Основные положения - раздел Образование, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Углеродистая Сталь - Это Многокомпонентный Сплав Железа С Углеродом, Содержащ...
Углеродистая сталь - это многокомпонентный сплав железа с углеродом, содержащий 0,02...2,14% углерода и некоторое количество постоянных и случайных примесей.
Углеродистые стали широко применяются в технике, составляют около 75% от общего объема выпускаемой стали. Они дешевле легированных, сталей выплавляются обычными способами (мартеновский, конверторный) и сравнительно легко обрабатываются резанием.
Основное влияние на структуру и свойства углеродистой стали оказывает углерод (рис. 1). С увеличением содержания углерода в стали повышаются ее твердость, прочность, но уменьшаются пластичность и вязкость, соответственно снижается способность стали деформироваться в холодном и горячем состоянии, затрудняется свариваемость.
Сталь помимо основы - железа и углерода содержит примеси, наличие которых обусловлено технологическими особенностями производства. Примеси подразделяются на полезные (марганец, кремний и др.) и вредные (сера, фосфор, кислород, водород, азот).
Рисунок 1 - Влияние содержания углерода на механические
свойства стали
Марганец (в углеродистой стали его содержится до 0,8%) раскисляет сталь, повышает прокаливаемость и прочность, устраняет вредное влияние серы.
Кремний (в углеродистой стали его содержится до 0,5%) раскисляет сталь, повышает ее твердость и прочность.
Сера ухудшает механические свойства, так как образует с железом сульфид железа FeS, располагающийся по границам зерен.
При нагреве стали для обработки ее давлением (прокатка, ковка) FeS расплавляется (tпл = 988°С), вытягивается по границам зерен в виде строчек и металл в этом месте расслаивается, сталь становится ломкой. Это явление называется красноломкостью (так как нагретый металл имеет красный цвет). Марганец практически устраняет красноломкость, так как образует включения MnS, которые к тому же значительно улучшают обрабатываемость резанием. Поэтому в составе сталей повышенной обрабатываемости резанием серы содержится до 0,3%, и для этой группы сталей сера - полезная примесь.
Фосфор вызывает в сталях хладноломкость - повышенную хрупкость при низких температурах, обычно его содержание в сталях допускается не более 0,05%. Но так как фосфор тоже улучшает обрабатываемость резанием, то в сталях повышенной обрабатываемости его содержится до 0,1%.
Газовые примеси - кислород, водород, азот - частично растворены в железе, частично находятся в виде неметаллических включений (оксидов и нитридов: FeO, MnO, SiО2; TiN; AlN и др.) или расположены в свободном виде в порах металла.
Оксиды, фосфиды, сульфиды и нитриды хрупкие, являются концентраторами напряжений, снижают пластичность, вязкость и предел выносливости стали. Очень вреден растворенный в стали водород, так как он не только охрупчивает сталь, но и образует опасные дефекты - флокены (очень мелкие чечевицеобразные поры), которые часто выявляются уже в процессе эксплуатации. Для удаления газовых примесей из сталей применяют вакуумирование.
Сталь, содержащая помимо железа и углерода, специально введенные элементы, которые заметно влияют на свойства стали, называется легированной, а эти элементы – легирующими. Они указываются в марке стали. К легирующим элементам относятся: хром, марганец, никель, титан, кремний, вольфрам и др. Они влияют на механические свойства стали (прочность, пластичность, вязкость и др.), на физические (электропроводность, радиационная стойкость и др.) и химические (коррозионная стойкость в различных средах и при разных температурах). Использование легированных сталей в технике удорожает стоимость изделий, но повышает их надежность и долговечность, снижает их массу на 30...40%.
Буквенные обозначения легирующих элементов в марках сталей:
А – азот (N), Б – ниобий (Nb), В – вольфрам (W), Г – марганец (Mn), Д – медь (Cu), Е – селен (Se), К – кобальт (Co), Н – никель (Ni), М – молибден (Mo), П – фосфор (Р), Р – бор (В), С – кремний (Si), Т – титан (Ti), Ф – ванадий (V), Х – хром (Cr), Ц – цирконий (Zr), Ч – редкоземельные элементы (РЗЭ), Ю – алюминий (Al).
Буква "Л" в конце марки означает, что сталь литейная.
При выборе марки стали для конкретных деталей учитывают эксплуатационные, технологические и экономические требования. Правильный и обоснованный выбор стали позволяет получить высококачественные изделия с минимальными затратами.
Департамент кадровой политики и образования... Челябинский государственный агроинженерный... университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Основные положения
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ по разделам
«Материаловедение» и «Технология конструкционных
материалов»
Для студентов 1, 2 и 3 курсов фак
Стали и сплавы с особыми свойствами
Коррозионностойкие (нержавеющие) стали, ГОСТ 5632-72
обладают высокой стойкостью против коррозии в агрессивных средах (влажная атмосфера, кислоты, морская вода и т.п.), обязательно
Основные положения
В данной лабораторной работе изучаются следующие методы металлографического анализа:
1. Фрактография
2. Макроанализ
3. Микроанализ
Фрактография -
Основные положения
Твердость - это способность материала сопротивляться проникновению в него под статической нагрузкой другого, более твердого тела (наконечника) определенной формы и размеров.
Это опр
Основные положения
Сплав - это система, состоящая из нескольких компонентов.
Компоненты в сплаве могут группироваться, передвигаться, обмениваться энергией, но всегда стремятся занять равновесное (устойчивое
Общие положения
Линии диаграммы (критические температуры сплавов) означают изменение строения и свойств сплавов.
Две верхние линии (ликвидус и солидус) обозначают первичные превращения сплавов, т.е. измен
СТРУКТУРА ЧУГУНОВ
Цель работы:ознакомиться с обозначением, строением и свойствами фаз и структурных составляющих диаграммы состояния сплавов системы железоцементит; выполнить анализ
Основные положения
Метастабильная (неустойчивая) структура (сплошные линии диаграммы) получаются при быстром охлаждении чугунов, стабильная (пунктирные линии) - при медленном охлаждении (рис. 1).
Составляющи
Общие положения
Цветные металлы являются более дорогими и дефицитными по сравнению с черными металлами, однако область их применения в технике непрерывно расширяется.
К группе широко применяемых цветных м
Алюминий и его сплавы
Алюминий - один из наиболее легких конструкционных материалов; его плотность 2,7 г/см3. Технически чистый алюминий имеет относительно невысокую температуру плавления (657°), незначительн
Литейные алюминиевые сплавы
Предназначены для изготовления деталей методами фасонного литья (в земляные или металлические формы, под давлением и т.д.), имеют хорошие литейные свойства высокую жидкотекучесть, малую склонность
Медные сплавы
Различают две группы медных сплавов:
латуни - сплавы меди с цинком с добавками небольшого количества других элементов; бронзы - сплавы меди с другими элементами, среди котор
Магний и его сплавы
Магний относится к числу самых легких металлов, используемых в промышленности. Его плотность 1,47 г/см3, он в 1,6 раза легче алюминия и в 4,5 раза легче железа.
Магниевые сплавы
Объём требований
1. Каковы свойства чистого алюминия и область его применения?
Как классифицируются алюминиевые сплавы? Укажите марки, состав, свойства и область применения литейных и деформ
Основные положения
Антифрикционные материалы (АФМ) – материалы, обладающие низким коэффициентом. АФМ используют для изготовления втулок и вкладышей подшипников скольжения, широко применяемых в машинах и приборах из-з
Баббиты
Это мягкие (до 30 НВ) легкоплавкие (tпл = 240 - 320ºС) сплавы на основе олова или свинца. Обозначают их буквой Б, справа от которой ставятся цифры, показывающие процент олова или бу
Композиционные АФМ
Композиционный материал – композит-материал, получаемый объединением разнородных веществ в монолитную структуру.
Композиты получают методом прогрессивной малоотходной технологии – порошков
Неметаллические АФМ
К этой группе относятся пластмассы, углеграфиты, композиционные материалы на неметаллической основе, резины, древесина.
Пластмассы – материалы, изготовленные на основе полимеров, пр
Углеграфитовые материалы
Для узлов трения, работающих в газовых и жидких агрессивных средах в диапазоне температур от –200 до +2000ºС со смазкой и без смазки, широко используются углеграфитовые АФМ.
Графит –
Древесина
Древесина – природный полимерный материал растительного происхождения. Достоинства её как конструкционного материала: малый объемный вес, достаточно высокая удельная прочность и упругость, хорошая
Минералы
Естественные (агат), искусственные (рубин, корунд) минералы или их заменители ситаллы (стеклокристаллические материалы) применяются для миниатюрных подшипников скольжения – камневых опор прецизионн
ЗАКАЛКА
Это один из видов термической обработки. Как и любой процесс термообработки, она состоит из последовательности операций: нагрев до температуры закалки (tзак) – выдержка п
Основные положения
Отпуск стали – это заключительная операция термической обработки от правильности проведения которой зависит качество детали. При отпуске закаленная сталь нагревается ниже нижней критической точки А
Дефекты отпуска стали
Повышенная твёрдость стали наблюдается в результате отпуска при заниженной температуре или недостаточной выдержке. Повторный отпуск при соблюдении режима обеспечит снижение твердости до требуемого
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с сущностью отпуска, его видами и применением (по пособию).
2. Измерить твёрдость закаленных образцов, занести данные в таблицу 2.
3. Выбрать параметры различных в
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Цель работы: изучение способов химико-термической обработки стали (ХТО) и их назначение, изучение структур и свойств стали после ХТО и последующей термической обработки.
Основные положения
ХТО – это технологические процессы насыщения поверхностного слоя деталей каким-либо химическим элементом, находящимся в атомарном состоянии при высокой температуре. В зависимости от насыщающего эле
СТРУКТУРА НАПЛАВЛЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Цель работы: изучение структур наплавленных поверхностей и сварного соединения.
Оснащение рабочего места
1. Плак
Основные положения
Техническая характеристика сварного трансформатора ТД-300 (Т - трансформатор; Д – дуговой) «300» - максимальный из номинальных сварочный ток Iсв.mах = 300 А (из ном
ВОЛОЧЕНИЕ
Цель работы: изучение различных видов ОМД, практическое исследование производства проволоки методом волочения и явления наклепа (нагартовки).
Физические основы ОМД
При ОМД происходит деформация металла, т.е. смещение частей заготовки и маленьких объемов металла внутри заготовки – зерен (кристаллитов) благодаря перемещению атомов в результате действия внешних
Понятие о горячей и холодной ОМД
По температуре, при которой происходит обработка металлов, она делится на горячую и холодную. Границей между ними является температура рекристаллизации Тр:
Т
Горячая ОМД
Одним из многих параметров процесса ОМД, определяющих величину деформирующего усилия, является прочность металла. С увеличением температуры нагрева металла его прочность уменьшается (до нуля при ра
Холодная ОМД
При холодной ОМД свойства металла изменяются. Так, с увеличением степени деформации повышается прочность (sв) и твёрдость (НB) металла и уменьшается его пластичность (d и y). Это явление
Рекристаллизация
Нагрев наклёпанного (т.е. после холодной ОМД) металла до температуры t ³ tр, выдержка его в печи в течение времени, необходимого для восстановления пластичности металла до исходной,
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов