 |
Эти стали характеризуются более низким, чем у сталей обыкновенного качества, содержанием вредных примесей и неметаллических включений. Их поставляют в виде проката, поковок и других полуфабрикатов с гарантированным химическим составом и механическими свойствами (табл. 13.3). Маркируют их двузначными числами: 08, 10, 15, 20, …, 60, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента (ГОСТ 1050-88).
|
Например, сталь 10 содержит в среднем 0,10%С, сталь 45 – 0,45%С и т.д.
Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие с индексами соответственно «пс» и «кп». Химический состав спокойных сталей приведен в табл. 13.3. кипящими производят стали 08кп, 10кп, 15кп, 18кп, 20кп; полуспокойными – 08пс, 10пс, 15пс, 20пс. В отличие от спокойных кипящие стали практически не содержат кремния (не более 0,03%); в полуспокойных его количество ограничено 0,05 – 0,17%.
Содержание марганца повышается по мере увеличения концентрации углерода от 0,25 до 0,80%. Содержание азота для сталей, перерабатываемых в тонкий лист, ограничено 0,006%; для остальных сталей – 0,008%.
Механические свойства зависят от толщины проката: при толщине проката более 80 мм показатели прочности и пластичности несколько ниже значений, приведенных в табл. 13.3. ГОСТ 1050-88 гарантирует механические свойства углеродистых качественных сталей после закалки и отпуска, нагартовки или термической обработки, устраняющей нагартовку – отжига или высокого отпуска.
Качественные стали находят многостороннее применение в технике, так как в зависимости от содержания углерода и термической обработки обладают разнообразными механическими и технологическими свойствами.
Низкоуглеродистые стали по назначению подразделяют на две подгруппы.
1. Малопрочные и высокопластичные стали 08, 10. Из-за способности к глубокой вытяжке их применяют для холодной штамповки различных изделий. Без термической обработки в горячекатаном состоянии эти стали используют для шайб, прокладок, кожухов и других деталей, изготавливаемых холодной деформацией и сваркой.
2. Цементуемые – стали 15, 20, 25. Предназначены они для деталей небольшого размера (кулачки, толкатели, малонагруженные шестерни и т. п.), от которых требуется твердая, износостойкая повнрхность и вязкая седцевина. Поверхностный слой после цементации упрочняют закалкой в воде в сочетании с низким отпуском. Сердцевина из-за низкой прокаливаемости упрочняется слабо. Эти стали применяют также горячекатаными и после нормализации. Они пластичны, хорошо штампуются и свариваются; используются для изготовления деталей машин и приборов невысокой прочности (крепежные детали, втулки, штуцеры и т.п.), а также деталей котлотурбостроения (трубы перегревателей, змеевики), работающих под давлением при температуре от -40 до 425 
.
3. 
Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45,50,55 отличаются большей прочностью но меньшей пластичностью, чем низкоуглеродистые (см. табл. 13.3). Их применяют после улучшения, нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии – после закалки и высокого отпуска на структуру сорбит – достигаются высокая ударная вязкость, пластичность (рис. 13.9, а) и, как следствие, малая чувствительность к концентраторам напряжений. При увеличении сечения деталей из-за несквозной прокаливаемости механические свойства таких сталей снижаются (рис. 13.9, б).
После улучшения стали применяют для изготовления деталей небольшого размера, работоспособность которых определяется сопротивлением усталости (шатуны, коленчатые валы малооборотных двигателей, зубчатые колеса, маховики, оси и т.п.). При этом возможный размер деталей зависит от условий их работы и требований к прокаливаемости. Для деталей, работающих на растяжение – сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению и как следствие, сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается 12 мм. Для деталей (валы, оси и т.п.), испытывающих главным образом напряжения изгиба и кручения, которые максимальны на поверхности, толщина упрочненного при закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей – 30 мм.
Для изготовления более крупных деталей, работающих при невысоких циклических и контактных нагрузках, используют стали 40, 45, 50.
Их применяют после нормализации и поверхностной индукционной закалки с нагревом ТВЧ тех мест, которые должны иметь высокую твердость поверхности (40 – 58HRC) и сопротивление износу (шейки коленчатых валов, кулачки распределительных валиков, зубья шестерен и т.п.)
Индукционной закалкой с нагревом ТВЧ упрочняют также поверхность длинных валов, ходовых винтов станков (рис. 13.10) и других деталей, для которых важно ограничить деформации при термической обработке.
Легированные стали
Легированные стали производят и поставляют качественными, высококачественными и особовысококачественными. Эта группа сталей многочисленна по числу марок.
Маркировка легированных сталей
Марка легированных сталей состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих ее химический состав. По ГОСТ 4543-71 принято обозначать хром – Х, никель – Н, марганец – Г, кремний – С, молибден – М, вольфрам – В, титан – Т, ванадий – Ф, алюминий – Ю, медь – Д, ниобий – Б, бор – Р, кобальт – К. число, стоящее после буквы, указывает на примерное содержание легирующего элемента меньше или около 1%.
Число в начале марки конструкционной легированной стали показывает содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 20ХН3А в среднем содержит 0,20%C, 1%Cr и 3%Ni. Буква А в конце марки означает, что сталь высококачественная. Особовысококачественные стали (например, после электрошлакового переплава) имеют в конце марки букву Ш, например 30ХГС-Ш.
Некоторые группы сталей содержат дополнительные обозначения: марки подшипниковых сталей начинаются с буквы Ш, автоматных – с буквы А.
Нестандартные легированные стали, выплавляемые заводом «Электросталь», маркируют сочетанием букв ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (П – пробная) и порядковым номером (например, ЭИ415, ЭП716 и т.д.). После промышленного освоения условное обозначение заменяют на марку, отражающую примерный состав стали.
Дата: 2019-02-18, просмотров: 1689.
