16.12.2020, 17.12.2020, 18.12.2020г.

                ПРЕДМЕТЫ" ОСНОВЫ  МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ", "МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ",

                  " ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ  И ТЕХНОЛОГИЯ ОБЩЕСЛЕСАРНЫХ РАБОТ".

 16.12.2020 Предмет" Основы материаловедения" ГРУППА № 303- темы уроков: "Углеродистые стали", "Легированные стали".    

Изучить материал и составить краткий конспект.

                             УГЛЕРОДИСТЫЕ  СТАЛИ. 

Углеродистые стали содержат в своем составе углерод до 2,14%, марганец (до 0,8%), кремний (до 0,35%), серу (до 0,06%) и фосфор (до 0,07%). Перечисленные элементы всегда присутствуют в стали, и поэтому их классифицируют как постоянные примеси. Марганец и кремний вводят в стали с целью раскисления, присутствие серы и фосфора объясняется трудностью удаления их при выплавке.

Кремний растворяется в феррите и сильно упрочняет его, снижая при этом пластичность и значительно повышая предел текучести. При этом уменьшается способность стали к вытяжке и холодной высадке. Поэтому в сталях, предназначенных для холодной штамповки, содержание кремния должно быть сниженным.

Марганец повышает прочность феррита и уменьшает красноломкость стали, которую вызывает сера. С железом сера образует сульфид FeS, который практически не растворяется в железе и образует с ним эвтектику (Fe + FeS), плавящуюся при температуре 988°С. При кристаллизации эта эвтектика размещается вокруг зерен в виде оторочек. Во время горячей обработки при нагреве выше 1000°С эвтектика плавится, что приводит к нарушению связи между зернами и в металле при деформации возникают надрывы и трещины. Это явление называется красноломкостью стали. При наличии марганца в стали вместо сульфида железа образуется сульфид марганца MnS с температурой плавления 1620°С, благодаря чему устраняется явление красноломкости.

Соединения серы снижают механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность, резко снижают работу развития вязкой трещины и вязкость разрушения К_1С. Сульфиды ухудшают свариваемость и коррозийную стойкость.

                                    ЛЕГИРОВАННАЯ  СТАЛЬ.

Легированной называется сталь, в которой, кроме обычных примесей, содержатся специально вводимые в определенных сочетаниях легирующие элементы (Cr, Ni, Mo, Wo, V, А1, В, Ti и др.), а также Мn и Si в количествах, превышающих их обычное содержание как технологических примесей (1% и выше). Как правило, лучшие свойства обеспечивает ком­плексное легирование.

Легирование сталей и сплавов используют для улучшения их технологических свойств. Легированием можно повысить предел текучести, ударную вязкость, относительное сужение и прокаливаемость, а также существенно снизить скорость закалки, порог хладноломкости, деформируемость изделий и возможность образования трещин. В изделиях крупных сечений (диаметром свыше 15...20 мм) механические свойства легированных сталей значительно выше, чем механические свойства углеродистых.

Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.

Маркировка сталей

Принято буквенно-цифровое обозначение сталей

Углеродистые стали обыкновенного качества маркируются: Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.

Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0 до 6 - это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав. Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В).

Конструкционные качественные углеродистые стали маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной: сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.

Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

18.12.2020 ГРУППА №303 темы уроков: "Маркировка сталей", " Изучение легированных сталей".

Маркировка и классификация стали по химическому составу

Как упоминалось ранее, одно из главных разделений этого материала основано на ее химическом составе. Базовыми составляющими материала служат железобетон и углерод (его концентрация меньше 2,14%). На основании концентрации и пропорций используемых добавок на объем железа приходится минимум половина.

На основании уровня содержания углерода стальные изделия делятся.

1. Малоуглеродистые — углерод не более 0,25%.

2. Среднеуглеродистые — от 0,25 до 0,6%.

3. Высокоуглеродистые — от 0,6%.

Повышение углеродного компонента способствует повышению металлической твердости, но одновременно снижает его прочность. Для улучшения эксплуатации сплавов в них добавляются разные химические элементы, после чего они превращаются в легированные стали. Они бывают трёх типов.

1. Низколегированные — объем добавок меньше 2,5%.

2. Среднелегированные — 2,5-10%.

3. Высоколегированные — может достигать 50%.

Марка стали	С%	S<=	Р<=
Ст 0	<=0,23	0,07	0,055
Ст 1	0,06-0,12	0,045	0,055
Ст 2	0,09-0,15	0,045	0,055
Ст 3	0,14-0,22	0,045	0,055
Ст 4	0,18-0,27	0,045	0,055
Ст 5	0,28-0,37	0,045	0,055
Ст 6	0,38-0,49	0,045	0,055
Ст 7	0,50-0,62	0,045	0,055

                             ИЗУЧЕНИЕ  СТРУКТУР ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ.

Многие детали машин работают в условиях высоких скоростей, больших давлений, повышенных температур, аграссивных сред (кислот, щелочей, разъедающих газов и т.п.). Такие условия работы требуют применения материалов высокой прочности и пластичности, износостойкости, жаропрочности и жаростойкости, антикоррозийности. Этими свойствами обладают легированные стали, содержащие, помимо постоянных примесей, один или несколько так называемых легирующих элементов: никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий, титан и др. По содержанию легирующих элементов легированные стали делятся на низко-, средне- и высоколегированные с соответствующим содержанием легирующих элементов до 2,5%, от 2,5 до 10% и более 10%., по назначению- на конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами. По структуре в нормализованном состоянии подразделяются на классы: перлитный, ферритный, аустенитный, мартенситный и карбидный. Стали конструкционные (перлитного класса). Сталь улучшаемая марки 30ХГСА (0,3% С., 0,8% Сr., 0,8% Мn и 0,9% Si) подвергается закалке от 830-850ºС в масле и высокому отпуску при 600ºС на сорбит с получением высоких значений прочности и пластичности. Применяется для изготовления полуосей, валиков, осей, болтов и др. Сталь рессорно-пружинная марки 60С2 (0,6% С., 0,9% Мn и 2% Si) работает в условиях знакопеременных нагрузок. Для обеспечения требуемых свойств (сохранения в течение длительного времени высоких упругих значений) она подвергается закалке от 820-840ºС в масле и отпуску при 350-400ºС на троостит. Сталь шарикоподшипниковая марки ШХ15 (0,95% С., 1,65% Сr и 2% Si) работает в условиях поверхностного износа и высоких контактных напряжений (усталостных). Для обеспечения требуемых свойств она закаливается от 830-850ºС в масле и отпускается при 140-160ºС на мартенсит. Сталь инструментальная (карбидного класса). Сталь быстрорежущая марки Р18 работает в условиях разогрева режущей кромки до 600ºС. Микроструктура такой стали в литом состоянии состоит из темного сорбидообразного перлита, светлых карбидов и «склетного» вида ледебуритной эвтектики. Последующая ковка или прокатка разрушает эвтектику. Термообработка такой стали, состоит из отжига, закалки и трехкратного отпуска. После отжига структура состоит из темного цвета сорбитообразного перлита, светлых крупных первичных карбидов, выделившихся из жидкости, и более мелких светлых вторичных карбидов, образовавшихся из аустенита. Из-за низкой теплопроводности нагрев быстрорежущей стали Р18 до 850ºС производится медленно, а затем до 1280ºС быстро, во избежание окисления и обезуглероживания. 17.12.2020г ГРУППА № 311 темы уроков:" Чугуны. Получение.Свойства", " Классификация чугунов", "Структура и свойства".                         Чугуны.Получение. Свойства. Получение чугуна – весьма затратный и материалоемкий процесс. Чтобы получить одну тонну сплава, необходимо 550 кг кокса и 900 л воды. Что касается руды, то ее количество зависит от содержания в ней железа. Как правило, используется руда с массовой долей железа не менее 70%. Обработка менее богатых руд нецелесообразна с экономической точки зрения. Прежде чем отправиться на переплавку, материал обогащается. Производство чугуна в 98% случае происходит в доменных печах. Технологический процесс включает в себя несколько этапов. Сначала в доменную печь загружается руда, в состав которой входит магнитный железняк (соединение двух- и трехвалентного оксида железа). Также могут использоваться руды, в которых содержатся водная окись железа или его солей. Кроме сырья, в печь кладут коксующиеся угли, необходимые для создания и поддержания высокой температуры. Продукты горения углей как восстановители железа также участвуют в химических реакциях. Дополнительно в топку подается флюс, играющий роль катализатора. Он ускоряет процесс плавления пород и освобождения железа. Важно отметить, что прежде чем попасть в топку, руда должна пройти специальную обработку. Так как мелкие части лучше плавятся, ее предварительно измельчают на дробильной установке. Затем руду промывают, чтобы избавиться от примесей, не содержащих металла. Затем сырье высушивается и проходит обжиг в печах. Благодаря обжигу из него удаляется сера и прочие чужеродные элементы. - Читайте подробнее на SY СВОЙСТВА ЧУГУНА.Материал имеет плотность 7,2 г/см3. Для металлов и их сплавов это достаточно высокий показатель. Чугун хорошо подходит для производства всяческих изделий путем литья. В этом плане он превосходит все сплавы железа кроме некоторых марок стали.Температура плавления чугуна равна 1200 градусам. У стали данный показатель выше на 250-300 градусов. Причина тому кроется в повышенном содержании в чугуне углерода, которое обуславливает менее тесные связи между атомами железа. Во время выплавки чугуна и его последующей кристаллизации, углерод в полной мере не успевает внедриться в структуру железа. Поэтому материал получается хрупким. Структура чугуна не позволяет использовать его для производства продукции, которая постоянно подвержена динамическим нагрузкам. А вот для чего чугун подходит идеально, так это для деталей, которые должны обладать повышенной                                                                                                               прочностью.  КЛАССИФИКАЦИЯ  ЧУГУНОВ. В структуре чугуна присутствует ледебурит или графит, поэтому чугуны хрупкие и не поддаются ковке, используются для получения литых изделий. В зависимости от формы выделения углерода различают следующие чугуны: — белый чугун, в котором весь углерод находится в виде цементита; в изломе чугун белого цвета, идет на переработку в сталь; называется передельным; — серый чугун, в котором весь углерод в свободном состоянии имеет форму пластинчатого графита; — высокопрочный чугун, содержит графит шаровидной формы; — ковкий чугун, в котором углерод имеет форму хлопьев.   Микроструктура чугуна состоит из металлической стальной основы и включений графита. От металлической основы чугуна зависит его твердость, она может состоять из перлита, феррита и перлита или из феррита. Графит имеет низкую прочность, места его залегания в структуре ослабляют металлическую основу чугуна. СТРУКТУРА  И СВОЙСТВА ЧУГУНОВ. В микроструктуре чугуна следует различать металлическую основу и графитные включения. В зависимости от углерода, связанного в цементит, различают несколько видов чугунов: Белый Чугун –весь углерод находится в виде Fe3C. Структура чугуна – перлит и ледебурит. Половинчатый чугун –большая часть углерода (свыше 0,8%) находится в виде Fe3C. Структура чугуна – перлит, ледебурит и пластичный графит. Перлитный серый чугун.Структура – перлит и пластинчатый графит. В том чугуне 0,7 - 08%углерода, и он находится в виде Fe3C, входящего в состав перлита. Ферритно-перлитный серый чугун.Структура - перлит, феррит и пластичный графит. В этом чугуне в зависимости от степени распада эвтектоидного цементита в связанном состоянии находится от 0,7 до 0,1% С. Ферритный серый чугун.Структура – феррит и пластичный графит. В этом случае весь углерод находится в виде графита. Из структуры серых чугунов видно, что их металлическая основа похожа на структуру эвтектоидной стали, доэвтиктоидной стали и железа. Следовательно, по структуре чугуны отличаются от стали тем, что в чугунах имеются графитовые включения, что предопределяет их специфические свойства. Металлическая основа в серых чугунах обеспечивает наибольшую прочность и износостойкость, если она имеет перлитную структуру. Присутствие в структуре феррита, не увеличивая пластичности и вязкости чугуна, снижает его прочность и износостойкость. Наименьшей прочностью обладает ферритный серый чугун. Графит в чугунах может быть следующих основных форм. Пластичный графит. В обычном чугуне графит образуется в виде прожилок лепестков; такой графит называется пластичным. Шаровидный графит.В высокопрочных чугунах, выплавленных с присадкой небольшого количества магния, графит преобразуется в шаровидную форму. Вермикулярный графит. Пластичная форма графита ухудшает свойства чугуна, поэтому разработаны методы плавки или последующей обработки, при которых изменяется, форма графита и улучшаются свойства чугуна. В настоящее время получают серый чугун с волокнистой (червеобразной) формой графита. Такой графит получил название вермикулярного. Хлопьевидный графит. Если при отливке получить белый чугун, а затем, используя неустойчивость, цементита, путем отжига его разложить, то образующийся графит приобретает равновесную форму. Такой графит наз. хлопьевидным или углеродом отжига. На практике чугуны с хлопьевидным графитом называют ковким чугуном. Таким образом, чугун с пластинчатым графитом называют обычным серым чугуном, чугун с шаровидным и вермикулярным графитом – высокопрочным чугуном, чугун с хлопьевидным графитом – ковким чугуном. 17.12.2020 ГРУППА № 301 темы уроков : "Основы термообработки", "Отжиг и нормализация, закалка". ОСНОВЫ ТЕРМООБРАБОТКИ, ОТЖИГ, НОРМАЛИЗАЦИЯ, ЗАКАЛКА. Термической обработкой называют технологические процессы, состоящие из нагрева и охлаждения металлических изделий с целью изменения их структуры и свойств. Термической обработке подвергают слитки, отливки, полуфабрикаты, сварные соединения, детали машин и инструменты. Основными видами термической обработки являются отжиг, закалка, отпуск и старение. Каждый из указанных видов имеет несколько разновидностей. Отжиг– термическая обработка, в результате которой металлы или сплавы приобретают структуру, близкую к равновесной. Отжиг вызывает разупрочнение металлов и сплавов, сопровождающееся повышением пластичности и снятием остаточных напряжений. Температура нагрева при отжиге зависит от состава сплава и конкретного вида отжига. Скорость охлаждения с температуры отжига обычно невелика и лежит в пределах 30…200 °С/ч. Закалка – термическая обработка, в результате которой в сплавах образуется неравновесная структура. Неравновесные структуры при термической обработке можно получить только в том случае, когда в сплавах имеются превращения в твердом состоянии – полиморфные превращения твердых растворов, распад твердого раствора по эвтектоидной реакции, переменная растворимость и др. Для получения неравновесной структуры сплав нагревают выше температуры фазового превращения в твердом состоянии. Затем его быстро охлаждают, чтобы предотвратить равновесное превращение при снижении температуры. аница Контакты

Помогу с студенческой работой

Здравствуйте! Меня зовут Светлана. Вам нужна помощь с Вашей академической работой?

Меньше минуты наз

Это займет пару минут. Согласны?