Реферат: Свойства машиностроительных материалов

Министерство общего ипрофессионального

образования РФ

Оренбургский государственныйуниверситет

Кафедра материаловедения итехнологии материалов

Реферат на тему

Свойства машиностроительных

материалов

Выполнил:Баженов А.В., группа 96АТПиП

Проверил:Богодухов С.И.

Оренбург, 1998

Содержание

 

Раздел <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">I

1. Конструкционные стали и сплавы.

1.1. Углеродистые конструкционные стали.

1.2.Легированные конструкционные стали.

1.3. Строительные низкоуглеродистые стали.

1.4. Арматурные стали.

1.5. Стали для холодной штамповки.

1.6. Конструкционные (машиностроительные)цементируемые (нитроцементуемые) легированные стали.

1.7. Конструкционные (машиностроительные) улучшаемыелегированные стали.

1.8. Стали с повышенной обрабатываемостью резанием.

1.9. Мартенситно-стареющиевысокопрочные стали.

1.10. Высокопрочные стали с высокой пластичностью(ТРИП- или ПНП-стали)

1.11. Рессорно-пружинные стали общего назначения.

1.12. Шарикоподшипниковые стали.

1.13. Износостойкие стали.

1.14. Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали исплавы.

1.15. Криогенные стали.

1.16. Жаропрочные стали и сплавы.

2. Инструментальные стали и твердые сплавы.

2.1. Стали для режущего инструмента.

2.2. Стали для измерительного инструмента.

2.3. Стали для штампов холодного деформирования.

2.4. Стали для штампов горячего деформирования.

2.5. Твердые сплавы.

3. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.

3.1. Магнитные стали и сплавы.

3.2. Металлические стекла (амфорные сплавы).

3.3. Стали и сплавы с высоким электрическимсопротивлением для нагревательных элементов.

3.4. Сплавы с заданным температурным коэффициентомлинейного расширения.

3.5. Сплавы с эффектом “памяти формы”.

4. Тугоплавкие металлы и их сплавы.

5. Титан и сплавы на его основе.

5.1. Титан.

5.2. Сплавы на основе титана.

6. Алюминий и сплавы на его основе.

6.1. Алюминий.

6.2. Классификация алюминиевых сплавов.

6.3. Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемыетермической обработкой.

6.4. Деформируемые алюминиевые сплавы, неупрочняемые термической обработкой.

6.5. Литейные алюминиевые сплавы.

7. Магний и сплавы на его основе.

7.1. Магний.

7.2. Сплавы на основе магния.

8. Медь и сплавы на ее основе.

8.1. Медь.

8.2. Сплавы на основе меди.

9. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы наоловянной, свинцовой, цинковой и алюминиевой основах.

10. Композиционные материалы с металлическойматрицей.

11. Конструкционные порошковые материалы.

Раздел <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">II

1. Общие сведения о неметаллических материалах.

1.1. Особенности свойств полимерных материалов.

2. Пластические массы.

2.1. Состав, свойства пластмасс.

2.2. Термопластичныепластмассы.

2.3. Термореактивные пластмассы.

2.4. Газонаполненные пластмассы.

3. Композиционные материалы с неметаллическойматрицей.

3.1. Общие сведения, состав.

3.2. Карбоволокниты.

3.3. Бороволокниты.

3.4. Органоволокниты.

4. Резиновые материалы.

4.1. Общиесведение, состав иклассификация резин.

4.2. Резины общего назначения.

4.3. Резины специального назначения.

5. Клеящие материалы и герметики.

5.1. Общие сведение, состав пленкообразующихматериалов.

5.2. Конструкционные, смоляные и резиновые клеи.

5.3. Неорганические клеи.

5.4. Герметики.

6. Неорганические материалы.

6.1. Графит.

6.2. Неорганическое стекло.

6.3. Керамические материалы.

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">

I РАЗДЕЛ

Конструкционные стали исплавы

Конструкционными называютсястали, предназначенные для изготовления деталей машин (машиностроительныестали), конструкций и сооружений (строительные стали).

Углеродистые конструкционныестали

Углеродистые конструкционныестали подразделяются на стали обыкновенного качества и качественные.

Стали обыкновенногокачества изготавливаютследующих марок Ст0, Ст1, Ст2,..., Ст6 (с увеличением номера возрастаетсодержание углерода). Ст4 — углерода 0.18-0.27%, марганца 0.4-0.7%.

Стали обыкновенногокачества, особенно кипящие, наиболее дешевые. Стали отливают в крупные слитки,вследствие чего в них развита ликвация и они содержат сравнительно большоеколичество неметаллических включений.

С повышением условногономера марки стали возрастает предел прочности (<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">s

в) и текучести (<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2) и снижается пластичность (<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d,<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y). Ст3сп имеет <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">sв=380<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸490МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=210<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸250МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=25<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">¸22%.

Из сталей обыкновенногокачества изготовляют горячекатаный рядовой прокат: балки, швеллеры, уголки, прутки, а также листы, трубы ипоковки. Стали в состоянии поставки широко применяют в строительстве длясварных, клепанных и болтовых конструкций.

С повышением содержания встали углерода свариваемость ухудшается. Поэтому стали Ст5 и Ст6 с болеевысоким содержанием углерода применяют для элементов строительных конструкций,не подвергаемых сварке.

Качественные углеродистыестали выплавляют ссоблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и ведения плавки иразливки. Содержание S<=0.04%,P<=0.035<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸

0.04%, а также меньшеесодержание неметаллических включений.

Качественные углеродистыестали маркируют цифрами 08, 10, 15,..., 85, которые указывают среднеесодержание углерода в сотых долях процента.

Низкоуглеродистые стали(С<0.25%) 05кп, 08, 07кп, 10,10кп обладают высокой прочностью и высокой пластичностью. <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=330<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸340МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=230<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸280МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=33<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">¸31%.

Стали без термическойобработки используют для малонагруженных деталей, ответственных сварныхконструкций, а также для деталей машин, упрочняемых цементацией.

Среднеуглеродистые стали(0.3-0.5% С) 30, 35,..., 55применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самыхразнообразных деталей во всех отраслях промышленности. Эти стали по сравнению снизкоуглеродистыми имеют более высокую прочность при более низкой пластичности(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=500<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸600МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=300<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸360МПа,<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=21<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">¸16%). В связи с этим ихследует применять для изготовления небольших деталей или более крупных, но нетребующих сквозной прокаливаемости.

Стали с высоким содержаниемуглерода(0.6-0.85% С) 60, 65,..., 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью иупругими свойствами. Из этих сталей изготавливают пружины и рессоры, шпиндели,замковые шайбы, прокатные валки и т.д.

Легированные конструкционныестали

Легированные стали широкоприменяют в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, в автомобильнойпромышленности, тяжелом и транспортном машиностроении в меньшей степени встанкостроении, инструментальной и других видах промышленности. Это сталиприменяют для тяжело нагруженных металлоконструкций.

Стали, в которых суммарноеколичество содержание легирующих элементов не превышает 2.5%, относятся книзколегированным, содержащие 2.5-10% — к легированным, и более 10% квысоколегированным (содержание железа более 45%).

Наиболее широкое применениев строительстве получили низколегированные стали, а в машиностроении — легированные стали.

Легированные конструкционныестали маркируют цифрами и буквами. Двухзначные цифры, приводимые в началемарки, указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквысправа от цифры обозначают легирующий элемент. Пример, сталь 12Х2Н4А содержит0.12% С, 2% Cr, 4% Niи относится к высококачественным, на что указываетв конце марки буква <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">²

А<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">².

Строительныенизколегированные стали

Низко легированными называютстали, содержащие не более 0.22% С и сравнительно небольшое количествонедефицитных легирующих элементов: до 1.8% Mn, до1,2% Si,до0,8% Crи другие.

К этим сталям относятсястали 09Г2, 09ГС, 17ГС, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД, 10ХНДП и многие другие. Стали ввиде листов, сортового фасонного проката применяют в строительстве и машиностроениидля сварных конструкций, в основном без дополнительной термической обработки.Низколегированные низкоуглеродистые стали хорошо свариваются.

Для изготовления труббольшого диаметра применяют сталь 17ГС (<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">s

0.2=360МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">sв=520МПа).

Арматурные стали

Для армированияжелезобетонных конструкций применяют углеродистую или низкоуглеродистую сталь ввиде гладких или периодического профиля стержней.

Сталь Ст5сп2 — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=50МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=300МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=19%.

Стали для холодной штамповки

Для обеспечения высокой штампуемости отношение <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">s

в/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2стали должно быть 0.5-0.65при <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">yне менее 40%. Штампуемостьстали тем хуже, чем больше в ней углерода. Кремний, повышая предел текучести,снижает штампуемость, особенно способность стали квытяжке. Поэтому для холодной штамповки более широко используют холоднокатаныекипящие стали 08кп, 08Фкп (0.02-0.04% V) и 08Ю (0.02-0.07% Al).

Конструкционные(машиностроительные) цементируемые (нитроцементуемые)легированные стали

Для изготовления деталей,упрочняемых цементацией, применяют низкоуглеродистые (0.15-0.25% С) стали.Содержание легирующих элементов в сталях не должно быть слишком высоким, нодолжно обеспечить требуемую прокаливаемостьповерхностного слоя и сердцевины.

Хромистые стали15Х, 20Х предназначены дляизготовления небольших изделий простой формы, цементируемых на глубину1.0-1.5мм. Хромистые стали по сравнению с углеродистыми обладают более высокимипрочностными свойствами при некоторой меньшей пластичности в сердцевине илучшей прочности в цементируемом слое., чувствительна к перегреву, прокаливаемость невелика.

Сталь 20Х — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=800МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=650МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=11%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=40%.

Хромованадиевые стали. Легирование хромистойстали ванадием (0.1-0.2%) улучшает механические свойства (сталь 20ХФ). Крометого, хромованадиевые стали менее склонны к перегреву. Используют только дляизготовления сравнительно небольших деталей.

Хромоникелевые сталиприменяются для крупныхдеталей ответственного значения, испытывающих при эксплуатации значительныединамические нагрузки. Повышенная прочность, пластичность и вязкость сердцевиныи цементированного слоя. Стали малочувствительны к перегреву при длительнойцементации и не склонны к перенасыщению поверхностных слоев углеродом

Сталь 12Х2Н4А — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1150МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=950МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=10%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=50%.

Хромомарганцевые сталиприменяют во многих случаяхвместо дорогих хромоникелевых. Однако они менее устойчивы к перегреву и имеютменьшую вязкость по сравнению с хромоникелевыми.

В автомобильной и тракторнойпромышленности, в станкостроении применяют стали 18ХГТ и 25ХГТ.

Сталь 25ХГМ — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1200МПв, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=1100МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=10%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=45%.

Хромомарганцевоникелевыестали. Повышение прокаливаемости и прочности хромомарганцевых сталейдостигается дополнительным легированием их никелем.

На ВАЗешироко применяют стали 20ХГНМ, 19ХГН и 14ХГН.

После цементации эти сталиимеют высокие механические свойства.

Сталь 15ХГН2ТА — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=950МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=750МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=11%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=55%.

Стали, легированные бором. Бор увеличивает прокаливаемость стали, делает сталь чувствительной кперегреву.

В промышленности длядеталей, работающих в условиях износа при трении, применяют сталь 20ХГР, атакже сталь 20ХГНР.

Сталь 20ХГНР — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1300МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=1200МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=10%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=09%.<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Конструкционные(машиностроительные) улучшаемые легированные стали

Стали имеют высокий пределтекучести, малую чувствительность к концентраторам напряжений, в изделиях,работающих при многократном приложении нагрузок, высокий предел выносливости идостаточный запас вязкости. Кроме того, улучшаемые стали обладают хорошей прокаливаемостью и малой чувствительностью к отпускнойхрупкости.

При полной прокаливаемости сталь имеет лучшие механические свойства,особенно сопротивление хрупкому разрушению — низкий порог хладноломкости,высокое значение работы развития трещины КСТ и вязкость разрушения К1с.

Хромистые стали30Х, 38Х, 40Х и 50Х применяютдля средненагруженных деталей небольших размеров. С увеличением содержанияуглерода возрастает прочность, но снижаются пластичность и вязкость. Прокаливаемость хромистых сталей невелика.

Сталь 30Х — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=900МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=700МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=12%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=45%.

Хромомарганцевые стали. Совместное легированиехромом (0.9-1.2%) и марганцем (0.9-1.2%) позволяет получить стали с достаточновысокой прочностью и прокаливаемостью (40ХГ). Однакохромомарганцевые стали имеют пониженную вязкость, повышенный порогхладноломкости (от 20 до -60<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°

С), склонность к отпускнойхрупкости и росту зерна аустенита при нагреве.

Сталь 40ХГТР — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1000МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=800МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=11%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=45%.

Хромокремнемарганцевыестали. Высоким комплексом свойствобладают хромокремнемарганцевые стали (хромансил). Стали 20ХГС, 25ХГС и 30ХГС обладают высокойпрочностью и хорошей свариваемостью. Стали хромансилприменяют также в виде листов и труб для ответственных сварных конструкций (самолетостроение).Стали хромансил склонны к обратимой отпускнойхрупкости и обезуглероживанию при нагреве.

Сталь 30ХГС — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1100МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=850МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=10%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=45%.

Хромоникелевые сталиобладают высокой прокаливаемостью, хорошей прочностью и вязкостью. Ониприменяются для изготовления крупных изделий сложной конфигурации, работающихпри динамических и вибрационных нагрузках.

Сталь 40ХН — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1000МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=800МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=11%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=45%.

Хромоникелемолибденовыестали.Хромоникелевые стали обладают склонностью к обратимой отпускной хрупкостью, дляустранения которой многие детали небольших размеров из этих сталей охлаждаютпосле высокого отпуска в масле, а более крупные детали в воде для устраненияэтого дефекта стали дополнительно легируют молибденом (40ХН2МА) или вольфрамом.

Сталь 40ХН2МА — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1100МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=950МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=12%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=50%.

Хромоникелемолибденованадиевыестали обладают высокойпрочностью, пластичностью и вязкостью и низким порогом хладноломкости. Этомуспособствует высокое содержание никеля. Недостатками сталей являются трудностьих обработки резанием и большая склонность к образованию флокенов.Стали применяют для изготовления наиболее ответственных деталей турбин и компрессорныхмашин.

Сталь 38ХН3МФА — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1200МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=1100МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=12%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=50%.

Стали с повышеннойобрабатываемостью резанием

Наиболее часто применяютавтоматные стали А12, А20, А40, имеющие повышенное содержание серы (0.08-0.3%),фосфора (<=0.05%) и марганца (0.7-1.0%). Сталь 40Г содержит1.2-1.55% Mn.

Фосфор, повышая твердость,прочность и охрапчивая сталь, способствуетобразованию ломкой стружки и получению высокого качества поверхности.

Стали обладают большойанизотропией механических свойств, склонны к хрупкому разрушению, имеютпониженный предел выносливости. Поэтому сернистые автоматные стали применяютлишь для изготовления неответственных изделий — преимущественно нормалей илиметизов.

Мартенсито-стареющиевысоко прочные стали

Широкое применение в техникеполучила высокопрочная мартенсито-стареющая стальН18К9М5Т (<=0.03% С, ~18% Ni, ~9% Co, ~5% Mo, ~0.6 Ti).

Кроме стали Н18К9М5Т нашлиприменение менее легированные мартенсито-стареющиестали: Н12К8М3Г2, Н10Х11М2Т (<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=1400<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸1500МПа), Н12К8М4Г2,Н9Х12Д2ТБ (<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">sв=1600<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸1800МПа), KCU=0.35<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸0.6 МДж/м2,<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=1800<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸2000МПа. Мартенсито-стареющиестали имеют высокий предел упругости <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">s0.002=1500МПа.

Мартенсито-стареющиестали применяют вавиационной промышленности, в ракетной технике, в судостроении, вприборостроении для упругих элементов, в криогенной технике и т.д. Эти сталидорогостоящие.

Высокопрочные стали свысокой пластичностью

(ТРИП- или ПНП-стали)

Метастабильные высокопрочныеаустенитные стали называют ТРИП-сталямиили ПНП-сталями. Эти стали содержат 8-14% Cr, 8-32%Ni, 0.5-2.5%Mn, 2-6% Mo, до 2% Si(30Х9Н8М4Г2С2 и 25Н25М4Г1).

Механические свойства ПНП-сталей: <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">s

в=1500<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸1700МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=1400<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸1550МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=50<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">¸60%. Характерным для этогруппы сталей является высокое значение вязкости разрушения и пределавыносливости.

Широкому применению ПНП-сталей препятствует их высокая легированность,необходимость использования мощного оборудования для деформации присравнительно низких температурах, трудность сварки. Эти стали используют дляизготовления высоконагруженных деталей, проволоки, тросов, крепежных деталей идр.

Рессорно-пружинные сталиобщего назначения

Рессорно-пружинные сталипредназначены для изготовления пружин, упругих элементов и рессор различногоназначения. Они должны обладать высоким сопротивлением малым пластическимдеформациям, пределом выносливости и релаксационной стойкостью при достаточнойпластичности и вязкости.

Для пружин малого сеченияприменяют углеродистые стали 65, 70,75, 85. Сталь 85 — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

0.2=1100МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">sв=1150МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=8%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=30%.

Более часто для изготовленияпружин и рессор используют легированные стали.

Стали 60С2ХФА и 65С2ВА,имеющие высокую прокаливаемость, хорошую прочность ирелаксационную стойкость применяют для изготовления крупных высоконагруженныхпружин и рессор. Сталь 65С2ВА — <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">s

0.2=1700МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">sв=1900МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=5%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=20%. Когда упругие элементыработают в условиях сильных динамических нагрузок, применяют сталь с никелем60С2Н2А.

Для изготовленияавтомобильных рессор широко применяют сталь 50ХГА, которая по техническимсвойствам превосходит кремнистые стали. Для клапанных пружин рекомендуетсясталь 50ХФА, не склонная к перегреву и обезуглероживанию.

Шарикоподшипниковые стали.

Для изготовления тел каченияи подшипниковых колец небольших сечений обычно используют высокоуглеродистуюхромистую сталь ШХ15 (0.95-1.0% С и 1.3-1.65% Cr),а больших сечений — хромомарганцевую сталь ШХ15СГ (0.95-1.05% С, 0.9-1.2% Cr, 0.4-0.65% Siи 1.3-1.65% Mn),прокаливающуюся  на большую глубину.Стали обладают высокой твердостью, износостойкостью и сопротивлением контактнойусталости. К сталям предъявляются высокие требования по содержаниюнеметаллических включений, так как они вызывают преждевременное усталостноеразрушение. Недопустима также карбидная неоднородность.

Для изготовления деталейподшипников качения, работающих при высоких динамических нагрузках, применяют цементуемые стали 20Х2Н4А и 18ХГТ. После газовойцементации, высокого отпуска, закалки и отпуска детали подшипника из стали20Х2Н4А имеют на поверхности 58-62 HRCи в сердцевине 35-45 HRC.

Износостойкие стали

Для деталей, работающих наизнос в условиях абразивного трения и высоких давлений и ударов, применяютвысокомарганцевую литую аустенитную сталь 110Г13Л,содержащую 0.9-1.3% С и 11,5-14.5% Mn. Она обладает следующимимеханическими свойствами: <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

0.2=250<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸350МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">sв=800<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">¸1000МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=35<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">¸45%, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">y=40<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">¸50%.

Сталь 110Г13Л обладаетвысокой износостойкостью только при ударных нагрузках. При небольших ударныхнагрузках в сочетании с абразивным изнашиванием либо при чистом абразивномизнашивании мартенситное превращение не протекает и износостойкость стали110Г13Л невысокая.

Для изготовления лопастейгидротурбин и гидронасосов, судовых гребных винтов и других деталей, работающихв условиях изнашивания при кавитационной эрозии,применяют стали с нестабильным аустенитом 30Х10Г10,0Х14АГ12 и 0Х14Г12М, испытывающим при эксплуатации частичное мартенситное превращение.

Коррозийно-стойкие ижаростойкие стали и сплавы

Жаростойкие стали и сплавы. Повышение окалиностойкости достигается введением в сталь главнымобразом хрома, а также алюминия или кремния, т. е. Элементов, находящихся втвердом растворе и образующих в процессе нагрева защитные пленки оксидов(Cr, Fe)2O3, (Al, Fe)2O3.

Для изготовления различногорода высокотемпературных установок, деталей печей и газовых турбин применяютжаростойкие ферритные (12Х17, 15Х25Т и др.) и аустенитные(20Х23Н13, 12Х25Н16Г7АР, 36Х18Н25С2 и др.) стали, обладающие жаропрочностью.

Сталь 12Х17 — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=520МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=350МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=30%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=75%.

Коррозионно-стойкие стали  устойчивы к электрохимической коррозии.

Стали 12Х13 и 20Х13применяют для изготовления деталей с повышенной пластичностью, подвергающихсяударным нагрузкам (клапанов гидравлических прессов, предметов домашнегообихода), а также изделий, испытывающих действие слабо агрессивных сред(атмосферных осадков, водных растворов солей органических кислот).

Стали 30Х13 и 40Х13используют для карбюраторных игл, пружин, хирургических инструментов и т. д.

Стали 15Х25Т и 15Х28используют чаще без термической обработки для изготовления сварных деталей,работающих в более агрессивных средах и не подвергающихся действию ударныхнагрузок, при температуре эксплуатации не ниже -20<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°

С.

Сталь 12Х18Н10Т получиланаибольшее распространение для работы в окислительных средах (азотная кислота).

Сталь 12Х13 — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=750МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=500МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=20%, <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">y=65%.

Коррозионно-стойкие сплавына железоникелевой и никелевой основе. Сплав 04ХН40МДТЮ предназначен для работы прибольших нагрузках в растворах серной кислоты.

Для изготовления аппаратуры,работающей в солянокислых средах, растворах серной ифосфорной кислоты, применяют никелевый сплав Н70МФ. Сплавы на основе Ni-Moимеют высокое сопротивление коррозии в растворахазотной кислоты.

Для изготовления сварнойаппаратуры, работающей в солянокислых средах,применяют сплав Н70МФ.

Наибольшее распространениеполучил сплав ХН65МВ для работы при повышенных температурах во влажном хлоре, солянокислых средах, хлоридах, смесях кислот и другихагрессивных средах.

Сталь Н70МФ — <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s

в=950МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s0.2=480МПа, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d=50%.

Двухслойные сталинашли применение длядеталей аппарату

еще рефераты
Еще работы по материаловедению