24.11.2020г-25.11.2020г.

Предмет"  МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ" ГРУППА № 311

Предмет " ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ" ГРУППА № 303 

ГРУППА № 311 тема урока: " Сталь. Получение.Маркировка.Применение".

Изучить материал и составить краткий конспект.

                                                

Сталью называют сложный сплав железа с углеродом и другими элементами, в котором количество углерода составляет от 0,05 до 2 %.

Литой сталью называют литейный (льющийся в формы) сплав железа с углеродом и другими элементами, в котором количество углерода составляет от 0,1 до 0,6 %. Стальное литье должно быть подвергнуто термической обработке.

По способу получения различают: сталь мартеновскую (основную и кислую); сталь бессемеровскую; сталь томасовскую и электросталь. В зависимости от способа получения стали она выплавляется в мартеновских печах, бессемеровских конвертерах или электрических печах.

Полученный в доменной печи чугун отливают в формы, в которых получают слитки, называемые чушками. Чугунные чушки после их остывания перевозят в сталеплавильный цех и подвергают дальнейшей обработке. Свойства выплавленного в доменных печах чугуна, а также технологический процесс получения определенного сорта стали определяют выбор способа получения стали (например, мартеновский, бессемеровский и др.). Полученную в плавильной печи сталь заливают в формы, называемые изложницами. Остывшая в изложницах сталь называется слитком. В прокатном цехе слитки подвергаются пластической холодной или горячей обработке. В результате такой обработки, а также в результате обработки резанием получают разного рода полуфабрикаты и готовые изделия. Литейные чугуны для изготовления из них заготовок деталей переплавляют в плавильных печах, называемых вагранками. Отливку производят в земляные или металлические формы – кокили.

Обозначение марки стали состоит из букв Ст, означающих, что это сталь.

Впереди них ставят индекс группы стали по назначению: Б и В (если груша А, то букву не ставят).

Затем следуют цифры – условный номер марки в зависимости от химического состава стали и механических свойств, однако в этих сталях не указывает численно массового содержания углерода.

После цифр указывают степень раскисления индексами: «кп» - кипящая, «пс» - полуспокойная, «сп» - спокойная. Сталь всех групп с номерами 1,2,3,4 по степени раскисления изготавливают кипящей, полуспокойной и спокойной, с номерами 3Г, 5 и 6- полуспокойной и спокойной, 5Г – полуспокойной.

Маркировка и расшифровка некоторых видов стали:

БСт 3кп - сталь группы Б, марка 3, кипящая;

Ст 4пс – сталь группы А, марка 4, полуспокойная;

ВСт 2сп – сталь группы В, марка 2, спокойная.

Сталь обыкновенного качества предназначается для изготовления строительных конструкций, арматуры крепежа, деталей машин не несущих повышенных нагрузок.

При этом стали группы А предназначены для изделий, которые при изготовлении не подвергаются горячей обработке (сварке, ковке); стали группы Б – для изделий с применением горячей обработки (в этом случае надо знать химический состав ста­ли для определения режимов горячей обработки); стали В широко применяют для изготовления сварных конструкций, при расчете которых важно знать также и механические свойства.Примерный химический состав можно определить из названий марок.

В зависимости от основных легирующих элементов сталь делит­ся на группы: хромистая, марганцовистая, хромомарганцевая, хромокремнистая, хромомолибденовая и хромомолибденованадиевая, хромованадиевая, никель-молибденовая и др.

Степень легирования конструкционной стали может быть разной. По этому признаку их делят на низколегированную и легированную.

Микролегирование, незначительно удорожая сталь, значительно повы­шает ее прочность, хладо-, коррозионно- и износостойкость по срав­нению с углеродистыми сталями, сохраняя ее пластично свойства и свариваемость.

Применяют низколегированную сталь для конструкций зданий и со­оружений, работающих в особо тяжелых условиях длительных и вибра­ционных нагрузок (балки металлургических и машиностроительных цехов, конструкции эстакад); для сварных конструкций мостов, труб боль­шого диаметра газопроводов, а также в авто-, тракторе-, судостроении и т.д.

Легированную сталь поставляют в слитках, в виде самых разно­образных профилей горячей и холодной прокатки, а также профилей, полученных и другими способами обработки давлением. Эту сталь при­меняют для изготовления наиболее ответственных деталей, узлов ме­ханизмов и машин. В связи с этим к ее качеству предъявляют весьма многосторонние и высокие требования. Из числа конструкционных ста­лей она отличается наибольшим количеством показателей. В ней нор­мирует: полный химический состав, механические свойства, макроструктуру, микроструктуру, величину зерен, прокаливаемость.

Конструкционную легированную сталь применяют в строительстве, разных отраслях промышленности, машиностроения, приборостроения и других видах промышленности.

Конструкционной сталью называется сталь, применяемая для изготовления различных деталей машин, механизмов в машиностроении и строительстве, обладающих высокой прочностью, пластичностью и вязкостью в сочетании с хорошими технологическими свойствами. Конструкционные стали подразделяются на следующие группы: - строительные, содержащие до 0,25% углерода; - машиностроительные цементируемые, содержащие до 0,25% углерода; - машиностроительные улучшаемые, содержащие от 0,3 до 0,5% углерода; - пружинно-рессорные, содержащие от 0,5 до 0,7% углерода. Инструментальной сталью называется сталь, применяемая для обработки металлов резанием или давлением и обладающая высокой твёрдостью, прочностью, износостойкостью и т.д. Инструментальные стали содержат более 0,7% углерода и подразделяются на стали для режущего инструмента, измерительного инструмента и штамповые стали. ГРУППА № 303 темы уроков: "Химические особенности металла"," Испытания металлов" Химические свойства металлов и сплавов Общие характеристики. В материаловедении под химическими свойствами понимают характер взаимодействия атомов металлов с другими металлами или неметаллами в процессе кристаллизации (затвердевания). В зависимости от механизма взаимодействия атомов соединяемых веществ образуются различные химические структуры (сплавы). Рассмотрим химические свойства не с точки зрения механизма взаимодействия атомов соединяемых веществ, а с точки зрения механизма активности или инертности к внешней среде, взаимодействия с этой средой свободных поверхностей деталей, механизмов, машин и различных сооружений. Благодаря взаимодействию с внешней средой на свободных поверхностях конструкционных материалов происходят изменения химического состава. Эти изменения проявляются в различных формах в зависимости от степени активности материалов. Наиболее активно химическое взаимодействие происходит с кислородом и водой (происходит окисление). При этом железо покрывается толстым коричневым слоем коррозии (ржавчины), медь — зеленым налетом, алюминий — серой пленкой, свинец быстро тускнеет и т. д. При нагревании железо и железоуглеродистые сплавы активно окисляются, превращаясь в окалину. Особенно это происходит в среде каких-нибудь газов. При активном образовании окалины при повышенной температуре уменьшается объем и масса металла. Этот процесс называется угаром металла. Из-за низкой химической стойкости некоторых конструкционных материалов (сталей, чугунов) особенно активно идет химическое изменение или разрушение и окисление поверхности деталей в таких средах, как воздух, морская вода, кислоты, щелочи и др. Коррозия металлов. Коррозия (от лат. corrosio — разъедание) — это разрушение поверхностного слоя металлов под воздействием окружающей среды (рабочего тела). В процессе коррозии происходит потускнение поверхности, разъедание, травление и разрушение металла. Эти процессы ограничивают применение металлов. Разрушение поверхности металла коррозией может быть вызвано несколькими причинами: искаженной формой атомно-кристаллической структуры, химической неоднородностью (ликвацией), остаточными напряжениями, окружающими физическими условиями и другими многочисленными факторами. Скорость процесса коррозии можно уменьшить или вообще приостановить, если точно определить ее природу, меняя физические условия работы деталей и механизмов или химический состав металла, его структуру. В зависимости от рабочей среды, в которой постоянно находятся детали, механизмы и конструкции из металлов и их сплавов, процессы коррозии подразделяются: на газовую коррозию (в сухих газах); атмосферную коррозию (в условиях открытой атмосферы, влажного естественного воздуха); коррозию в жидких растворах (воде, электролитах, неэлектролитах, нефти и нефтепродуктах); почвенную коррозию. Коррозионные разрушения металлов и сплавов бывают следующих видов (рис. 2): общая, или сплошная, коррозия поверхности металлов; язвенная коррозия; структурно-избирательная коррозия; межкристаллитная (интеркристаллитная) коррозия; местная коррозия; коррозия под напряжением; щелевая коррозия; биокоррозия. Испытания металлов – это перечень исследований, проводимых на специальном оборудовании, с целью определения комплекса физико-механических свойств металла. Коррозионные испытания в этой статье рассматривать не будем, о них поговорим отдельно. Методы испытания металлов можно разделить на две основные группы: механические, определяющие физические свойства, и аналитические, определяющие состав и структуру металла. Из группы механических испытаний можно выделить три основных вида: Испытания на растяжение или сжатие, определяют предел прочности, предел текучести при растяжении и при сжатии, кроме того, параллельно узнают данные пластических характеристик – относительное удлинение и сужение. Испытанию подвергают как специально изготовленные стандартные образцы (ГОСТ 1497-84), так и изделия в натурную величину – арматура, прутки или участки труб, если говорить об испытании на сплющивание. Испытание на ударный изгиб или так называемые ударные (динамические) испытания. В результате таких испытаний определяют ударную вязкость металла, испытывают стандартные образцы по ГОСТ 9454-78. Измерение твердости металлов и сплавов. Твердость можно определять и на специальных образцах, и на самом изделии, все зависит от метода измерения твердости. Для Роквелла не нужна особая подготовка поверхности, как и для Бриннеля. А вот для измерения твердости по Виккерсу, нужно готовить специальный шлиф. Теперь, что касается аналитических испытаний металлов. Их два основных вида: Химический анализ, с его помощью определяют состав и количество элементов, из которых состоит металл или сплав. В зависимости от задач используют различные методы определения содержания элементов. Подробнее можно почитать в других наших статьях. При металлографическом анализе изучают структурное состояние металла. Ведь именно структура металла определяет все его механические свойства.