Металлы и сплавы. Черные металлы и сплавы. Сталь и чугун

Черные металлы и сплавы. Сталь и чугун.

Классификация конструкционных сталей по применению: строительные стали; конструкционные стали общего назначения; инструментальные стали; конструкционные стали специализированного назначения; стали с особыми физическими свойствами; стали с особыми химически ми свойствами. В России принята буквенно-числовая система маркировки сталей.

Углеродистые качественные конструкционные стали маркируются двузначным числом, обозначающим содержание углерода в сотых долях процента, например сталь 45 — содержание углерода 0,45 %. Углеродистые качественные инструментальные стали маркируются буквой У и цифрой, указывающей содержание углерода в десятых долях процента, например сталь У12 содержание углерода 1,2 %. Конструкционные легированные стали обозначаются следующим образом: сталь α_сЛ_iα_i А(Ш) где α_с — содержание углерода в сотых долях процента; Л_i, — обозначение легирующего компонента (азот — А, алюминий — Ю, бор — Р, вольфрам — В, ванадий — Ф, кобальт — К, кремний — С, молибден — М, марганец — Г, медь – Д, никель — Н, редкоземельные металлы — Ч, селен — Е, титан — Т, фосфор — П, хром — Х, цирконий Ц), α_i, — содержание легирующего компонента в процентах; буква А в конце маркировки означает высококачественную сталь, буква Ш — особо высококачественную. Если после обозначения легирующего компонента цифра не стоит, его содержание составляет приблизительно 1%(молибден 0,2...0,3 %, вольфрам 0,06...0,12 %).

Например, сталь 30Х3МФ — качественная сталь, 0,3 % углерода,. % хрома, 0,2...0,3 % молибдена, 0,06... 0,12% вольфрама; сталь 12ХН3А — высококачественная сталь, 0,12% углерода, 1 % хрома, З % никеля.. Некоторые стали содержат дополнительную букву после слова «сталь», обозначающую ее группу или тип, например Ш — подшипниковая сталь (в этих сталях указываются десятые доли процента содержания легирующего компонента) А — автоматная сталь и т. п.

Чугун делится на серый чугун, где числом показывают предел прочности на растяжение, высокопрочный чугун, ковкий чугун. Например СЧ21 – σ_в = 210 МПа, и ВЧ100 – σ_в = 1000МПа. Кроме того для ковкого чугуна показывают относительное удлинение δ = 10%.

Цель работы: Изучить диаграмму двухкомпонентных сплавов и диаграмму железо-цементит.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с теоретическим материалом методов исследования свойств материалов.

2. Начертить и дать краткую характеристику диаграмм состояния твердого раствора внедрения, с полной растворимостью компонентов в твердом состоянии, твердого раствора замещения, с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии, образующие устойчивое химическое соединение.

3. Начертить диаграмму железо –цементит. Дать определение перлиту, ферриту, цементиту, ледебуриту, аустениту.

4. Привести примеры марки и химического состава конструкционной стали, инструментальной стали, специальной стали, бронзы, латуни, баббита, чугуна серого, чугуна ковкого, чугуна высокопрочного. Нарисовать микроструктуру каждого сплава.

Вопросы для коллективного обсуждения:

1. Что такое линия солидуса?

2. Что такое линия ликвидуса?

3. Как влияет углерод на механические свойства стали и чугуна?

Задания для самостоятельной работы:

1. Факторы, влияющие на механические свойства цветных металлов и сплавов.

2. Маркировка цветных металлов и сплавов.

3. Маркировка сталей и чугунов.

Литература.

1. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов. СПб., 2004 г.

2. Грановский Г.И., Грановский Г.Г. Резание металлов. М.: Высшая школа, 1985 г.

3. Черепахин А.А. Технология обработки материалов. М. «Академия», 2004 г.