Быстрорежущая сталь должна обладать высоким сопротивлением разрушению, твёрдостью (в холодном и горячем состояниях) и красностойкостью. Применение

Виды закалки. Закалочные среды. Виды: - Закалка в одной среде

Такая закалка проще по выполнению, но не для любой стали и не для любых изделий ее можно применять.

Быстрое охлаждение в большом интервале температур изделий переменного сечения способствует возникновению температурной неравномерности и больших внутренних напряжений, называемых термическими.

- Закалка в двух средах

Этот способ нашел широкое применение для закалки инструмента из высокоуглеродистой стали.

Состоит он в следующем:

1. деталь вначале замачивают в воде и охлаждают до температур 500—550°,

затем быстро переносят в масло, где оставляют до полного охлаждения.

Ступенчатая закалка

При этом способе деталь быстро охлаждается погружением в соляную ванну с температурой 300—250°. Выдержка при этой температуре в течение 1,5—2 мин. должна обеспечить выравнивание температур по всему сечению изделия, устраняя тем самым термические внутренние напряжения. Последующее охлаждение производят на воздухе.В качестве охлаждающей среды используют расплавленные соли, селитры, легкоплавкие металлы. Ступенчатая закалка уменьшает внутренние напряжения, коробление и возможность растрескивания деталей.

 

Закалочные среды:
При закалке для переохлаждения аустенита до температуры мартенситного превращения требуется быстрое охлаждение, но не во всём интервале температур, а только в пределах 650-400 °C, то есть в том интервале температур в котором аустенит менее всего устойчив, быстрее всего превращается в феритно-цементитную смесь. Выше 650 °C скорость превращения аустенита мала, и поэтому смесь при закалке можно охлаждать в этом интервале температур медленно, но, конечно, не настолько, чтобы началось выпадение феррита или превращение аустенита в перлит.

Механизм действия закалочных сред (вода, масло, водополимерная закалочная среда(Термат), а также охлаждение деталей в растворах солей) следующий. В момент погружения изделия в закалочную среду вокруг него образуется плёнка перегретого пара, охлаждение происходит через слой этой паровой рубашки, то есть относительно медленно. Когда температура поверхности достигает некоторого значения (определяемого составом закаливающей жидкости), при котором паровая рубашка разрывается, то жидкость начинает кипеть на поверхности детали, и охлаждение происходит быстро.

Первый этап относительно медленного кипения называется стадией плёночного кипения, второй этап быстрого охлаждения - стадией пузырькового кипения. Когда температура поверхности металла ниже температуры кипения жидкости, жидкость кипеть уже не может, и охлаждение замедлится. Этот этап носит название конвективного теплообмена.

Закаливаемость и прокаливаемость стали. Факторы, определяющие эти процессы. Закаливаемость стали. Под закаливаемостью понимают способность стали приобретать высокую твердость после закалки. Такая способность зависит главным образом от содержания углерода в стали: чем больше углерода, тем выше твердость. Объясняется это тем, что с повышением содержания углерода увеличивается число атомов, насильственно удерживаемых при закалке в атомной решетке железа. Иными словами, увеличивается степень пересыщения твердого раствора углерода в железе. В результате возрастают внутренние напряжения, что, в свою очередь, способствует увеличению числа дислокаций и возникновению блочной структуры.

Если в углеродистой стали содержание углерода будет меньше 0,3% (сталь 20, Ст3), то такая сталь уже не закалится.

37. Отпуск стали. Назначение. Виды отпуска, температурные интервалы. Структура стали после различных видов отпуска.
Отпуском называется операция термической обработки, состоящая в нагреве закаленной стали до температуры ниже критической АC1, выдержке при этой температуре и последующем медленном или быстром охлаждении. Цель отпуска — устранить или уменьшить напряжения в стали, повысить вязкость и понизить твердость.
Отпуск является заключительной операцией термической обработки, и правильное выполнение его в значительной степени определяет качество готовой закаленной детали.
В зависимости от температуры нагрева различают низкий, средний и высокий отпуск.

Низкий отпуск достигается нагревом до температуры 150—250° С, выдержкой при этой температуре и последующим охлаждением на воздухе. При выдержке во время отпуска в указанном интервале температур мартенсит закалки превращается в мартенсит отпуска, при этом внутренние напряжения частично снимаются и остаточный аустенит превращается в мартенсит отпуска.
В результате низкого отпуска сталь сохраняет высокую твердость, а иногда твердость повышается за счет распада остаточного аустенита; устраняется закалочная хрупкость. Такой отпуск применяют для режущего инструмента и изделий, которым необходима высокая твердость. Превращение мартенсита закалки в мартенсит отпуска способствует стабилизации размеров детали, что необходимо для измерительного инструмента, изготовляемого из инструментальной стали. Этому инструменту также дают низкий отпуск.

Средний отпуск производят при 300—500° С. Твердость стали заметно понижается, вязкость увеличивается. Средний отпуск применяют для пружин, рессор, а также инструмента, который должен иметь значительную прочность и упругость при средней твердости.

Высокий отпуск происходит при 500—600° С, его основное назначение — получить наибольшую вязкость при доста­точных пределах прочности и упругости стали. Применяют этот вид отпуска для деталей из конструкционных сталей, подвергающихся действию высоких напряжений, особенно при ударной нагрузке
Для деталей различных машин и станков обычно применяют термическую обработку, состоящую в закалке споследующим высоким отпуском при температуре, обеспечивающей получение сорбита отпуска и хорошего сочетания прочностных и пластических свойств.

38. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Факторы, определяющие данные характеристики.
тобы характеристика прокаливаемости стали не была связана с видом охладителя, при использовании номограмм вводят понятие об идеальном критическом диаметре, который является наибольшим диаметром образца, прокаливаемого насквозь, при идеальном охлаждении. Поверхность образца в идеальном охладителе должна мгновенно принимать его температуру, т. е. охлаждение следует проводить с бесконечно большой скоростью. От идеального критического диаметра можно перейти к реальному критическому диаметру, используя номограмму, приведенную на рис.4а. Определим критический диаметр для стали 1 (рис.3). Для этой стали расстояние от торца до поверхности полумартенситной зоны составляет 10 мм. Для определения критического диаметра на шкале расстояние от закаливаемого торца до полумартенситной зоны (рис.4а) находим деление 10 и опускаем перпендикуляр до пересечения с линией «идеальное охлаждение». От точки а проводим горизонтальную линию влево до пересечения линией заданной охлаждающей среды – вода (точка б) или масло (точка с). От точек б и с опускаем перпендикуляр до шкалы – критический диаметр. Точки с ′ и б ′ показывают искомый размер критического диаметра.

Рис.4. Определение критического диаметра прокаливаемости стали: а – номограмма; б - диаграмма

39. Химико-термическая обработка. Физические основы ХТО. Виды. Назначение.
Химико-термическая обработка (ХТО) - нагрев и выдержка металлических (а в ряде случаев и неметаллических) материалов при высоких температурах в химически активных средах (твердых, жидких, газообразных).

В подавляющем большинстве случаев химико-термическую обработку проводят с целью обогащения поверхностных слоев изделий определенными элементами. Их называют, насыщающими элементами или компонентами насыщения.

В результате ХТО формируется диффузионный слой, т.е. изменяется химический состав, фазовый состав, структура и свойства поверхностных слоев. Изменение химического состава обуславливает изменения структуры и свойств диффузионного слоя.

40. Дефекты отжига, нормализации, пути предупреждения и исправления.
Дефекты при отжиге и нормализации. В процессе отжига и нормализа­ции могут возникнуть следующие дефекты: окисление, обезуглерожива­ние, перегрев и пережог металла. При нагреве в пламенных печах поверхностьстальныхдеталей взаимо­действуете печными газами. В результате металл окисляется и на деталях образуется окалина — химическое соединение металла с кислородом. С повышением температуры и увеличением времени выдержки окисление резко возрастает. Образование окалины нетолько вызывает угар (потерю) металла на окалину, но и повреждает поверхность деталей. Поверхность стали под окалиной получается разъеденной и неровной, что затрудняет обработку металла режущи м инструментом. Окалину с поверхности дета­лей удаляют травлением в растворе серной кислоты в воде, очисткой в дробеструйных установках или галтовкой в барабанах.
Пережог получается в результате пребывания металлав печи при высо­кой температуре, близкой к температуре плавления. Физическая сущ­ность пережога состоит в том, что кислород из окружающей атмосферы при высокой температуре проникает вглубь нагреваемого металла и окис­ляет границы зерен. В результате окисления границ зерен механическая связь между зернами ослабевает, металл теряет пластичность и становится хрупким. Пережог является неисправимым браком
Путем нормализации можно исправить перегрев.

41. Дефекты закалки, пути предупреждения и исправления.
Перегрев — исправимый дефект. Для его устранения необходимо нагреть сталь немного выше критических точек. При этом вновь возникнет мелкозернистая аустенитная структура. Охлаждение можно провести на воздухе. Таким образом, путем нормализации можно исправить перегрев. Следует, однако, иметь в виду, что не всегда удается устранить его в полной мере. Химико-термическая обработка. Азотирование - назначение, способы осуществления.

42. Химико-термическая обработка. Цементация - назначение, способы осуществления.
Химико-термическая обработка (ХТО) - нагрев и выдержка металлических (а в ряде случаев и неметаллических) материалов при высоких температурах в химически активных средах (твердых, жидких, газообразных).

В подавляющем большинстве случаев химико-термическую обработку проводят с целью обогащения поверхностных слоев изделий определенными элементами. Их называют, насыщающими элементами или компонентами насыщения.
Назначение цементации и последующей термической обработки – придать поверхностному слою высокую твердость и износостойкость, повысить предел контактной выносливости и предел выносливости при изгибе и кручении.
Для цементации обычно используют низкоуглеродистые (0,1 – 0,18% С), чаще легированные, стали. Для цементации крупногабаритных изделий применяют стали с более высоким содержанием углерода (0,2 – 0,3%). Выбор таких сталей необходим для того, чтобы сердцевина изделия, на насыщающаяся углеродом при цементации, сохраняла высокую вязкость после закалки.

43. Цианирование, борирование, силицирование, алитирование - назначение, способы осуществления.
Цианирование: в сталелитейном производстве — процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при температурах 820—950° C в расплаве цианида натрия или других солей с тем же анионом.
Борирование — процесс химико-термической обработки, диффузионного насыщения поверхности металлов и сплавов бором при нагреве и выдержке в химически активной среде. Борирование приводит к (упрочнению поверхности).

 

44. Строительные стали. Свойства, область применения, маркировка.
Сталь, предназначенная для изготовления строительных конструкций, должна обладать высокой прочностью, значительной пластичностью и хорошей свариваемостью. Этим требованиям отвечает малоуглеродистая сталь (ГОСТ 380—57), сталь для мостостроения (ГОСТ 6713—53) и низколегированная сталь (ГОСТ 5058—57).
Сталь углеродистая обыкновенного и повышенного качества согласно требованиям ГОСТ 380—57 подразделяется на три группы.
К группе I относится сталь, поставляемая металлургическими заводами по механическим свойствам.
Группу II составляет сталь, поставляемая только по химическому составу.
К группе III относится сталь повышенного качества, поставляемая одновременно по механическим свойствам и химическому составу.
При заказе стали по группе I завод-поставщик гарантирует основные механические свойства металла, предел текучести, временное сопротивление разрыву и относительное удлинение, а также предельное содержание углерода, фосфора и серы согласно нормам. По требованию заказчика металлургический завод, кроме перечисленных обязательных для него гарантий, может также гарантировать удовлетворительные результаты испытаний на загиб в холодном состоянии и ударную вязкость при температуре + 20° в пределах норм.
Для стали, поставляемой по группе II, гарантируется химический состав.
Сталь группы III поставляется повышенного качества. Для нее гарантируемыми характеристиками являются химический состав в соответствии с нормами, и следующие механические свойства: временное сопротивление разрыву, предел текучести, относительное удлинение. Гарантируются также технологическая проба на загиб в холодном состоянии и ударная вязкость при температуре + 20°.

Стали цементуемые. Свойства, область применения, маркировка.
Цементуемые стали используются для изготовления деталей, работающих на износ и подвергающихся действию переменных и ударных нагрузок. Детали должны сочетать высокую поверхностную прочность и твердость и достаточную вязкость сердцевины.

Цементации подвергаются низкоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,25%, что позволяет получить вязкую сердцевину. Для деталей, работающих с большими нагрузками, применяются стали с повышенным содержанием углерода (до 0,35 %).

Термическая обработка после цементации
Цементация. Цементация сталей. Цементация металла. Цементация деталей. Газовая цементация. Цементация твердым карбюризатором.

С повышением содержания углерода прочность сердцевины увеличивается, а вязкость снижается. Детали подвергаются цианированию и нитроцементации.

Цементуемые углеродистые стали 15,20,25 используются для изготовления деталей небольшого размера, работающих в условиях изнашивания при малых нагрузках (втулки, валики, оси, шпильки и др.). Твердость на поверхности составляет 60…64 HRC, сердцевина остается мягкой.

45. Стали улучшаемые. Свойства, область применения, маркировка.
Улучшаемые стали — это углеродистые и легированные стали, содержащие0,3…0,55% углерода, основным способом упрочнения для них является улучшение (закалка и высокий отпуск), обеспечивающее получение структуры сорбита. Содержание углерода определяет близкий уровень механических свойств 900… 1000 МПа, от ~ 650…750 МПа при высокой ударной вязкости (см. рис. 5.21) как углеродистых, так и легированных сталей. Но эти свойства для углеродистых и легированных сталей достигаются в разных сечениях в зависимости от уровня легирования. Для легированных сталей эти свойства можно получить для деталей большего сечения, упрочняемых во всем объеме.

 

Углеродистые улучшаемые стали 35, 40, 45, 50, 55 имеют низкую прокаливаемость (до 10… 15 мм). В улучшенном состоянии они применяются для изготовления деталей небольшого сечения и простой формы. В отожженном или нормализованном состоянии эти стали используются для изготовления деталей большого сечения, работающих при невысоких нагрузках. Из сталей 40, 45, 50, 55 производят также детали, отдельные части(поверхности) которых работают на износ (шейки и шлицы валов, зубья шестерен и др.). Эти поверхности подвергают местной закалке ТВЧ.

46. Стали. Классификация сталей по основным признакам и свойствам.
Основными признаками классификации сталей являются: химический состав, способ производства и применение.

По химическому составу сталь подразделяется на углеродистую, представляющую в основном сплав железа с углеродом, и легированную, или специальную, которая, помимо железа, углерода и неизбежных примесей (кремния, марганца, фосфора, серы), содержит специальные добавки тех или других химических элементов (никеля, хрома, марганца, молибдена, вольфрама, ванадия, алюминия и др.) для сообщения стали нужных свойств. Эти элементы называются легирующими.

В зависимости от способа производства (в конверторах, мартеновских печах, в электропечах) различают три класса стали:

I класс-сталь обыкновенного качества;

II класс - сталь качественная и

III класс - сталь высококачественная.

По применению сталь подразделяют на четыре класса:

I класс - строительная,

II класс- конструкционная,

III класс - инструментальная и

IV класс - с особыми свойствами.
Сталь строительная должна хорошо свариваться, поэтому содержание углерода в ней не должно превышать 0,25%, Провести точно грань между строительной и конструкционной сталями трудно. Из строительной стали главным образом изготовляют трубы, заклепки, арматуру и другие детали. Строительная сталь марок Ст.0 - Ст.4 относится к группе обыкновенных сталей. Используется строительная сталь без термической обработки.

Для строительных целей может применяться и сталь, прошедшая термическую обработку (МСт. 0 до МСт. 4 включительно), а для изготовления конструкций, требующих повышенной прочности, -легированная сталь.

Сталь конструкционная должна отличаться высокими механическими и технологическими свойствами. Эта сталь предназначается для изготовления конструкций и различных деталей машин.

Конструкционная углеродистая сталь повышенного качества выплавляется в мартеновских или электропечах, поэтому содержит меньший процент серы и фосфора. Конструкционные углеродистые стали повышенного качества обозначаются двузначным числом, например сталь марки 10;15;20;25;30;35;40;45;50;55;60.

Конструкционная углеродистая сталь, называемая автоматной сталью, отличается повышенным содержанием серы до 0,30% и фосфора до 0,15%, что сообщает ей высокую обрабатываемость и хорошее качество поверхности. Согласно ГОСТ 1414-54 эта сталь маркируется: А12, А20, А30, А40. Буква А указывает название стали - автоматная, а цифра - среднее содержание углерода в сотых долях процента. Автоматная сталь применяется для изготовления малоответственных деталей (болтов, гаек, шурупов и др.). Недостатком автоматной стали является пониженная динамическая прочность и повышенная склонность к коррозии.

47. Углеродистые конструкционные стали. Виды, свойства, применение. Маркировка сталей.
Конструкционные стали – это стали, применяемые в строительстве и машиностроении для создания механизмов и различных конструкций. Принято выделять несколько основных видов конструкционных сталей:

- конструкционная углеродистая сталь;
- строительная сталь;
- цементуемая конструкционная сталь;
- конструкционная улучшаемая сталь;
- высокопрочная сталь;
- сталь конструкционная рессорно пружинная;
- подшипниковая конструкционная сталь;
- износостойкая сталь.

Марки конструкционных сталей включают в себя название материала «Сталь» или его сокращенный вариант «Ст», а также число, указывающее на процентное содержание углерода в материале. Например, Ст30. Следует учесть, что процентное содержание принято указывать в сотых долях процента, то есть сталь марки Ст30 будет содержать в своем составе 0,3% углерода.

 

48. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали.
Марганец содержится в стали в качестве примеси в количестве от 0,4 до 0,8 %. Марганец, растворяясь в феррите, повышает прочность и значительно увеличивает прокаливаемость стали. Он устраняет вредное действие серы, образуя сульфид марганца (MnS), значительное количество которого удаляется вместе со шлаком при выплавке стали. Образующийся сульфид марганца с температурой плавления 1620 СС является пластичным и при горячей обработке не вызывает в стали трещин,
Кремний является полезной примесью и может присутствовать в стали до 0,5 %. Являясь эффективным раскислителем, кремний способствует получению плотных слитков стали с улучшенными свойствами. Кремний очень повышает прочность стали за счет образования с ферритом твердого раствора. Это снижает способность стали к вытяжке и холодной штамповке. В связи с этим в сталях, предназначенных для такой обработки, содержание кремния должно быть пониженным.

Фосфор для большинства сталей является вредной примесью, и содержание его не должно превышать 0,05 %. Фосфор увеличивает прочность и снижает пластичность и вязкость сталей. Он обладает повышенной склонностью к ликвации и, располагаясь вблизи границ зерен, вызывает хладноломкость стали. В ряде случаев фосфор может быть полезным; например, содержание фосфора 0,06-0,15 % улучшает обрабатываемость автоматных сталей режущим инструментом.

Сера является вредной примесью. Она образует сернистое железо FeS, которое взаимодействует с чистым железом, образуя легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988 °С. Эвтектика, располагаясь после затвердевания по границам зерен, при нагреве до 1000-1200 °С оплавляется и приводит к трещинам при деформации стали, т. е. вызывает ее красноломкость. Содержание серы в стали не должно превышать 0,06 %. Вредное влияние серы, как уже указывалось, ослабляет марганец, который практически исключает явление красноломкости. В автоматных сталях содержание серы допускается до 0,08-0,30 %, так как она облегчает обработку стали резанием.

Кислород, азот и водород являются вредными примесями. Кислород и азот находятся в стали в виде оксидов FeO, SiO2, MnO или нитридов Fe4N и др. Эти неметаллические включения нарушают сплошность стали и, являясь концентраторами напряжений, приводят к преждевременному выходу деталей из строя. Водород охрупчивает сталь и приводит к образованию- флокенов, которые представляют собой тонкие трещины овальной или округлой формы. Флокены резко ухудшают свойства стали и делают ее непригодной для применения. Классификация углеродистых сталей. Углеродистые стали классифицируют по назначению и качеству.

48. Легированные конструкционные стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Маркировка.
Для улучшения физических, химических, прочностных и технологических свойств стали легируют, вводя в их состав различные легирующие элементы (хром, марганец, никель и др.). Стали могут содержать один или несколько легирующих элементов, которые придают им специальные свойства.

Хром оказывает благоприятное влияние на механические свойства конструкционной стали. Его вводят в сталь в количестве до 2%; он растворяется в феррите и цементите.

Никель - наиболее ценный легирующий элемент. Его вводят в сталь в количестве от 1 до 5%.
Марганец вводят в сталь до 1,5%. Он распределяется между ферритом и цементитом. Никель заметно повышает предел текучести стали, но делает сталь чувствительной к перегреву. В связи с этим для измельчения зерна одновременно с никелем в сталь вводят карбидообразующие элементы.

Кремний является некарбидообразующим элементом, и его количество в стали ограничивают до 2%. Он значительно повышает предел текучести стали и при содержании более 1% снижает вязкость и повышает порог хладноломкости.

Молибден и вольфрам являются карбидообразующими элементами, которые большей частью растворяются в цементите. Молибден в количестве 0,2-0,4% и вольфрам в количестве 0,8-1,2% в комплекснолегированных сталях способствуют измельчению зерна, увеличивают прокаливаемость и улучшают некоторые другие свойства стали.

Ванадий и титан - сильные карбидообразущие элементы, которые вводят в небольшом количестве (до 0,3% V и 0,1% Ti) в стали, содержащие хром, марганец, никель, для измельчения зерна. Повышенное содержание ванадия, титана, молибдена и вольфрама в конструкционных сталях недопустимо из-за образования специальных труднорастворимых при нагреве карбидов. Избыточные карбиды, располагаясь по границам зерен, способствуют хрупкому разрушению и снижают прокаливаемость стали.

49. Инструментальные стали. Назначение, свойства. Термическая обработка. Маркировка.
Режущие инструменты изготавливают из углеродистых инструментальных сталей У10А, У11А, У12А, У13А. Они обладают достаточной твердостью, прочностью и износостойкостью при комнатной температуре, однако теплостойкость их невелика. В следствии этого они применяются для изготовления ручных и машинных инструментов, предназначенных для обработки мягких металлов с низкими скоростями резания, таких, как напильники, мелкие сверла, развертки, метчики, плашки и др. Быстрорежущие стали, в зависимости от их назначения, можно разделить на две группы:

1) стали нормальной производительности;2) стали повышенной производительности.

К сталям первой группы относятся Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р6М5. К сталям второй группы – Р6М5ФЗ, Р12ФЗ, Р18Ф2К5, Р10Ф5К5, Р9К5, Р9К10, Р6М5К5, Со5%. В обозначении марок буква "Р" указывает, что сталь относится к группе быстрорежущих. Цифра, следующая за ней, показывает среднее содержание вольфрама в процентах. Среднее содержание ванадия в стали в процентах обозначается цифрой, проставляемой за буквой "Ф", кобальта -цифрой, следующей за буквой "К". (Со) Быстрорежущая сталь Р18, содержащая 18% вольфрама, долгое время была наиболее распространенной. Быстрорежущая сталь Р9 по красностойкости и режущим свойствам почти не уступает стали Р18. Быстрорежущая сталь Р12 равноценна, по режущим свойствам, Р18. Среди быстрорежущих сталей нормальной производительности доминирующее положение заняла сталь Р6М5. Ее применяют для изготовления всех видов режущих инструментов. Среди быстрорежущих сталей повышенной производительности доминирующее место заняла сталь с содержанием кобальта Со 5%. Сверла, изготовленные из этой марки стали, обладают значительно высокими характеристиками по производительности, прочности и долговечности даже по сравнению со сверлами, изготовленными из стали Р18. В промышленности использование сверл с содержанием Со 5% для сверления нержавеющих, титановых и других прочных сплавов находит все большее применение и делает их незаменимыми.

 

50… Инструментальные углеродистые стали. Область применения. Свойства. Маркировка.
Инструментальные углеродистые стали по содержанию углерода и твердости подразделяются на низкоуглеродистые, содержащие углерод до 0,25%; среднеуглеродистые - от 0,25% до 0,6% и высокоуглеродистые - от 0,6 до 2%.

Углеродистые инструментальные стали в соответствии с ГОСТ 1435-54 обозначаются следующими марками: У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У13. Буква У указывает, что сталь углеродистая, а следующая за ней цифра - среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г в марке показывает повышенное содержание марганца.

Углеродистые инструментальные стали бывают качественные и высококачественные.

 

51. Быстрорежущие стали. Свойства, применение, маркировка.
Быстроре́жущие ста́ли — легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.

Быстрорежущая сталь должна обладать высоким сопротивлением разрушению, твёрдостью (в холодном и горячем состояниях) и красностойкостью. Применение

В последние десятилетия использование быстрорежущей стали сокращается в связи с широким распространением твёрдых сплавов. Из быстрорежущей стали изготавливают в основном концевой инструмент (метчики, свёрла, фрезы небольших диаметров) В токарной обработке резцы со сменными и напайными твердосплавными пластинами почти полностью вытеснили резцы из быстрорежущей стали.

По применению отечественных марок быстрорежущих сталей существуют следующие рекомендации.

· Сталь Р9 рекомендуют для изготовления инструментов простой формы не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов. (резцов, фрез,зенкеров).

· Для фасонных и сложных инструментов (для нарезания резьб и зубьев), для которых основным требованием является высокая износостойкость, рекомендуют использовать сталь Р18 (вольфрамовая).

· Кобальтовые быстрорежущие стали (Р9К5, Р9К10) применяют для обработки деталей из труднообрабатываемых коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, в условиях прерывистого резания, вибраций, недостаточного охлаждения.

· Ванадиевые быстрорежущие стали (Р9Ф5, Р14Ф4) рекомендуют для изготовления инструментов для чистовой обработки (протяжки, развёртки, шеверы). Их можно применять для обработки труднообрабатываемых материалов при срезании стружек небольшого поперечного сечения.

· Вольфрамомолибденовые стали (Р9М4, Р6М3) используют для инструментов, работающих в условиях черновой обработки, а также для изготовления протяжек, долбяков, шеверов, фрез.

 

52. Твердые сплавы. Назначение, состав, свойства, маркировка.
Твёрдые сплавы — твёрдые и износостойкие металлические материалы, способные сохранять эти свойства при 900—1150 °C. В основном изготовляются из высокотвердых и тугоплавких материалов на основе карбидов вольфрама, титана, тантала, хрома, связанные кобальтовой металлической связкой, при различном содержании кобальта или никеля.
Твердые сплавы различают по металлам карбидов, в них присутствующих: вольфрамовые — ВК2, ВК3,ВК3М, ВК4В, ВК6М, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25; титано-вольфрамовые — Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В; титано-тантало-вольфрамовые — ТТ7К12, ТТ10К8Б.Безвольфрамовые ТНМ20, ТНМ25, ТНМ30

По химическому составу твердые сплавы классифицируют:

- вольфрамокобальтовые твердые сплавы (ВК);
- титановольфрамокобальтовые твердые сплавы (ТК);
- титанотанталовольфрамокобальтовые твердые сплавы (ТТК).

 

Стали с особыми свойствами. Химические свойства металлов. Виды коррозии, способы защиты. Все виды стали с особыми свойствами используются в основном для изготовления магнитопроводов переменного магнитного поля. Поставляются без термообработки в виде кругов. Электротехническая сталь

Электротехническая сталь — это тонколистовая магнитно-мягкая сталь с особыми свойствами, используемая для изготовления сердечников электротехнического оборудования (трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, стабилизаторов, реле и т.д.). В зависимости от требуемого уровня магнитных свойств электротехническая сталь содержит различное количество кремния.

В соответствии с технологией производства электротехническую сталь подразделяют на холоднокатаную и горячекатаную. Иногда электротехническую сталь условно разделяют на динамную и трансформаторную.

В качестве легирующей добавки электротехническая сталь может содержать до 0,5% Al.

Магнитная сталь

Магнитная сталь — это сталь с особыми свойствами, изготавливаемая согласно ГОСТ 3836-80.

 

54. Коррозионно-стойкие стали. Химический состав, свойства, марки
Устойчивость против коррозии повышается при введении в состав стали хрома,алюминия, кремния. Эти элементы образуют непрерывную прочную оксидную пленку и повышают электродный потенциал, т. е. увеличивают электроположительность стали. Алюминий и кремний повышают хрупкость стали и применяются реже хрома. При содержании хрома более 12 % сталь резко изменяет электродный потенциал с электроотрицательного (–0,6 В) на электроположительный (+0,2 В). На поверхности образуется плотная защитная пленка оксида Сr₂О₃.

Сталь, содержащая 12 – 14 % Сr, устойчива против коррозии в атмосфере, морской воде, ряде кислот, щелочей и солей. Кроме хрома, в состав коррозионностойких сталей вводят также другие элементы – чаще никель. С ростом содержания хрома коррозионная стойкость стали растет..

55. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы. Химический состав, свойства, марки.
Основными характеристиками материалов, работающих при высоких температурах, являются жаростойкость и жаропрочность.
Жаропрочные и жаростойкие материалы применяют для изготовления деталей установок, которые подвергаются механическим нагрузкам при высоких температурах. Например, тепловые электростанции, установки нефтехимических предприятий и нефтеперерабатывающей промышленности, промышленные нагревательные печи, газовые турбины и авиационные двигатели.
Современные ТЭЦ используют пар, нагретый до 500-560°С, а в некоторых случаях - до 650°С. Стационарные газовые турбины и воздухонагреватели работают при температуре более 700°С. Наиболее высокие рабочие температуры в авиационных двигателях и химических установках достигают 1100°С и более.
Основным фактором, влияющим на жаростойкость, является химический состав металла, определяющий защитные свойства оксидной пленки.

56. Чугуны. Строение, свойства, классификация, область применения и маркировка серых чугунов.
Чугу́н — сплав железа с углеродом (и другими элементами). Содержание углерода в чугуне не менее 2,14% (точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний): меньше — сталь. Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность ивязкость. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют: белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Как правило, чугун хрупок.
Серый чугун[править]

Основная статья: Серый чугун

Серый чугун это сплав железа, кремния (от 1,2- 3,5 %) и углерода, содержащий также постоянные примеси Mn, P, S. В структуре таких чугунов большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы. Излом такого чугуна из-за наличия графита имеет серый цвет.