Классификация материалов

1.

КЛАССИФИКАЦИЯ
МАТЕРИАЛОВ
01.05.2023
1

2.

Классификация сталей
Сплавы- это металлы в которые вводятся
легирующие элементы.
Легирующие элементы – это химические
элементы, которые специально вводят в
сплав для придания ему заданной структуры,
механических и физико-химических свойств.
Примеси - это химические элементы, которые
переходят в сплав в процессе его
изготовления как технологические добавки
или составляющие шихтовых материалов.
01.05.2023
2

3.

1.Сплавы железо-углерод,
содержащие углерод в интервале
от 0,02 до 2,14 %
называют
сталями
выше 2,14%
называют
чугунами

4.

2.Чугуны делятся на
белые, в которых
углерод в связанном
состоянии в виде
Fe3C
Серые чугуны, в
которых
углерод, в основном,
в виде графита
Литейные чугуны бывают:
1.Серые (обычные)
2. высокопрочные
3. ковкие

5.

Стали подразделяются:
По назначению
Конструкционные
Стали с особыми свойствами
Инструментальные

6.

Конструкционные стали
1. По химическому составу
а) содержанию углерода:
низкоуглеродистые до 0,25%;
среднеуглеродистые от 0,3 до 0,5%;
высокоуглеродистые от 0,6 до 0,85%

7.

2. По содержанию легирующих элементов
• низколегированные
- не выше 2,5%;
• легированные
-
2,5 – 10%;
• высоколегированные -
более 10%.

8.

3. По содержанию вредных примесей
серы и фосфора
• а) стали обыкновенного качества
– S >0,05%, P >0,04%;
• б) стали качественные
– S <0,035-0,04%, P< 0,035-0,04%;
• в) высококачественные
• - S <0,025%, Р< 0,025%.

9.

4.По степени раскисления
(ферромарганцем, ферросилициумом, алюминием)
• Кипящая (кп) – раскисляют ферромарганцем
• Спокойная (сп) – раскислены полностью
• Полуспокойная (пс) – раскислены не полностью

10.

5.По структуре после нормализации
• Ферритная
• Ферритно-перлитная
• Перлитная
• Ледебуритная
• Аустенитная

11.

Маркировка сталей
• Стали обыкновенного качества
• Ст – сталь, цифры – 0;1;2…..6
условный номер марки, который
возрастает с увеличением содержания
углерода
• Ст1сп; Ст2сп; …………Ст6сп;
• Ст1пс;…………………...Ст6пс;
• Ст1кп;……………………Ст4кп.

12.

Маркировка сталей
Качественные стали маркируют
цифрами 08, 10, 15, 20, …….,85, которые
указывают средне содержание углерода
в сотых долях процента.
Низкоуглеродистые 05кп, 08кп, 07кп,15,
15кп, 20, 25.
Среднеуглеродистые 30, 35, 40,45,50.
Высокоуглеродистые 60, 65, 70, 80, 85.

13.

Маркировка сталей
• Легированные качественные стали
маркируют цифрами и буквами.
Двухзначные цифры, приводимые в
начале марки, указывают среднее
содержание углерода в сотых долях
процента.
Буквы справа от цифры обозначают
легирующий элемент.

14.

Маркировка сталей
• Обозначение легирующих элементов
А
азот
Т
титан
Б
ниобий
Ф
ванадий
В
вольфрам Х
хром
Г
марганец
Ч
редкоземельные
Д
медь
Ю
алюминий
К
кобальт
Н
никель
С
кремний
М
молибден

15.

Маркировка сталей
• Высококачественные - обозначаются
буквой «А», помещенной в конце марки.
• Особовысокачественные
–
обозначаются буквами
• «Ш» – шлаковый переплав,
• «ВД»- вакуумно-дуговой переплав т.д.
• в конце марки

16.

Пример
• 12Х2Н4А• 0,12%С, 2% Cr, 4%Ni,
• А – высококачественная.
• 18ХГТ• 0,18%С, отсутствие цифр после букв,
обозначающих легирующие элементы
указывает на содержание Сг, Мn, Ti
менее 1-1,5%

17.

Инструментальные стали
подразделяются на
• а) не обладающие теплостойкостью
(углеродистые и легированные -3-4%
легирующих элементов)

18.

Инструментальные стали
• б) полутеплостойкие до 400-5000С
(содержащие свыше 0,6-0,7% С и 4-18%
Сг)
• в)
теплостойкие
до
550-6600С
(высоколегированные
стали,
содержащие Сr,W, V, Mo, Co)

19.

Маркировка инструментальных сталей
• Углеродистые маркируют буквой «У»;
следующая за ней цифра (У7,У8, У10 и
т.д.) показывает среднее содержание
углерода в десятых долях процента,
если его содержание менее 1%.
• Буква «А» (У10А) в конце указывает, что
сталь высококачественная

20.

Маркировка инструментальных сталей
• Буквы означают легирующие элементы,
а цифры за ними – содержание их в
целых процентах (Х, 9Х, 9ХС,6ХВГ ).

21.

Маркировка инструментальных сталей
• Быстрорежущие стали маркируются
• буквой «Р», следующая за ней цифра
указывает
среднее
содержание
вольфрама в процентах.
• Р18 – 0,7-0,8% С; 18% W ;
• Р6М5 – 0,8-0,9% С; 6% W.

22.

• Рельсовая сталь , буквы «К», «М», «Э»
обозначают способ выплавки стали –
• в конверторе - конверторная;
• в мартеновской печи - мартеновская
стали;
• выплавленная в электропечах.
• Цифра после букв содержание углерода
в сотых процента

23.

• К78, М76 - конверторный способ
производства , содержание углерода
0,78%.
• Шх15 – подшипниковая сталь,
• 0,95-1%С, 1,5%Сr;
• 110Г13Л – износостойкая сталь ,
• 1,1%С, 13% Mn, Л – литая,
• стрелочные переводы.

24.

• Колесная, бандажная сталь
• Марка 1 – 0,44-0,5%С;
• Марка 2 – 0,55 - 0,63%С;
• Марка 3 – 0,63-0,65%С.
• Осевая сталь
• ОсВ – 0,4-0,5%С.

25.

• Мостовая сталь
• 15ХСНД, 10ХСНД:
• Детали автосцепки
• 20ГЛ, 20ГФЛ, – корпус автосцепки;
• Пружинная сталь
• 50, 55, 60С2.

26.

Химико-термическая обработка стали
• -это технологический процесс, при
котором
некоторыми
элементами
насыщается
поверхностный
слой
стальных деталей с целью изменения
его
химического
состава,
а
следовательно, структуры и свойств.

27.

Три стадии химико-термической
обработки стали
• 1.
Диссоциация
–
процесс,
протекающий во внешней среде и
приводящий
к
выделению
диффундирующего
элемента
в
атомарном состоянии.

28.

Три стадии химико-термической
обработки стали
• 2.Адсорбция
–
диффундирующего
элемента поверхностью металла и
растворении его в металл
• 3.
Диффузия
элемента
насыщаемого металла
вглубь

29.

Термическая обработка
цементованных сталей
• Она заключается в закалке и низком
отпуске. После такой термической
обработки твердость поверхностного
слоя детали достигает 58-60 HRC при
твердости сердцевины 25-35 HRC и
ниже.

30.

Нитроцементация стали
• Нитроцементация – процесс
совместного насыщения поверхности
стальных деталей углеродом и азотом.
• Она проводится либо в расплавленных
цианистых солях (жидкостная
нитроцементация или цианирование)
либо в смеси науглераживающих газов
и аммиака (газовая нитроцементация)

31.

32.

Азотирование стали
• Азотирование – процесс диффузионного насыщения
поверхностного слоя стальных изделий азотом

33.

Азотирование стальных деталей

34.

Установка для ионного азотирования
Материаловедение («Машиностроение»). Лекция 6
34

35.

Нитроцементация

36.

Нитроцементация
В основе жидкостной нитроцементации
лежат следующие химические реакции

37.

Поверхностная закалка
Закалка с нагревом ТВЧ