - углерода 0.18-0.27%, марганца 0.40.7%. Сталь группы Б в обозначении имеет букву Б, указывающую принадлежность стали к этой группе: БСт0, БСт1, БСт2……БСт6 Сталь группы В: ВСт1, ВСт2…………..ВСт5. Маркировка углеродистых сталей (ГОСТ-380-94) Подразделение сталей по степени раскисления степень раскисления – процесс удаления из жидкого сплава кислорода По степени раскисления стали подразделяются на: кипящие (раскислена только Mn); полуспокойные (раскислена Mn и Si); спокойные (раскислена Mn, Si и Al). «кп» - кипящая, «пс» - полуспокойная, «сп» - спокойная. Обозначение марок сталей обыкновенного качества в России и зарубежных странах
Качественные углеродистые стали Низкоуглероистые Среднеуглеродистые С высоким содержанием углерода Содержание углерода: Низкоуглеродистые стали (С<0.3%) Среднеуглеродистые стали (0.3-0.5% С) Стали с высоким содержанием углерода (0.5-0.85% С) По содержанию углерода: низкоуглеродистые; среднеуглеродистые; с высоким содержанием углерода. По назначению: конструкционные; автоматные. По степени раскисления: кипящие; полуспокойные; спокойные. Маркировка: 05, 08, 10, 15,...,85 Обозначение углеродистых качественных сталей, принятых в зарубежных странах
Автоматные стали Эти стали отличаются хорошей обрабатываемостью за счет повышенного содержания серы и фосфора. Фосфор повышает хрупкость феррита, способствует образованию ломкой стружки и получению высокого качества поверхности. Сульфиды оказывают смазывающее действие. Повышенное содержание вредных элементов (серы и фосфора) приводит к снижению механических свойств. Маркировка Стали маркируются буквой А (автоматная) и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Сталь, легированная свинцом, маркируется сочетанием букв «АС» (АС14 ). Сталь, легированная селеном, обозначается буквой "Е" (А35Е ). Пример: А20 - автоматная сталь, содержание углерода в среднем 0,20%; АС14 - 0,14% С, 0,15-0,3% Рв. Применение Cтали А11, А12, А20 используют для крепежных деталей и изделий сложной формы, не испытывающих больших нагрузок, к ним предъявляются высокие требования по точности размеров и чистоте поверхности. Стали А30, А41 предназначены для деталей, испытывающих высокие напряжения. Стали, содержащие свинец применяют для изготовления деталей двигателей. Легированные стали Легированными называют стали, в которые для получения требуемых свойств вводят ряд элементов (хром, никель, марганец, вольфрам, ванадий и др.), обеспечивающих определенные физико-механические и химические свойства. Легированные стали применяют для тяжело нагруженных металлоконструкций. Легированные конструкционные стали Низколегированные Среднелегированные Высоколегированные Содержание легирующих элементов: Низколегированные стали содержание легирующих элементов <2,5 % Среднелегированные стали содержание легирующих элементов 2,5-10 % Высоколегированные стали содержание легирующих элементов >10 % Маркировка легированных сталей 12 Х 2 Н 4 А 0,12% углерода 2% хрома 4% никеля Высококачественная Особовысококачественные стали обозначают буквой «Ш» Обозначение химических элементов: Г – марганец, С – кремний, Х – хром, Н – никель, Д – медь, Ц – цирконий, Ф – ванадий, Р – бор, Т – титан, А – азот, Б – ниобий, М – молибден, П - фосфор. ИСКЛЮЧЕНИЯ: 1. если в стали присутствуют титан, медь, цирконий, ванадий, молибден или фосфор, то цифра обозначает содержание данного элемента в стали в десятых долях процента (до 0,2%); 2. медь и молибден (Д и М) до 0,5%; 3. азот и ниобий (А и Б) – в сотых долях процента (0,015-0,05%); 4. бор (Р) – в тысячных долях (до 0,006%).
Зарубежные аналоги российских марок легированных сталей Строительные низколегированные стали Низколегированными называют стали, содержащие не более 0,22% С и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов до (1.8% Мn, до 1,2% Si, до 0,8% Сr). К ним относятся: 09Г2, 09ГС, 17ГС, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД, 17Г2С и другие. Низколегированную сталь (в основном без дополнительной термической обработки) в виде листов, сортового проката применяют в строительстве и машиностроении для сварных конструкций. Арматурные стали Для армирования железобетонных конструкций применяют углеродистую или низкоуглеродистую сталь в виде гладких или периодического профиля стержней или низколегированную сталь. В арматурных сталях фосфора должно содержаться не более 0,04%, серы – не более 0,045%. Шарикоподшипниковые стали Маркировка. буква «Ш» означает шарикоподшипниковая, Х – хром. ШХ15 – 0,95-1,0% С; 1,5% Cr ШХ15СГ – 0,95-1,05% С; 1,5% Cr; 0,4-0,65% Si и 1,3-1,65% Мn Применение ШХ15- для подшипников небольших сечений ШХ15СГ – для подшипников больших сечений Эти стали обладают высокой твердостью, износостойкостью и сопротивлением контактной усталости Для подшипников, работающих в агрессивных средах, применяют сталь 95Х18 содержит 0,95% углерода и 18% хрома. Инструментальные стали и сплавы Стали для режущего инструмента Стали У10, У11, У12, У13 применяют для режущего инструмента (фрезы, зенкеры, сверла, напильники и т. д.). Стали У7 и У8 применяют для изготовления деревообрабатывающего инструмента Быстрорежущие стали Р6М5, Р12Ф3, Р8М3К6С, Р9. Р8М3, Р8М5 обладают высокой теплостойкостью и высокой твердостью, прочность и износостойкость при повышенных температурах. Стали с особыми физическими свойствами Это стали, для которых основным требованием является обеспечение определенного уровня физических свойств 1. Магнитные стали магнитотвердые; магнитомягкие; парамагнитные. 2. Стали с высоким электрическим сопротивлением Магнитотвердые стали Магнитотвердые стали – высокоуглеродистые стали и стали, легированные хромом, вольфрамом, кобальтом. Например ЕХ3. Е7В5, ЕХ5К5, ЕХ9К15М. Буква Е – магнитные. Эти стали применяют для постоянных магнитов. Магнитномягкие стали В качестве магнитномягкого материала используются низкоуглеродистые стали легированные кремнием (0,8-4,8%). Например: Э11, Э12, Э22, Э42. Буква «Э» - сталь электротехническая. Первая цифра после буквы «Э» - содержание кремния в процентах. Вторая цифра – гарантированные магнитные свойства. Магнитномягкие стали применяются для изготовления сердечников магнитных устройств, работающих в переменных полях. Парамагнитные стали В специальных областях техники, применяют немагнитные (парамагнитные) стали, к ним относятся стали аустенитного класса: 17Х18Н9, 12Х18Н10Т, 55Г9Н9Х3, 50Г184 и др. Недостатком этих сталей является низкий предел текучести. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ Термическая обработка - совокупность воздействий нагрева и охлаждения на сталь с заданной скоростью для изменения ее внутреннего строения и получения необходимых свойств. Температуру нагрева стали под термическую обработку выбирают в зависимости от ее химического состава и исходя из положения критических температур на диаграмме состояния железо-углерод. Режим термической обработки НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. СОСТАВ ПОЛИМЕРОВ Полимер - материал, обладающий такой молекулярной массой, при которой дальнейшее прибавление одной или нескольких групп не вызывает существенного изменения его физических свойств. Полимеризация - экзотермическая цепная реакция, при которой одинаковые или подобные компоненты реакции, (мономеры), при расщеплении двойных связей атомов углерода, образуют друг с другом макромолекулы полимера без выделения побочных продуктов реакции. Мономер - вещество с низкой молекулярной массой Н Н Н Н Н Н Н С=С полимеризация - С - С - С - С - С- Р(атм.),Т(оС), катализаторы Н Н Н Н Н Н Н n звено цепи полиэтилена Сополимеры - полимеры, макромолекулы которых содержат несколько различных типов мономерных звеньев. Сополимеризация - совместная полимеризация двух или более мономеров Сополимеры могут иметь упорядоченное строение – abababababab нерегулярное строение – aabababbab блоксополимеры - aaaabbbbaaaabbbbaaaa гомополимеры - содержащие один вид мономерных единиц сополимеры - различные мономерные единицы Полимеры с регулярным расположением мономерных единиц обладают высокой степенью кристалличности. Такие полимеры при комнатной температуре являются прочными, жесткими пластмассами. Они обладают резко выраженной температурой плавления или размягчения. Если мономеры расположены нерегулярно, то полимер имеет вид стеклообразного или каучукообразного материала. Полимеры такого типа не обладают определенной точкой плавления, а их размягчение происходит в широком интервале температур. Такой полимер является аморфным. стеклообразное (твердое) состояние - характеризуется высоким модулем упругости; высокоэластичное состояние - полимер способен обеспечивать обратимую деформацию; вязкотекучее состояние - появляется пластическая необратимая деформация и наступает течение полимера. Термопласт - материал, способный повторно размягчаться при нагреве и становиться твердым при охлаждении. Реактопласт – материал, который при твердении в результате нагрева или химической обработки становится неплавким, нерастворимым. В состав полимерного материала могут входить: связующее (полимерная матрица); наполнители; пластификаторы; стабилизаторы; красители; отвердители; структуро- и порообразователи; антистатики. Связующее - удерживает все ингредиенты композиции в заданной форме и размерах. Наполнители вводят в полимер для улучшения эксплуатационных свойств, возможности его более широкого применения, а также для снижения стоимости изделия. Пластификаторы - вещества, вводимые в полимер для повышения пластичности или эластичности. Ста6илuзаторы - вещества, вводимые в полимер для придания ему устойчивости к действию кислорода, особенно при повышенных температурах в условиях производства, длительного хранения или эксплуатации Красители - органические и неорганические вещества, которые вводят в полимер для придания товарного вида. Отвердители создают в полимерной матрице (при изготовлении) химические связи между макромолекулами для повышения прочности, устойчивости к тепловым воздействиям, придания химической стойкости Структурообразователи вводят в полимер для получения полимерной матрицы с определенной структурой Порообразователи - вспенивающие вещества, используемые для образования в полимере замкнутых (не сообщающихся или сообщающихся) пор, снижающих плотность материала. Антистатики - различные группы ПАВ, предотвращающие возникновение и накопление статического электричества. Классификация полимеров по происхождению - природные, искусственные, синтетические; по механизму синтеза - полимеризационные, поликонденсационные; по способу синтеза - суспензионные, эмульсионные, блочные, массивные; по поведению при высоких температурах - термопласты, реактопласты. Термопласты – способны повторно размягчаться при нагреве и становиться твердым при охлаждении. Реактопласты - после отвердения в результате нагрева или химической обработки становятся неплавкими, нерастворимыми. по химическому строению - органические или неорганические; по конечному продукту - гомополимеры, полимеры, пластические массы или полимерные материалы. Полипропилен - производная этилена, выпускается в виде порошка белого цвета или гранул со стабилизаторами, красителями и другими добавками Маркировка полипропилена: 01003, 21007, 21060, 210100, 22007, 22030 Первая цифра - указывает на процесс синтеза с использованием катализаторов; вторая цифра -обозначает материал: 1 - полипропилен, 2 – сополимер пропилена с этиленом; три последние цифры – десятикратно увеличенное значение показателя текучести расплава Полистирол является продуктом синтеза стирола. Это твердый, жесткий, прозрачный, аморфный полимер Виды полистирола: суспензионный (ПС-С), эмульсионный (ПСЭ-l, ПСЭ-2) блочный полистирол (ПСМ, ПСМ Д) М - полимеризация в массе, С - суспензионная полимеризация. Первые две цифры - величина ударной вязкости, Две последние цифры – десятикратное значение содержания остаточного мономера. Метод переработки: Э - экструзия, Л - литье под давлением. Маркировка ударопрочного полистирола: УПС-0803Л, УПС-0803Э, УПМ-0703Л, УПМ-1124 Фторопласты обладают высокой химической стойкостью к воздействию кислот, щелочей, растворителей, хорошей водостойкостью, низким коэффициентом трения, высокими механическими свойствами Эпоксидные смолы (ЭД) - низкомолекулярные соединения, способные переходить в твердое состояние в присутствии отвердителя Маркировка: ЭД -22, ЭД-16, ЭД-14. Цифра указывает на содержание эпоксидных групп в процентах. ЭД-14 - содержание эпоксидных групп составляет 14-16%. ПОЛИЭТИЛЕН Полиэтилен - продукт полимеризации газа этилена Полиэтилен химически стоек и при нормальной температуре нерастворим ни в одном из известных растворителей. Недостаток полиэтилена - подверженность старению под воздействием кислорода и ультрафиолета, не стоек к воздействию углеводородов Полиэтилен, применяемый для производства труб характеризуется показателем длительной прочности (Minimum Required Strength – MRS) MRS характеризует напряженное состояние газопровода при температуре 200С после эксплуатации в течение не менее 50 лет. Полиэтилен - твердый полимер белого цвета, структура и физические свойства которого определяются способом получения. В промышленности полиэтилен получают (3-мя способами) при разных давлениях: высоком - полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или полиэтилен низкой плотности (ПЭНП); среднем - полиэтилен среднего давления или полиэтилен высокой плотности, - низком - полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). Степень кристалличности полиэтилена: низкой плотности (высокого давления) составляет 60%, полиэтилена высокой плотности (низкого давления) 70-85% полиэтилена высокой плотности (среднего давления) 90% сверхвысокомолекулярного полиэтилена высокой плотности (низкого давления) 50%. Полиэтилен обладает высокой прочностью с достаточно высокой эластичностью в широком диапазоне температур: от -1200С до +1000С. Полиэтилен не взаимодействует со следующими веществами: природный углеводородный газ; вода; кислоты и щелочи при любых температурах. Полиэтилен не стоек: к сжиженной и газообразной пропан-бутановой смеси; к ароматическим углеводородам; к спиртам; к маслам; к животным жирам. Изготовление полиэтилена Полимеризация этилена для получения полиэтилена высокой плотности происходит при температурах 40…700С и давлении до 10 атм. Синтез полиэтилена низкой плотности протекает при давлениях до 4000 атм. и температурах до 3200С Для производства труб применяется полиэтилен высокой плотности Схема производства полиэтилена высокой плотности включает следующие стадии: 1 - приготовление катализатора, 2 - полимеризация, 3 - очистка полиэтилена, 4 - регенерация растворителей. Степень превращения этилена в полиэтилен достигает 98% Производство полиэтиленовых труб в нашей стране Полиэтиленовые трубы обладают следующими положительными свойствами: - большая коррозионная стойкость; малая масса; - удобство монтажа; - малое гидравлическое сопротивление. Трубы из полиэтилена для газопроводов ГОСТ Р 5038-95 SDR 11
Трубы из полиэтилена для газопроводов ГОСТ Р 5038-95 SDR 17,6
Трубы армированные многослойные ТУ 2248-058-00203536-99
|