легированные конструкционные стали

Конструкционные стали углеродистые обыкновенного качества обычно применяются в строительстве и машиностроении , как самые недорогие , технологические , кроме этого , обладают определенными качествами при производстве конструкций массового назначения. Как правило , конструкционные стали применяют в горячем состоянии без лишней термической обработки с феритнои- перлитной структурой

После нормализации (нагрев выше АСЗ и охлаждения на воздухе) легированные стали имеют следующие основные классы : ферритный , перлитный , мартенситный и аустенитный. Перлит может иметь структуру сорбита , тростита , бейнита в малолегированных сталях , мартенсита в легированных и аустенита (в высоколегированных ).

Легированная конструкционная сталь может содержать один или несколько легирующих элементов , улучшающих ее свойства. Основными легирующими элементами конструкционных сталей является хром, марганец, кремний и никель. Другие элементы ( вольфрам , молибден , ванадий и др. ) Вводят в сталь для дополнительного улучшения свойств. Путем легирования стали несколькими элементами необходимые свойства достигаются полнее и легче.

Вводятся легирующие элементы позволяют изменять не только механические , но и физико-химические свойства сталей. В частности , с помощью легирования можно существенно повысить жаропрочность и жаростойкость сталей , предоставить им коррозионную стойкость в различных агрессивных средах , изменить их электрические и магнитные свойства.

Некоторые высоколегированные стали , выделены в отдельные группы , их обозначают буквами , которые относятся впереди: буква Ш - шарикоподшипниковые стали ; Р - быстрорежущие стали ; Е - электротехнические стали с особыми магнитными свойствами.

К конструкционным сталям относятся углеродистые и легированные стали. Введение ЛЕ в эти стали существенно повышает их конструкционную прочность , что связано с формированием более мелкого размера зерна и большей прокаливаемостью. Легирования существенно повышает сопротивление вязкому разрушению и температурный запас вязкости.

Конструкционные легированные стали делятся на строительные и машиностроительные. Конструкционные машиностроительные легированные стали применяются в тех случаях , когда должны быть обеспечены высокие механические свойства в изделиях крупных сечений или сложной конфигурации в результате термической или химико - термической обработки.

Рессорно - пружинные стали должны иметь сквозную прокаливаемость , одинаковую структуру и свойства по всему сечению , высокие пределы упругости или пропорциональности , текучести и выносливости , повышенную релаксационную стойкость.Марки некоторых ресорно- пружинных сталей и их химический состав приведены в приложении 6.

Конструкционная сталь - это углеродистая или легированная сталь , применяемая для производства различных механизмов , конструкций и деталей в строительстве и машиностроении и обладает определенными химическими , физическими и механическими свойствами. Примером сталь ШХ 15 является специализированным материалом , который используется для производства подшипников.

Легированная сталь - это сталь , в которую вносится в определенных количествах специальные элементы , которые позволяют получить необходимые свойства. Данные элементы называют легирующими. Они могут повышать коррозионную стойкость и прочность стали и уменьшать опасность ее хрупкого разрушения.

Пример обозначения: цифры сначала указывают максимальную или среднюю долю углерода , а также стали в сотых долях процента. В стали , получаемой методом электрошлакового переплава , в конце наименования через тире указывается буквенное обозначение - Ш.

3. При прочих равных условиях прокаливаемость выше , чем углеродистых. Поэтому нагруженные детали крупного сечения следует изготавливать из легированных конструкционных сталей , выбирая при этом сталь такого состава , которая в заданном сечении прожаривается насквозь.

5.Введение в хромистых стали никеля сильно повышает прочность , прокаливаемость , снижает температурный порог хладоломкости тем больше, чем больше никеля в составе стали. Дополнительная добавка молибдена снижает отпускную хрупкость , к чему склоны хромистых стали, содержащие никель. Замена значительного количества никеля равным количеством меди не ухудшает вязкость легированной никелем стали.

4.Весьма опасным пороком легированных сталей является флокены (особенно в сталях , легированных никелем ). Флокены представляют собой светлые пятна в изломе. В поперечном сечении флокены обнаруживаются в виде мелких трещин с различной ориентацией. Причиной возникновения флокенов является выделение водорода , растворенного в металле.

Сложные и нередко весьма тяжелые условия службы механизмов и конструкций, особенно в северных районах, уменьшение расчетных сечений при создании современных сооружений, узлов машин и механизмов для снижения их массы и расхода металла и, одновременно необходимость обеспечения надежности, долговечности и безопасности их работы предъявляют высокие требования к стали как конструкционному материала. В зависимости от условий применения и эксплуатации требования к конструкционной стали могут меняться в том или ином направлении, но в целом можно выделить наиболее важные из них.

Необходимым условием долговечности и надежности работы конструкций и сооружений является достаточно высокая коррозионная стойкость. Особенно важно повышение коррозионной стойкости для высокопрочных сталей вследствие уменьшения расчетных сечений элементов конструкции при использовании этих сталей. При меньших конструктивных сечениях коррозионные повреждения оказываются относительно более опасными , чем в более толстых сечениях из стали с пониженной прочностью.

Конструкционная сталь должна обладать сочетанием высоких прочностных и пластических свойств. С прочностных свойств основной конструкционной характеристикой является предел текучести (условный или физический) - величина, непосредственно входит в расчетные формулы. Выбор этой характеристики в качестве основы при расчетах на прочность объясняется тем, что при более высоких напряжениях в конструкции возникают необратимые линейные изменения, что может привести к выходу ее из строя. Повышение пределу текучести позволяет снижать расчетные сечения, а следовательно, и массу стальных конструкций или-при той же массе - выдерживать более высокие рабочие напряжения.

При изготовлении металлоконструкций и специфических видов прокатных изделий (например, железнодорожных рельсов ) , что воспринимают в процессе эксплуатации воздействие знакопеременных нагружений , важную роль оказывают повышение предела выносливости ( усталости ) как одном из факторов , определяющих продолжительность их службы. Предел выносливости увеличивается с ростом прочности , повышением чистоты металла по неметаллическим включениям , улучшением качества его поверхности. Особенно важным является повышение предела выносливости при наличии концентраторов напряжений.

Высоколегированные стали сложного состава иногда сказываются упрощенно по порядковому номеру разработки и освоения стали на металлургическом заводе. Например , завод "Электросталь " маркирует свои стали буквами ЭИ и ЭП и порядковыми номерами , например , ЭИ 437А , ЭП 54 и т.д. ; по этим обозначением судить о химическом составе стали нельзя.

Легированная сталь широко применяется в машиностроении для изготовления ответственных деталей.Число легирующих элементов может быть два , три и более. Названиестали зависит от добавки: хромистая , никелевая , хромоникелевая и т.д. Добавки сообщают стали ряд ценных свойств.

2.9.Механические свойства проката при нормальной температуре, определяются напродольних термически обработанных образцах или образцах , изготовленных изтермически обработанных заготовок , должны соответствовать нормам , указанным в табл.6. Контроль механических свойств калиброванного и со специальнойотделкой поверхности проката проводится по требованию потребителя с указанием вусловном обозначении буквы М.

2.8. Твердость отожженного инагартованного калиброванного и со специальной отделкой поверхности прокатадиаметром до 5 мм включительно, а также закаленного с отпуском проката всехразмеров устанавливается по согласованию изготовителя с потребителем.

11. Варианты механическихсвойств проката из стали марок 25ХГТ , 40ХС , 40ХН2МА ( 40ХНМА ) , 18Х2Н4МА ( 18Х2Н4ВА ) , 47ГТ и 45ХН2МФА ( 45ХНМФА ) указывает потребитель. При отсутствииуказания варианта механических свойств он выбирается производителем.

Здесь необходимо отметить разницу между свойствами мартенсита обычной среднеуглеродистой стали и мартенсита мало - Углеродистой легированной стали. Первый весьма твердый и хрупкий , второй обладает средней жесткостью и весьма высокой пластичностью и ударной вязкостью. Вольфрам и молибден улучшают характеристики вязкости и пластичности стали.

Мартенсит закаленной легированной стали представляет собой твердый раствор легирующих элементов , специальных карбидов , нитридов , фосфидов и других примесей в феррите. Нагрев при отпуске вызывает постепенное выделение внутри зерна и по границам тончайших частиц названных соединений , обусловливающих хрупкость стали.

Никель снижает точку АС3 , хром повышает ее. Совместное действие хрома и никеля оставляют точку Ас3 примерно на уровне , указываемом диаграммой Fe - Fe3C для данного содержания углерода. Это обстоятельство позволяет при назначении температур термообработки конструкционных хромоникелевых сталей пользоваться диаграммой Fe - Fe3C.

Обычная термообработка конструкционных хромоникелевых сталей состоит из закалки и отпуска на сорбит. При этом совместное действие хрома и никеля обеспечивает высокую прочность и твердость и достаточную пластичность и ударную вязкость.

Легированные стали широко применяют в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении , в автомобильной промышленности, тяжелом и транспортном машиностроении в меньшей степени в станкостроении, инструментальной и других видах промышленности. Это стали применяют для тяжело нагруженных металлоконструкций.

Рессорно - пружинные стали предназначены для изготовления пружин, упругих элементов и рессор различного назначения. Они должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям , пределом выносливости и релаксационной стойкостью при достаточной пластичности и вязкости.

Сталь 110Г13Л обладает высокой износостойкостью только при ударных нагрузках. При небольших ударных нагрузках вместе с абразивным износом или при чистом абразивном износе мартенситное превращение не протекает и износостойкость стали 110Г13Л невысокая.

Для изготовления различного рода высокотемпературных установок , деталей печей и газовых турбин применяют жаростойкие ферритные ( 12Х17 , 15Х25Т и др.) И аустенитные ( 20Х23Н13 , 12Х25Н16Г7АР , 36Х18Н25С2 и др. ) Стали , обладающие жаропрочностью.

2687.4973ms

Похожие статьи

Вход для пользователей