Покращувані стали - середньовуглецеві, містять 0,3 ... 0,5% С. Застосовуються для деталей, що працюють при ударних і циклічних навантаженнях: колінчаті і карданні вали, вали редукторів, осі, шатуни, шестерні та ін.
Основна термічна обробка: поліпшення (гартування + високий відпустку). Структура: зернистий сорбіт, який оптимально поєднує високу міцність з високою ударною в'язкістю і витривалістю. Для малонавантажених деталей замість поліпшення проводиться нормалізація. Для деталей, що працюють в умовах підвищеного зносу, після поліпшення або нормалізації проводять поверхневу загартування ТВЧ або азотування.
Вуглецеві сталі 30, 35, 40, 45, 50. Термообробка: поліпшення (нормалізація), структура сорбіт відпустки зернистий (сорбіт пластинчастий + ферит). Мають малу прокаливаемостью, застосовуються для осей шестерень, фланців, кріпильних деталей.
Хромисті: 30Х, 40Х, 40ХФА. Термообробка: поліпшення + гарт ТВЧ + низький відпустку. Структура: на поверхні - ТПРМ + Аоста, в серцевині - СОТП. Застосовуються для шатунів, валів коробки передач, шатунних болтів, кріплень маховика, кріплення і т.д.
Хромомарганцевие 40ХГ, 40ХГТР, хромонікелеві 45ХН, 40ХН2МА. Термообробка: поліпшення, структура сорбіт відпустки зернистий. Застосування: вали, штоки, поршні, кульові пальці, шатуни, колінчасті вали.
Хромомарганцевокремніевие (хромансиль): 30ХГС, 35ХГСНА. Термообробка: ізотермічна гарт або поліпшення. Структура, відповідно, - нижній бейнит або сорбіт зернистий. Застосовуються для кульових пальців, важелів рульового управління, шатунних болтів, кріплень маховика і.т.д.
Хромоалюмініевие (нітраллоі): 38Х2МЮА. Термообробка: поліпшення + азотування. Структура: на поверхні - карбонітриди легуючих елементів, в серцевині - СОТП. Застосовуються для гільз циліндрів потужних двигунів, плунжеров паливної апаратури, голок форсунок.
Всі теми даного розділу:
Атомно-кристалічна будова металів
Валентні електрони в металі не належать окремим атомам, це вільні, загальні електрони (електронний газ). Атоми (позитивні іони), силами електростатичного взаємодії з електронним
Дефекти кристалічної будови металів
Дефекти - це недосконалість кристалічної будови (рис.2). Точкові дефекти, можна порівняти з розмірами атомів: вакансії - відсутні атоми у вузлах кристалічної решітки;
Термодинамічні умови кристалізації
Кристалізація - перехід з рідкого стану в твердий. Цей процес обумовлений зміною вільної енергії системи (енергії Гіббса): термодинамічно стійкого стану відповідає менша
Кінетика процесу кристалізації. Критичний зародок.
При кристалізації одночасно йдуть два процеси: утворення зародків (центрів) кристалізації і їх зростання. Зародок мінімального розміру, стійкий і здатний до зростання, називається критичним зар
МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ
Робочі навантаження (напруги) викликають в деталях машин деформації і руйнування. Напруга - сила, що діє на одиницю площі. Нормальні напруги, # 963; - викликають розтягнення
характеристики міцності
Межа пропорційності, # 963; ПЦ - максимальна напруга, відповідне лінійному ділянці кривої розтягування. Межа пружності, # 963; упр - напруга, при якому залишкова деформує
Методи визначення твердості металів
Твердість - властивість металу чинити опір пластичної деформації при впровадженні в його поверхню твердого тіла - індентора. Твердість по Брінеллю. Индентор - сталева кулька діаметром від
Характеристики механічних властивостей, які визначаються при динамічних навантаженнях
Ударна в'язкість, КС характеризує схильність металу до крихкого руйнування. КС визначають при динамічних випробуваннях на маятниковому копрі зразків з надрізом (рис. 9): U-подібним - KCU, V-образні
Характеристики механічних властивостей, які визначаються при циклічних навантаженнях
Багато деталей машин (вали, шестерні та ін.) Працюють в умовах знакозмінних (циклічних) навантажень. Руйнування деталі під дією циклічних навантажень називають втомою, а св
Зміна структури і властивостей металів при пластичній деформації
Механізми пластичної деформації: ковзання; двойникование; межзеренное переміщення (зернограничного ковзання). Ковзання складається в зсуві однієї частини кріста
рекристалізація
Рекристалізація - процес зародження і формування нової рівноважної структури. Рекристалізація можлива, якщо пластична деформація більше критичної (# 949; кр = 3..15%). первинна ре
Компоненти і фази в металевих сплавах
Компоненти - елементи, що утворюють сплав. Компоненти сплаву при взаємодії утворюють фази. Фаза - це однорідна частина сплаву, за складом, структурою та властивостями, відокремлена від інших годину
хімічні сполуки
Хімічні сполуки - фази, які мають свою кристалічну решітку, що відрізняється від решіток компонентів. Це визначає різке відміну властивостей сполук від властивостей складових його компонентів
Діаграми фазового рівноваги (діаграми стану)
Фазовий стан сплавів залежить від концентрації компонентів і температури, при якій знаходиться сплав. Для вивчення фазового стану сплавів користуються діаграмами фазового рівноваги (диаграм
Діаграма стану сплавів з обмеженою розчинністю і евтектикой
Компоненти утворюють тверді розчини з обмеженою розчинністю: # 945; - твердий розчин компонента В на базі кристалічної решітки компонента А, і # 946; - твердий розчин компонента А на ба
Зв'язок діаграм стану з властивостями сплавів
Властивості сплавів відрізняються від властивостей утворюють їх компонентів: твердість і твердість сплавів вище, а пластичність - нижче, ніж у чистих металів. У твердих розчинах з необмеженою рас
Компоненти і фази в системі Fe-C
Залізо: Тпл = 1539ºС, дві модифікації Fe # 945; c ОЦК-гратами, а = 0,286 нм, існує до 910ºС і Fe # 947; існує в діапазоні 910..1392ºС. Залізо феромагнітних при температурах нижче
Діаграма стану залізо-цементит
В реальних умовах охолодження вуглець в залізовуглецевих сплавах знаходиться в метастабільною фазі у вигляді цементиту Fe3C. Діаграма Fe-Fe3C відповідає метастабильному рівноваги системи залізо-
сірі чавуни
Чавуни, завдяки наявності евтектики, мають високі ливарні властивості (жидкотекучестью). На відміну від білих чавунів в сірих чавунах вуглець частково або повністю знаходиться в вигляді гр
Фази в легованих сталях
Основними твердими фазами в легованих сталях є: Легований феррит (ФО) - твердий розчин вуглецю і ЛЕ в Fe # 945 ;; Легований аустенит (АЛ) - твердий розчин вуглець
Вплив легуючих елементів на властивості стали
Легуючі елементи, розчинені в фериті і аустените, підвищують міцність (твёрдорастворное зміцнення). Зазвичай при зміцненні пластичність знижується. Нікель (до 4,5%), збільшуючи міцність, одне
Вплив легуючих елементів на поліморфізм заліза
Легуючі елементи впливають на точки поліморфного перетворення заліза (А3 і А4), змінюючи області існування фериту і аустеніту. Розрізняють дві групи легуючих елементів: # 945; - і # 947; -стабілі
Перетворення перліту в аустеніт при нагріванні
При нагріванні евтектоїдной стали вище лінії АС1 (727 # 730; С) перліт перетворюється на аустеніт: П (Ф0,02% С + Ц6,67% С) → А0,8% С. Перетворення є результатом двох
перлітного перетворення
Перлітного перетворення йде при переохолодженні аустеніту в діапазоні температур 727 # 730; С. 500 # 730; С. При цьому відбувається розпад аустеніту на ферито-цементітную суміш: А
Проміжне (бейнітне) перетворення
Бейнітне перетворення протікає в інтервалі температур від 500 ° С до МН (див. Рис. 33). Механізм перетворення поєднує в собі елементи дифузійного перлитного і бездіффузіонному
Перетворення аустеніту при безперервному охолодженні
Якщо на діаграму ізотермічного розпаду аустеніту (С-криву) нанести вектори швидкостей охолодження (рис. 37), то можна визначити структуру, отримувану при охолодженні аустеніту.
Вплив легуючих елементів на розпад аустеніту
Легуючі елементи впливають на дифузійні процеси і на полиморфное g®a перетворення: в присутності легуючих елементів знижується дифузійна рухливість вуглецю,
ПРАКТИКА ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ СТАЛИ
Термообробка стали складається в нагріванні до певної температури, витримці і охолодженні. Основні параметри термообробки: температура нагріву вибирається на основі проти
нормалізація
Нормалізація - це нагрівання доевтектоїдних сталей на 40 ... 50 ° С вище АС3, заевтектоідних - на 40..50 ° С вище Асm, витримка і подальше охолодження на спокійному повітрі (мал.38, 40).
загартування
Загартування - нагрівання доевтектоїдної стали на 30..50 ° С вище АС3, заевтектоідной - на 30..50 ° С вище АС1, витримка і подальше охолодження зі швидкістю вище критичної (Рис. 38, 42). цілий
відпускна крихкість
Існують певні температурні інтервали відпустки, в яких знижується ударна в'язкість (Ріс.44). Зниження ударної в'язкості при температурах відпустки називається відпускною хруп
Способи поверхневого зміцнення сталей
Багато деталей машин працюють в умовах підвищеного зносу, циклічних і динамічних навантажень (вали, шестерні та ін.). Їх поверхня повинна мати високу твердість і ізносостойкос
Поверхневе загартування стали з індукційним нагріванням (гарт ТВЧ)
При поверхневому загартуванню ТВЧ для нагріву поверхні деталі її поміщають в індуктор, через який пропускають струми високої частоти. За рахунок створюваного змінного магнітного поля
цементація
Цементація - це вид хіміко-термічної обробки, що полягає в дифузійному насиченні поверхневого шару стали вуглецем. Мета цементації - підвищення твердості і зносостійкості поверхні ін
Азотування
Азотування - дифузійне насичення поверхневого шару сталі азотом. Азотування проводять при температурі 480 ... 600 ° С в середовищі частково діссоціірованого аміаку, який є і
маркування сталей
Вуглецеві конструкційні сталі звичайної якості маркують літерами «Ст» і цифрою (від 0 до 6): Ст0, Ст1, Ст2, ... Ст6. В кінці марки вказується ступінь розкислення: наприклад,
цементуемие стали
Цементуемие стали - низьковуглецеві, містять 0,1 ... 0,3% С. Застосовуються для деталей, від поверхні яких потрібна висока твердість і зносостійкість, а від серцевини підвищена в'язкість.
Рессорно-пружинні стали
Ресорная-пружинні сталі - високовуглецеві, містять 0,5 ... 0,8% С. Застосовуються для пружин, ресор та інших пружних елементів. Термообробка: гарт + середній відпустку. Структура - троостіт
зносостійкі стали
Шарикопідшипникових стали застосовуються для підшипників кочення (кульки, ролики, кільця). Вони містять у середньому 1% вуглецю, стали повинні мати високу твердість, зносостійкість, до
Стали, стійкі проти корозії
Корозія - руйнування металу під дією навколишнього середовища. По механізму корозійних процесів розрізняють хімічну і електрохімічну корозію. Хімічна корозія про
жаростійкі сталі
Жаростійкість (окалиностойкость) - це стійкість металу проти газової корозії (окислення) при високих температурах. При температурах вище 550 ° С залізо окислюється з утворенням пухкого оксиду Fe
жароміцні сталі
Жароміцні сталі призначені для роботи під навантаженням при високих температурах протягом визначеного часу. При підвищених температурах в металах розвиваються процес
Стали для ріжучих інструментів
Основні вимоги до ріжучим інструментам: висока твердість ріжучої кромки, зносостійкість, теплостійкість (красностойкость) - здатність стали сохран
Стали для вимірювальних інструментів
Основна вимога до цих сталей крім високої твердості і зносостійкості - збереження сталості розмірів і форми протягом терміну служби. Зміна розмірів інструменту при довжині
Стали для штампів
Розрізняють стали для штампів холодного і гарячого деформування. Стали для штампів холодного деформування повинні мати високу твердість, зносостійкість, міцність і дос
Алюміній і його сплави
Властивості алюмінію: Тпл = 660 ° С; кристалічна решітка ГЦК (не має поліморфного перетворення); низька питома вага; висока електро- і теплий
Ливарні алюмінієві сплави
Типовими ливарними алюмінієвими сплавами є силуміни - сплави алюмінію з кремнієм (АК12, АК9, АК7). Діаграма стану системи Al-Si приведена на ріс.50.
Порошкові алюмінієві сплави
До цих сплавів відносять матеріали, одержувані методами порошкової металургії: САП - спечені алюмінієві порошки; САС - спечені алюмінієві сплави. спечені алюмінієві
олов'яні бронзи
В системі Cu-Sn утворюються такі фази: # 945; -твердих розчин олова в міді; хімічні сполуки Cu5Sn (# 946; фаза), Cu3Sn (# 949; фаза), Cu31Sn8 (# 948; фаза). пра
підшипникові сплави
Поширені підшипникові сплави - бабіти - сплави на основі олова або свинцю. Вони використовуються для заливки вкладишів підшипників ковзання, їх властивості: низький коефіцієнт тертя м
Титан і його сплави
Властивості титану: Тпл = тисячу шістсот шістьдесят п'ять ° С, поліморфізм: нижче температури 882 ° С стійкий # 945; -Ti з гексагональної плотноупакованной гратами, вище цієї температури - # 946; -Ti