Презентация на тему: Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и

Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Стали
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-94)
Область применения и механические свойства углеродистых сталей обыкновенного качества
Углеродистые качественные стали (ГОСТ 1050-74)
Область применения и механические свойства низко углеродистых качественных сталей
Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-74)
Область применения и механические свойства у глеродисты х инструментальны х стал ей
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Легированные стали
Легированные стали
Влияние легирующих элементов на свойства стали
Взаимодействие легирующих элементов с железом
Взаимодействие легирующих элементов с железом
Легирующие элементы влияют на температуры фазовых превращений сталей при нагреве и на состав точек S и E диаграммы
Взаимодействие легирующих элементов с железом
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Чугуны Основные положения
Диаграмма состояния Fe-Fe 3 C
Виды чугунов
Белый чугун
Белый чугун
Серый чугун
Серый чугун
Маркировка серых чугунов
Ковкий чугун
Ковкий чугун
Маркировка ковких чугунов
Высокопрочный чугун
Высокопрочный чугун
Маркировка высокопрочных чугунов
Общая классификация чугунов
Общая классификация чугунов
Общая классификация чугунов
Общая классификация чугунов
Легированные чугуны
Антифрикционный чугун
Жаропрочный, жаростойкий и коррозионно-стойкий чугуны
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и
1/68
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 54)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (13170 Кб)
1

Первый слайд презентации

Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и маркировка Чугуны: классификация и маркировка

Изображение слайда
2

Слайд 2

Диаграмма состояния Fe-Fe 3 C Чугуны Стали Ледебурит * Аустенит Расплав Первичный цементит Расплав Расплав Аустенит Вторичный цементит (Вц) Первичный цементит Первичный цементит Перлит * А Феррит А Ф Вц Вц Вц 0.02 0.8 2.14 4.3 6.67% (С) 100%( Fe 3 С) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Аустенит A B C N G E S D F K H J P Линия АВСD – ликвидус Линия AHJECF – солидус Феррит – Ф, Fe α, левее линий AHN и G PQ Аустенит – A, Fe γ, линия NJESG Горизонтальные линии: 1499 °С – п еритектическое превращение HJB, 0.1 * * -0.5%С 1147 °С – эвтектическое превращение ЕСF, 2.14-6.67%С 727 °С – э втектоидное превращение PSK, 0. 02 - 6. 67%С 1539 14 99 1392 9 1 1 727 Q 1 1147 Перлит * Перлит * Ледебурит * Ледебурит * *Перлит и ледебурит - структуры, которые отражают твердые состояния, отвечающие эвтектическому 4.3%С (ледебурит) и эвтектоидному0.8%С (перлит) составу. **В выс око - температурной области (точка H ) растворимость углерода выше, чем в точке P Ледебурит * + +

Изображение слайда
3

Слайд 3

Температурный полиморфизм железа Полиморфизм – это способность некоторых веществ иметь разную кристаллическую решетку в зависимости от внешних условий ( T и P). Разные кристаллические формы вещества называются полиморфными модификациями. Аустенит Феррит Феррит Феррит Феррит Аустенит Феррит Аустенит Время Решетка ОЦК Решетка ОЦК δ ( α ) - Fe γ - Fe Fe γ ↔Fe α Решетка ГЦК α - Fe Fe δ ↔Fe γ Аустенит Перлит Феррит Аустенит Расплав А А Ф Вц Перлит N H Вц B P S E J 1539 1499 1392 9 1 1 727 ⸰ C N ⸰ C 1539 14 99 1392 A 1147 911 1147 727 Q % C 2 G Расплав Расплав Расплав

Изображение слайда
4

Слайд 4

Феррит (Ф или α и  ) – тв ё рдый раствор внедрения углерода в α - железе. Предел растворимости углерода 0.02 масс.% в низкотемпературной модификации ( α ), 0.1 масс.% в высокотемпературной модификации (  ). Углерод растворяется в вакансиях ОЦК α - желез а. Мягок, пластичен, обладает магнитными свойствами. Аустенит (А или γ ) – твердый раствор внедрения углерода в γ - железе. Предел растворимости углерода 2.14 масс.%. Углерод растворяется в октаэдрических пустотах кристаллической решетки ГЦК γ - желез а. Пластичен, немагнитен. Цементит ( Fe 3 C ) – метастабильное химическое соединение железа с углеродом (6.67 масс.%). Очень тверд и хрупок. Магнитен до 210 ° С. Перлит – эвтектоидная смесь феррита и цементита Ледебурит – эвтектическая смесь аустенита и цементита Фазы и смеси фаз в системе Fe-Fe 3 C 3

Изображение слайда
5

Слайд 5

Критические точки стали : Точка А 1 (линия PSK ) – температура эвтектоидного превращения : при медленном охлаждении аустенит состава S превращается в феррит состава P и цементит, при медленном нагреве реакция идет в обратном направлении. Точка А 3 (линия GS ) – начало выделения феррита из аустенита при медленном охлаждении или конец превращения феррита в аустенит при медленном нагреве Точка А с m ( линия SE ) – начало выделения цементита из аустенита при медленном охлаждении или окончание равновесия цементита в аустените при медленном нагреве. Точка А 2 (768 ⸰ С) – температура перехода феррита из ферромагнитного в парамагнитное состояние при нагреве и в обратном направлении при охлаждении ( температура Кюри ). Критические точки железа : Точка А 3 – температура равновесия Fe α ↔ Fe γ (911 ⸰ C) Точка А 4 – температура равновесия Fe γ ↔ Fe δ ( 1392 ⸰ C) Обозначение критических точек на диаграмме состояния Fe-Fe 3 C 4 γ N ⸰ C Q A 4 A 3 δ α E S K P G Fe % C N A 3 A cm A 1 A 2

Изображение слайда
6

Слайд 6

При нагреве или при охлаждении определяется критическая точка, к букве А добавляется индекс “ с ” при нагреве (от французского слова chauffage – нагрев) и индекс ” r ” (от французского слова refroidissement – охлаждение) при охлаждении с оставлением цифры, характеризующей данное превращение. Так, критические точки, определенные при нагреве – А С1, А С3 …, а при охлаждении – А r1, A r3 … H агрев доэвтектоидной стали выше соответствующей точки на линии GS обозначается как нагрев выше точки  А C 3. При охлаждении же этой стали первое превращение должно быть обозначено как   А r3, второе (на линии РSК ) - как   А r1. Точку А 3 для заэвтектоидных сталей обычно обозначают  А cm. Обозначение критических точек на диаграмме состояния Fe-Fe 3 C 5

Изображение слайда
7

Слайд 7

Жидкость Аустенит Ж + А Е 0.1 0.16 0.51 С,% 1392 1539 N J H Ф + А Ф Ж + Ф 1499 В I II III IV t ⸰ A 12 11 10 7 3 4 2 1 6 5 9 8 I Ж + Ф Ф A Ф + A 1 2 3 4 Ж Ж II III IV 6 6’ 7 5 Ж + Ф Ф + A A Ж + A Ж Ж + Ф 9 9’ 8 11 11’ Ж Ж + Ф 10 12 A A Время Температура Кривые охлаждения для сталей с перитектическим превращением Перитектическое превращение : Ж В + Ф Н ↔ А J 1 49 9 6

Изображение слайда
8

Слайд 8

7 Кривые охлаждения для сталей с эвтектоидным превращением Эвтектоидное превращение : А S ↔ Ф P + Ц 727 А + Ф Ф G E K P S А +В ц Аустенит 727 I II III IV Перлит + Феррит Ф +Т ц Перлит + Вторичный цементит Перлит 1 2 3 4 5 7 6 8 0.8 С,% 2.14 Температура Температура Время 1 2 3 4 5 5 ' 6 6 ' А +В ц Ф + П А + Ф А А + Ф А А Ф Ф +Т ц П 8 8 ' 7 П +В ц А I II III IV Эвтектоидная сталь (У8) Т Ц – третичный цементит

Изображение слайда
9

Слайд 9

Кривые охлаждения и структура доэвтектоидной стали Аустенит Перлит Феррит Аустенит А А Ф Вц Перлит N H Вц B P S J 1539 14 99 1392 9 1 1 727 ⸰ C N A 1147 G Q Время 1539 14 99 1392 911 1147 727 % C E ⸰ C Доэвтектоидная сталь (40) Аустенит Аустенит Феррит Аустенит Феррит Перлит 8 Расплав Расплав Расплав Расплав

Изображение слайда
10

Слайд 10

9 Кривые охлаждения и структура заэвтектоидной стали Перлит Вторичный цементит Аустенит Аустенит Перлит Феррит Аустенит А А Ф Вц Перлит N H Вц B P S J 1539 14 99 1392 9 1 1 727 ⸰ C N A 1147 G Q Время 1539 14 99 1392 911 1147 727 % C E ⸰ C Аустенит Вторичный цементит Заэвтектоидная сталь (У12) Аустенит Расплав Расплав Расплав Расплав

Изображение слайда
11

Слайд 11

Классификация видов термической обработки сталей Термическая обработка Химико-термическая обработка Термо-механическая обработка Диффузионная металлизация Цементация Азотирование Нитроцеметация Борирование Собственно термическая обработка Отжиг I рода Отжиг II рода Закалка без полиморфного превращения Закалка с полиморфным превращением Старение Отпуск Высоко- температурная обработка Низко- температурная обработка 10

Изображение слайда
12

Слайд 12

Отжиг – термическая обработка, заключающаяся в нагреве металла, находящегося в неравновесном состоянии в результате предшествующей обработки, и приводящая его в более равновесное состояние. Охлаждение после отжига всегда медленное (с печью). Различают: Отжиг первого рода – при котором нагрев проводится ниже температур фазовых превращений. Его цель – устранение химической неоднородности, уменьшение внутренних напряжений. Отжиг второго рода – при котором нагрев проводится выше температур фазовых превращений. Его цель – получение структурно равновесного состояния. Отжиг II рода применяют для получения равновесной структуры в целях снижения твердости, повышения пластичности и вязкости стали ; улучшения обрабатываемости ; измельчения зерна. Основные виды термической обработки сталей: отжиг 11

Изображение слайда
13

Слайд 13

нормализация полный отжиг неполный отжиг Содержание углерода Температура G K E S P A cm A c3 A c1 Время Температура A 3 A 1 М н Изотермический отжиг Полный отжиг Полный (рекристаллизационный) отжиг доэвтектоидных сталей: Для углеродистых сталей : аустенитизация при t = A C3 + (30-50 ⸰ C) + охлаждение со скоростью 150-200 град / час Изотермический отжиг – разновидность полного отжига, применяется для легированных сталей. Аустенитизация + ускоренное охлаждение до t = A C1 - (50-100 ⸰ C) + выдержка до полного распада переохлажденного аустенита. Неполный отжиг доэвтектоидных сталей: нагрев в интервале А С1 -А С3 + охлаждение по режиму полного отжига. Нормализация – аустенитизация при t = А С3 + (30-50 ⸰ С) для доэвтектоидных сталей и t = А cm + (30-50 ⸰ C) для заэвтектоидных сталей + ускоренное охлаждение на воздухе. Отжиг второго рода 12

Изображение слайда
14

Слайд 14

Закалка - это термическая обработка, состоящая из нагрева стали до температуры аустенитного состояния, выдержки при этой температуре и последующего быстрого охлаждения со скоростью больше критической ( V > V кр ). Цель закалки - повышение твердости и прочности сталей за счет образования неравновесных закалочных структур. В результате закалки подавляется распад аустенита на ( Ф + Ц)-смесь и аустенит превращается в мартенсит ( М ). Мартенсит имеет не ОЦК-решетку, как феррит, а искаженную тетрагональную решетку (ОЦТ). Степень тетрагональности мартенсита определяется соотношением с/а, где а - наименьшее ребро, с - наибольшее ребро искаженной кубической решетки мартенсита. Степень тетрагональности (и твердость М ) линейно увеличивается с ростом содержания углерода в стали до 0.8 %. Основные виды термической обработки сталей: закалка 13

Изображение слайда
15

Слайд 15

Мартенситное превращение с /a – степень тетрагональности решетки мартенсита c/a = 1+ 0.046·C (%) M H и M K – температуры начала и конца мартенситного превращения A ОСТ – остаточный аустенит M H M К A ОСТ 20 40 60 80 100 Температура Количество мартенсита,% Кривая мартенситного превращения При охлаждении нагретой под закалку стали со скоростью выше критической (для конструкционных сталей охлаждение в воду) вместо диффузионного превращения аустенита в перлит, происходит бездиффузионное мартенситное превращение. [100] [001] [010] Fe C а с 14

Изображение слайда
16

Слайд 16

Интервал нагрева под закалку неполная закалка Содержание углерода Температура G K E S P A cm A c3 A c1 A 3 A 1 t min M H Время Температура A →Ф A →П A →Б V кр V охл Температура нагрева сталей под закалку - углеродистая доэвтектоидная t H = A C3 + (30-50 ⸰ C) - углеродистая заэвтектоидная t H = A C1 + (30-50 ⸰ C) Закалка сталей 15 Вода Масло Охлаждающая способность воды и масла Скорость охлаждения Температура

Изображение слайда
17

Слайд 17

16 Основные превращения в сталях при термической обработке Превращение ферритно-карбидной структуры в аустенит при нагреве выше точки А 1 Диффузионное (перлитное) превращение аустенита в ферритно-карбидную структуру при небольших переохлаждениях нижу точки А 1 Бездиффузионное сдвиговое (мартенситное) превращение аустенита в мартенсит при больших переохлаждения ниже точки А 1. ( Мартенсит – пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в α - Fe ) Промежуточное ( бейнитное ) превращение аустенита в температурном интервале между перлитным и мартенситным превращениями Превращение мартенсита в ферритно-карбидную структуру при нагреве до температур ниже точки А 1 Перлит Сорбит Тростит Бейнит Аустенит 727 ⸰ 240 ⸰ Аустенит → Мартенсит Мартенсит А 1 М Н М K Пере- охладен- ный аус- тенит -50 ⸰ V 1 V 2 V 3 T, ⸰ C τ, ч Диффузионное превращение Бездиффузионное превращение Перлитное превращение Промежуточное превращение Мартенситное превращение Конец распада аустенита Начало распада аустенита

Изображение слайда
18

Слайд 18

Перлитная область  в углеродистых сталях распространяется на интервал температур от точки  А 1  до изгиба изотермической диаграммы (~550°С). При этих температурах происходит диффузионный распад аустенита с образованием структуры из феррита и цементита –  перлита. Промежуточное превращение  протекает при температурах от изгиба кривой (~550°С) до точки М н. Это превращение обладает рядом особенностей, присущих как перлитному ( диффузионному ), так и мартенситному ( бездиффузионому ) превращению. В результате превращения переохлажденного аустенита образуется  бейнит. Мартенситное превращение  происходит по бездиффузионному механизму ниже точки М н. Свойства и строение продуктов превращения аустенита в перлитной области зависят от температуры, при которой происходил процесс его распада. Основные превращения в сталях при термической обработке S 0 – межпластинчатое расстояние Перлит (700-650 ° С) S 0 = 0.5-1.0 мкм Сорбит (650-600 ° С) S 0 =0.2-0.4 мкм Троостит (600-550 ° С) S 0 <0.1 мкм 17

Изображение слайда
19

Слайд 19

При высоких температурах, т. е. при малых степенях переохлаждения, получается достаточно грубая (легко дифференцируемая под микроскопом) смесь феррита и цементита. Эта смесь называется  перлитом. При более низких температурах и, следовательно, при больших степенях переохлаждения, дисперсность структур возрастает и твердость продуктов повышается. Такой более тонкого строения перлит получил название  сорбита. При еще более низкой температуре (что соответствует изгибу кривой) дисперсность продуктов еще более возрастает и дифференцировать под оптическим микроскопом отдельные составляющие ферритно-цементитной смеси становится почти невозможно, пластинчатое строение можно наблюдать лишь под электронным микроскопом. Такая структура называется  трооститом. Основные превращения в сталях при термической обработке Троостит Сорбит Перлит 18

Изображение слайда
20

Слайд 20

Отпуск - нагрев закалённой стали до температуры ниже фазовых превращений (ниже линии PSK) и последующее охлаждение в печи, воде или масле. Отпуск является заключительной операцией термообработки. Отпуск необходим для снижения вредного действия внутренних напряжений в стали, оставшихся после закалки, уменьшения её хрупкости, повышения вязкости, улучшения обрабатываемости резанием. Отпуск всегда проводится после закалки. Он позволяет сформировать комплекс свойств, необходимый для многолетней надежной эксплуатации изделий. Основные виды термической обработки сталей: отпуск 19

Изображение слайда
21

Слайд 21

В зависимости от температуры нагрева различают: Низкий отпуск. Нагрев до 150-200°С и медленное охлаждение в печи. При этом снижаются внутренние напряжения, но прочность и твердость остаются высокими (58-62 HRC). Применяется для режущего и мерительного инструмента. Средний отпуск. Нагрев до 350-500°С и медленное охлаждение в печи. Снимаются внутренние напряжения, твердость снижается (40-50 HRC). Этот отпуск обеспечивает высокий предел упругости и применяется после закалки рессор и пружин. Высокий отпуск. Нагрев до 550-680°С и охлаждение в масле. Обеспечивает высокий комплекс механических свойств (оптимальное соотношение прочности и пластичности, максимальная величина ударной вязкости ). Применяется для деталей машин, подвергающихся динамическим и циклическим нагрузкам. Улучшение. Закалку в сочетании с высоким отпуском называют улучшением. Его назначение – измельчение структуры, повышение механических свойств и повышение обрабатываемости стали резанием. Виды отпуска сталей 20

Изображение слайда
22

Слайд 22: Стали

Сталь – сплав железа с углеродом, в котором массовая доля углерода составляет до 2.14%. 21

Изображение слайда
23

Слайд 23

Общая классификация сталей 22 По химическому составу Углеродистые стали – в составе кроме железа и углерода содержатся постоянные примеси ( 0.3–0.8 % Mn, до 0.6 % Si, до 0.05 % S, до 0.04% P ), влияющие на свойства стали. Углеродистые стали содержат в сумме до 2% всех легирующих элементов и примесей. Однако решающее влияние на формирование их структуры и свойств оказывает углерод. Состав и свойства углеродистых сталей определяются стандартом ГОСТ 380-2005. Легированные стали – в состав для улучшения физико-химических и механических свойств специально вводят легирующие элемен­ты ( Mn, Si, Ni, Cr, Mo, Co, W, V, Cu, Ti, Al ). Полезными примесями являются марганец и кремний. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности, и резко снижает красноломкость стали, вызванную влиянием серы. Способствует уменьшению содержания сульфида железа FeS, так как образует с серой соединение сульфид марганца MnS. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка. Кремний растворяется в феррите и повышает прочность стали, особенно повышается предел текучести, при этом наблюдается некоторое снижение пластичности.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Вредными примесями являются сера и фосфор. Фосфор, растворяясь в феррите, искажает кристаллическую решетку и увеличивает предел прочности и предел текучести, но снижает пластичность и вязкость. Располагаясь вблизи границ зерен, увеличивает температуру перехода в хрупкое состояние, вызывает хладноломкость (склонность растрескиваться и ломаться при холодной механической обработке). Повышение содержания фосфора на каждую 0.01% повышает порог хладноломкости на 20…25 º С. Сера попадает в сталь из чугуна. При взаимодействии с железом образует FeS, который, в свою очередь, дает с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988 º С. При нагреве под прокатку или ковку эвтектика плавится, нарушаются связи между зернами. При деформации в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины, заготовка разрушается – наблюдается явление красноломкости (повышение хрупкости при высоких температурах). Сера снижает механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность, а также предел выносливости. Она ухудшает свариваемость и коррозионную стойкость. В зависимости от введённых эле­ментов легированные стали делят на хромистые, марганцовистые, хромони­келевые, хромокремнемарганцевые и другие. Общая классификация сталей 23

Изображение слайда
25

Слайд 25

Общая классификация сталей По содержанию углерода Низкоуглеродистые стали ( менее 0.3% С ) пластичны, хорошо свариваются и штампуются. Их производят в виде тонкого листа для изготовления деталей сложной формы методом холодной штамповки с глубокой вытяжкой. Для увеличения поверхностной прочности изделия из них подвергают цементации (насыщение поверхностного слоя углеродом), при этом резко возрастает износостойкость изделий, а сердцевина остается пластичной и вязкой. Среднеуглеродистые стали ( 0.3-0.7% С ) имеют повышенную прочность, но меньшую пластичность и вязкость. После упрочняющей термической обработки эти стали применяют для изготовления небольших валов, шатунов, зубчатых колес и деталей, испытывающих циклические нагрузки. Высокоуглеродистые стали ( свыше 0.7% и до 1.3% С ) используют для изготовления пружин, рессор и других изделий с высокой упругостью и износостойкостью. 24

Изображение слайда
26

Слайд 26

По качеству (в зависимости от содержания в них вредных примесей): Стали обыкновенного качества (не более 0.07% Р и 0.06% S ); Качественные стали (не более 0.035% Р и 0. 0 35% S ) ; Высококачественные стали (не более 0.025% Р и 0. 0 25% S ); Особовысококачественные стали (не более 0.025% Р и 0. 0 15% S ). Стали обыкновенного качества выплавляют только углеродистыми, качественные и высококачественные – углеродистыми и легированными, особовысококаче­ственные – только легированными. По назначению: Конструкционные – предназначены для изготовления строительных конструкций, арматуры железобетонных конструкций, деталей машин и приборов. Инструмен­тальные – стали для режущего и измерительного инструмента, штам­пов холодного и горячего деформирования. Специальные стали – жаростойкие, жаропрочные, коррозионностойкие ( нержавеющие), изно­состойкие, электротехнические и другие. Общая классификация сталей 25

Изображение слайда
27

Слайд 27

Общая классификация сталей 26 По способу раскисления : Раскисление – это процесс удаления из жидкого ме­талла самой вредной примеси – кислорода, присутствующего в стали в виде FeO. Спокойные стали – раскисляют в процессе плавки марганцем (до 0.8%) и кремнием (до 0.35%). Затвердевают без газовыделения. Кипящие стали – раскисляют только марганцем (0.8%). Кислород взаимодействуя с углеродом выделается в виде CO. Выделение пузырей СО создаёт впечатление кипения стали, с чем и связано это название. Полуспокойные стали – содержат до 0.8% Р и 0.17% S и занимают промежуточ­ное положение между спокойными и кипящими. Легированные стали производят спокойными, углеродистые - спокойными, полуспокойными и кипящими.

Изображение слайда
28

Слайд 28: Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-94)

28 Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-94) Маркировка : буквы Ст и цифры 0, 1, 2…6, определяющие условный номер марки В конце марки указывается способ раскисления : кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная 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 Буква Г обозначает сталь с повышенным содержанием марганца Маркировка сталей В Ст 3 Г сп Группа В Сталь Номер 3 (содержание углерода 0.14-0.22%) Повышенное содержание марганца Спокойная Группа Б Сталь Номер 2 (содержание углерода 0.09-0.15%) Полуспокойная Б Ст 2 пс 27

Изображение слайда
29

Слайд 29: Область применения и механические свойства углеродистых сталей обыкновенного качества

Марка стали Механические свойства Массовая доля углерода, % Назначение σ т, МПа, * σ в, МПа δ 5, %, * Ст 0 Ст1кп - 195 ≥300 305-390 18 35  0.23 0.06-0.12 Листовой и сортовой прокат для строительных конструкций Ст1пс Ст1сп 205 315-410 34 0.06-0.12 Ограждения, арматура, анкерные болты, сварные неответственные соединения Ст2пс Ст2сп 225 335-430 32 0.09-0.15 Заклёпки, листы, трубы неответственные, топочные устройства. Ст3сп Ст3пс Ст3кп 245 235 370-480 360-460 23 24 0.14-0.22 Детали и нормали, воспринимающие небольшие нагрузки (арматура, болты, гайки, тяги, оси и др.) Ст4кп Ст4пс Ст4сп 255 265 400-510 410-530 22 21 0.18-0.27 Для строительных и других конструкций Примечание – Массовая доля других элементов в спокойной стали Mn-0.25 (Ст1) – 0.8 (Ст6) %; Si от 0.05 (Ст1) до 0.30 (Ст6) %; Р не более 0.04 %, S не более 0.05 %; * - не менее, при толщине проката  20 мм Область применения и механические свойства углеродистых сталей обыкновенного качества Свойства сталей σ т - предел текучести, МПа; σ в - предел прочности (временное сопротивление), МПа; δ 5 - относительное удлинение коротких образцов, % 28

Изображение слайда
30

Слайд 30: Углеродистые качественные стали (ГОСТ 1050-74)

30 Углеродистые качественные стали (ГОСТ 1050-74) Маркировка : буквы Сталь и две цифры, указывающие среднее содержание углерода в сотых долях – 08, 10, 15, …70 Качество определяется содержанием вредных примесей - серы и фосфора не более 0,035% Маркировка сталей 08 пс 29 Сталь марки 10 (спокойная) 10 Среднее содержание углерода 0.1% Среднее содержание углерода 0.08% Полуспокойная Сталь марки 08пс

Изображение слайда
31

Слайд 31: Область применения и механические свойства низко углеродистых качественных сталей

Свойства сталей Марка стали Массовая доля углерода, % Назначение Механические свойства, не менее σ в, МПа σ т, МПа δ 5, % НВ, не более 08 0.05-0.12 Д ля холодной штамповки различных изделий. Без термической обработки в горячекатаном состоянии их используют для шайб, прокладок, кожухов и других деталей, изготавливаемых холодной деформацией и сваркой 320 196 33 225 10 0.07-0.14 330 205 31 15 0.12-0.19 370 225 27 20 0.17-0.24 Цементуемые, предназначены для деталей небольшого размера, например, кулачки, толкатели, малонагруженные шестерни 410 245 25 25 0.22-0.30 450 275 23 Примечание – Массовая доля Si – 0.17-0.37 %; Mn – 0.35-0.65 % (сталь марок 08-20); Cr не более 0.10 % (сталь 08); 0.15 % (сталь 10); 0.25 % ( сталь 15, 20, 25); 0.50-0.80 % (сталь 25) 30

Изображение слайда
32

Слайд 32: Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-74)

У 13 А 32 Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-74) Маркировка : буква У и число, показывающее среднее содержание углерода в десятых долях % Буква А в конце маркировки ( У10А ) показывает, что данная сталь высококачественная, т. е. в ней содержится меньше серы и фосфора Маркировка сталей 31 У 7 И нструментальн ая угл еродистая стал ь Среднее содержание углерода 0.7% И нструментальн ая угл еродистая стал ь Среднее содержание углерода 1.3% Высококачественная

Изображение слайда
33

Слайд 33: Область применения и механические свойства у глеродисты х инструментальны х стал ей

Марка стали Массовая доля углерода, % Назначение Механические свойства, не менее σ в, МПа σ т, МПа δ 5, % НВ, не более У7, У7А 0.65-0.74 Инструмент: слесарно-монтажный – молотки, кувалды, отвертки, бородки, кернеры, комбинированные плоскогубцы, кусачки, кузнечные штампы 630 390 21 187 У8, У8А 0.75-0.84 600 - - У9, У9А 0.85-0.94 - - - У10, У10А 0.95-1.04 Инструмент: штампы для холодной штамповки, калибры простой формы и пониженных классов точности, напильники, шаберы, холодно-высадочные пуансоны, штемпели - 23 - У11, У11А 1.05-1.14 - - - У12, У12А 1.15-1.24 600-700 350-450 28 212 У13, У13А 1.25-1.35 Инструмент, обладающий повышенной износостойкостью при умеренных нагрузках – напильники, бритвы, хирургический инструмент, шаберы, граверы - - - - Область применения и механические свойства у глеродисты х инструментальны х стал ей Свойства сталей 32

Изображение слайда
34

Слайд 34

Легированные стали имеют буквенно-цифровую маркировку Углерод определяется числом в начале марки – если число двузначное, то в сотых %, однозначное – десятых % Буква определяет легирующий элемент (см. таблицу), число после буквы количество элемента в целых % При содержании элемента меньше 1% число не ставится V, W, Ti, Nb, B, N содержатся в сотых долях и маркируются Маркировка сталей А Б В Г Д К Н М Ю Р С Т Х Ф N Nb W Mn Cu Co Ni Mo Al B Si Ti Cr V Низколегированная Σл.э < 2. 5% Среднелегированная Σл.э = 2. 5…10% Высоколегированная Σл.э > 10% Легированные стали 33

Изображение слайда
35

Слайд 35: Легированные стали

Т 10 12 18 Н * 35 Буква А в конце маркировки показывает, что сталь высококачественная Буква А в начале маркировки показывает, что сталь автоматная Буква Ш в конце маркировки показывает, что сталь особовысококачественная Буква Ш в начале маркировки показывает, что сталь шарикоподшипниковая Буква Р в маркировк е показывает, что сталь быстрорежущая Маркировка сталей Легированные стали Х Содержание углерода – 0.12% Хром Содержание хрома – 18% Никель Содержание никеля -10% Титан (содержание менее 1%) 34

Изображение слайда
36

Слайд 36: Легированные стали

Маркировка сталей Легированные стали Г 8 4 12 Н Х Содержание углерода – 0.04% Хром Содержание хрома – 12% Никель Содержание никеля – 8% Марганец Содержание марганца – 8% Молибден Ванадий Ниобий 8 М Ф Б А 4 12 2 Н Х Содержание углерода – 0.12% Хром Содержание хрома – 2% Никель Содержание никеля – 4% Высококачественная Т 18 Г Х Содержание углерода – 0.18% Содержание хрома – 1-1.3% Содержание марганца – 0.8-1.1% Содежрание титана – 0.03-0.09% 35

Изображение слайда
37

Слайд 37: Влияние легирующих элементов на свойства стали

Элемент Прочность, σ в Пластичность Стойкость к коррозии Жаро -прочность Mn Повышает Мало влияет* Практически не изменяет Практически не изменяет Si Повышает В массовой доле более 2,5 % резко снижает Повышает Несколько повышает Cr Повышает Незначительно снижает Повышает Повышает Ni Повышает ** Повышает Повышает Mo Повышает *** Понижает Значительно повышает Ti Мало влияет Несколько повышает вязкость Повышает **** * - При содержании Mn до 2% пластичность низко и среднеуглеродистой стали не снижает, в высокоуглеродистой стали снижает ; ** - Пластичность незначительно снижает в низко и среднеуглеродистых сталях перлитного класса и сильно снижает в сталях мартенситного класса. Ударная вязкость конструкционных никелевых сталей перлитного класса после термической обработки выше, чем у других сталей ; *** - В сталях перлитного класса понижает. Однако после термической обработки это снижение очень мало, а ударная вязкость выше, чем углеродистой и некоторых других сталей при равной прочности ; **** - Повышает, но оказывается полезным в сталях сложного состава. 36

Изображение слайда
38

Слайд 38: Взаимодействие легирующих элементов с железом

δ α γ ( Ni, Mn ) Содержание легирующего элемента Температура A 4 A 3 A 4 A 3 α δ γ A 4 A 3 Температура Содержание легирующего элемента ( Cu, N ) Взаимодействие легирующих элементов с железом Первая группа Легирующие элементы, расширяющие γ -область (понижают точку А 3 и повышают точку А 4 железа) а) Элементы, неограниченно растворимые в γ -железе б) Элементы, образующие с железом сплавы, в которых гомогенная область ограничивается гетерогенной областью 3 7

Изображение слайда
39

Слайд 39: Взаимодействие легирующих элементов с железом

α γ A 4 A 3 Содержание легирующего элемента Температура α γ A 3 A 4 Содержание легирующего элемента Температура δ Взаимодействие легирующих элементов с железом Вторая группа Легирующие элементы, сужающие γ -область (повышают точку А 3 и понижают точку А 4 железа) а) Элементы, полностью замыкающие γ -область и образующие гомогенную α -область б) Элементы, образующие с железом сплавы, в которых γ -область ограничивается гетерогенной областью ( Al, Cr, Si, Mo, W, V ) ( Nb, Zr ) 3 8

Изображение слайда
40

Слайд 40: Легирующие элементы влияют на температуры фазовых превращений сталей при нагреве и на состав точек S и E диаграммы

Легирующий элемент, % Mn Cr W Ni Si Mo Ti 0 2 4 6 8 10 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 t, ⸰ C Влияние легирующих элементов на температуру A 1 C,% 0 2 4 6 8 10 12 14 Легирующий элемент, % Влияние легирующих элементов на содержание С в эвтектоиде 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Ti Mo W Si Ni Mn Cr Легирующие элементы влияют на температуры фазовых превращений сталей при нагреве и на состав точек S и E диаграммы Влияние легирующих элементов на критические точки стали 39

Изображение слайда
41

Слайд 41: Взаимодействие легирующих элементов с железом

Первая группа Некарбидообразующие элементы: Al, Si, Ni, Co, Cu Вторая группа Карбидообразующие элементы: Fe, Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, Zr, Ti карбидообразующая способность Элементы Mn, Cr, Mo, W, растворяясь в цементите, образуют легированный карбид ( Fe, M ) 3 C или M 3 C Специальные карбиды: карбиды хрома Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 карбиды молибдена и вольфрама MoC, WC, Mo 2 C, W 2 C или MC, M 2 C карбиды ванадия, ниобия и титана VC, NbC, TiC или MC 40

Изображение слайда
42

Слайд 42

Общие правила определения количества элементов в стали по ее маркировке Буквы Ст в начале марки указывают, что химический состав по марке не определяется: Ст3. Определение содержания углерода в стали по маркировке Две цифры в начале марки показывают сотые доли процента углерода: 50. Одна цифра в начале марки или цифры после начальной буквы У показывают десятые доли процента углерода: 5ХНСВ, У13. Отсутствие цифр в начале марки (кроме марок, начинающихся с буквы У) указывает на наличие около одного процента углерода: Х. Определение содержания легирующих элементов в стали по маркировке Отсутствие цифр после букв легирующих элементов указывает на наличие около одного процента легирующих элементов: 40ХС. Цифры после букв легирующих элементов показывают целые единицы процента легирующих элементов: Х13. 41

Изображение слайда
43

Слайд 43

Расшифровка марок сталей Примеры чтения маркировок сталей 45 – сталь углеродистая (нет букв легирующих элементов ), конструкционная (марка начинается с двух цифр ), качественная (нет букв Ст в начале, а в конце нет буквы А). В стали примерно 0.45 % углерода (две цифры в начале марки). У8А – сталь углеродистая (нет букв легирующих элементов ), инструментальная (в начале марки нет цифр ), высококачественная (в конце марки буква А). В стали примерно 0.8 % углерода (одна цифра в начале марки). 30ХГС – сталь легированная (есть буквы легирующих элементов ), конструкционная (марка начинается с двух цифр ), качественная (в начале нет букв Ст, а в конце нет буквы А). В стали примерно 0.3 % углерода (две цифры в начале марки ), до 1% хрома (Х ), марганца (Г ), кремния (С ), на что указывает отсутствие цифр после букв легирующих элементов. Ст5 – сталь углеродистая (нет букв легирующих элементов ), конструкционная (марка начинается с букв Ст ), обыкновенного качества ( в начале есть буквы Ст ). Химический состав по марке не определяется (буквы Ст в начале марки). 42

Изображение слайда
44

Слайд 44

В ряде стран разработаны оригинальные принципы маркировки сталей в соответствии с национальными стандартами. Стали, выпускаемые в США по стандартам ASTM ( American Society for Testing and Materials) и SAE (Society Automotive Engineers), имеют цифровую систему маркировки, в которую иногда добавляют буквы. Стали производства Германии имеют буквенно-цифровую систему маркировки по степени легирования и режимам термической обработки. Национальный стандарт Германии DIN (Deutsche Industrienorm) предполагает маркировку сталей двумя способами. Стали Японии маркируют по национальным стандартам JIS (Japanese Industrial Standard) с помощью нескольких букв и цифр. Международная маркировка сталей 43

Изображение слайда
45

Слайд 45

Европа ( EN) Германия ( DIN) США ( AISI) Япония ( JIS) СНГ ( GOST) 1.4000 X6Cr13 410S SUS 410 S 08Х13 1.4006 X12CrN13 410 SUS 410 12Х13 1.4021 X20Cr13 (420) SUS 420 J1 20Х13 1.4028 X30Cr13 (420) SUS 420 J2 30Х13 1.4031 X39Cr13 SUS 420 J2 40Х13 1.4034 X46Cr13 (420) 40Х13 1.4016 X6Cr17 430 SUS 430 12Х17 1.4510 X3CrTi17 439 SUS 430 LX 08Х17Т 1.4301 X5CrNI18-10 304 SUS 304 08Х18Н10 1.4303 X4CrNi18-12 (305) SUS 305 12Х18Н12 1.4306 X2CrNi19-11 304 L SUS 304 L 03Х18Н11 1.4541 X6CrNiTi18-10 321 SUS 321 08Х18Н10Т 1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 316 Ti SUS 316 Ti 10Х17Н13М2Т Примеры международной маркировки сталей 4 4

Изображение слайда
46

Слайд 46: Чугуны Основные положения

Чугуны – сплавы железа с углеродом, содержащие от 2.14% до 6.67% углерода. Чугун содержит те же примеси, что и углеродистая сталь - Mn, Si, S и P, но в большем количестве. Эти примеси существенно влияют на условия графитизации и, следовательно, на структуру и свойства чугуна. В сравнении со сталью: имеют более высокое содержание углерода; заканчивают кристаллизацию образованием эвтектики; обладают низкой способностью к пластической деформации; о бладают высокими литейными свойствами. Получил широкое распространение в качестве литейного материала благодаря хорошей жидкотекучести и малой усадке, что позволяет получать качественные от­ливки сложной формы даже при малой толщине стенок. 45 Твоих мозгов узор чугунный

Изображение слайда
47

Слайд 47: Диаграмма состояния Fe-Fe 3 C

Ледебурит Аустенит Вторичный цемент Ледебурит Первичный цементит Первичный цементит Ледебурит Ледебурит Ледебурит Перлит Вц 2.14 4.3 6.67% (С) Аустенит C E Ледебурит Первичный цементит Аустенит Аустенит Первичный цементит Перлит Первичный цементит Ледебурит 1539 1392 1200 911 1147 727 K F D 1539 1392 1200 911 1147 727 Время % C ⸰ C ⸰ C 46 Расплав Расплав Расплав Расплав Расплав + +

Изображение слайда
48

Слайд 48: Виды чугунов

В зависимости от формы выделения углерода в чугуне различают: 47 1 Цементит – карбид железа F 3 C ( сплав железа с углеродом ) 2 Графит – углерод, выделяющийся в железоуглеродистых сплавах в свободном состоянии. Чугуны Серые Белые Шаровидная форма графита Высокопрочные чугуны ВЧ 38-17 ВЧ 42-12 ВЧ 50-7 ВЧ 60-2 ВЧ 80-2 ВЧ 120-2 Марки СЧ 15 СЧ 25 СЧ 40 СЧ 45 Марки КЧ 30-6 КЧ 35-10 КЧ 37-12 КЧ 45-7 КЧ 60-3 КЧ 80-1.5 Марки Углерод в виде пластинчатого графита 2 Углерод в виде цементита 1 Доэвтектические (до 4.3% С) Ковкие чугуны Хлопьевидная форма графита Термическая обработка Заэвтектические (более 4.3% С) Эвтектические (4.3% С)

Изображение слайда
49

Слайд 49: Белый чугун

– получил такое название благодаря цвету излома и характерному блеску. В нем углерод химически связан с железом в виде цементита (Fe 3 C). Белый чугун об­ладает высокой твёрдостью, хрупкостью и плохой обрабатываемо­стью резанием. Основная масса белого чугуна не подвергается механической переработке идёт на переделку в сталь или в ковкий чугун. Цементит (на диаграмме Ц ) – химиче­ское соединение углерода с железом (карбид железа Fe 3 C). Является структурной составляющей железоуглеродистого сплава, содержащей 6.67% углерода. Имеет сложную ромбическую решётку. Цементит очень твёрд ( HB 800 ) и хрупок ( α н = 0 ). Белый чугун 48

Изображение слайда
50

Слайд 50: Белый чугун

По структуре белые чугуны делятся на: Доэвтектические (а) – концентрация углерода не превышает 4. 3% (структура: перлит + цементит вторичный + ледебурит превращенный); Эвтектические (б) – концентрация углерода составляет 4. 3% (структура: ледебурит превращенный); Заэвтектические (в) – концентрация углерода превышает 4. 3% (структура: цементит первичный + ледебурит превращенный). Белый чугун 49 Ц II П а) б) в) Л Л Л Ц I

Изображение слайда
51

Слайд 51: Серый чугун

– как и белый чугун получил название благодаря цвету излома. В нем углерод находится в свободном со­стоянии в виде графитовых включений, а содержание углерода в связанном состоянии в виде цементита составляет не более 0.8 %. Серый чугун отличается от бе­лого меньшей твёрдостью и хрупкостью, а также хорошей обрабаты­ваемостью резанием. По химическому составу серые чугуны разделяют на обычные ( нелегированные ) и легированные. По структуре металлической основы серый чугун может быть ферритным, перлитным или перлитно-ферритным. Для повышения механических свойств производится модифицирование серого чугуна путем добавления алюминия или кальция. Серый чугун Состав серых чугунов – углерод (С) 2.5-3.6% – фосфор ( P ) 0.02-0.4% – кремний ( Si ) 1.1-2.9% – сера ( S ) 0.02-0.15% – марганец ( Mn ) 0.2 - 1.4% – хром ( Cr ) 0.15-0.3% – никель ( Ni ) до 0.5% 50

Изображение слайда
52

Слайд 52: Серый чугун

2 1 1 2 3 3 2 Микроструктура серого чугуна: 1 – феррит; 2 – пластинчатый графит; 3 – перлит 51 ферритный перлитно-ферритный перлитный Феррит (на диаграмме Ф) – твердый раствор углерода в α-железе с предельной концентрацией углерода 0.02 % при температуре 727°С. Феррит имеет малую твердость и высокую пластичность. Перлит (на диаграмме П) – механическая смесь ( эвтектоид ) феррита и цементита, образующаяся при эвтектоидном распаде аустенита ( 0.8% С ). Обладает повышенными прочностью и твердостью.

Изображение слайда
53

Слайд 53: Маркировка серых чугунов

ГОСТ 1412-85 предусматривает следующие серого чугуна: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35. Химический состав серых чугунов колеблется в следующих пределах: 3.2-3.8% углерода, 1-5% кремния, 0.5-0.8% марганца, 0.2-0.4% фосфора, до 0.12% серы. Иногда в чугуне присутствуют в не­большом количестве медь, никель, хром, которые попадают из руды. Маркировка серых чугунов Марки чугуна Прочность при растяжении σ в, МПа (кгс/мм 2 ) Углерод Кремний Марганец Фосфор Сера Не более СЧ 10 100 (10) 3.5-3.7 2.2-2.6 0.5-0.8 0.3 0.15 СЧ 15 150 (15) 3.5-3.7 2.0-2.4 0.5-0.8 0.2 0.15 СЧ 20 200 (20) 3.3-3.5 1.4-2.4 0.7-1.0 0.2 0.15 СЧ 25 250 (25) 3.2-3.4 1.4-2.2 0.7-1.0 0.2 0.15 СЧ 30 300 (30) 3.0-3.2 1.3-1.9 0.7-1.0 0.2 0.12 СЧ 35 350 (35) 2.9-3.0 1.2-1.5 0.7-1.1 0.2 0.12 СЧ 18 Серый чугун Предел прочности на растяжение (кгс/мм 2 ) 52

Изображение слайда
54

Слайд 54: Ковкий чугун

Ковкие чугуны получают из белых чугунов путем термической обработки ( отжига ), при которо й углерод переходит в свободное состояние в виде хлопьевидного графита, который также может называться графит отжига. Такой графит в отличие от пластинчатого меньше снижает механические свойства металлической основы, поэтому ковкие чугуны обладают более высокими прочностью и пластичностью по сравнению с серыми. По структуре металлической основы, которая определяется режимом отжига, ковкие чугуны бывают ферритными или перлитными. Ковкий чугун Состав ковких чугунов – углерод (С) 2.2-3.1% – фосфор ( P ) до 0.18% – кремний ( Si ) 0.7 - 1.5 % – сера ( S ) 0.12% – марганец ( Mn ) 0.3-0.6 % – хром ( Cr ) 0.2% 53

Изображение слайда
55

Слайд 55: Ковкий чугун

Феррит (на диаграмме Ф) – твердый раствор углерода в α-железе с предельной концентрацией углерода 0.02 % при температуре 727°С. Феррит имеет малую твердость и высокую пластичность. Перлит (на диаграмме П) – механическая смесь ( эвтектоид ) феррита и цементита, образующаяся при эвтектоидном распаде аустенита ( 0.8% С ). Обладает повышенными прочностью и твердостью. 2 3 3 1 2 Микроструктура ковкого чугуна : 1 – перлит; 2 – графит отжига; 3 – феррит. 54 ферритный перлитный

Изображение слайда
56

Слайд 56: Маркировка ковких чугунов

ГОСТ 1215-79 устанавливает 11 марок ковкого чугуна: КЧ 30-6; КЧ 33-8; КЧ 35-10; КЧ 37-12 ферритного класса, характеризующегося ферритной или ферритно-перлитной структурой металли­ческой основы и КЧ 45-7; КЧ 50-5; КЧ 55-4; КЧ 60-3; КЧ 65-3; КЧ 70-2; КЧ 80-1.5 перлитного класса (в основном с перлитной структурой ме­таллической основы). Маркировка ковких чугунов Марки чугуна Углерод Кремний Марганец Фосфор Сера Не более КЧ 30-6 2.6-2.9 1.0-1.6 0.4-0.6 0.18 0.2 КЧ 37-12 2.4-2.7 1.2-1.4 0.2-0.4 0.12 0.06 КЧ 45-7 2.5-2.8 1.1-1.3 0.3-1.0 0.1 0.2 КЧ 60-3 2.5-2.8 1.1-1.3 0.3-1.0 0.1 0.2 КЧ 80-1.5 2.4-2.7 1.2-1.4 0.3-1.0 0.1 0.06 КЧ 30 - 6 Ковкий чугун Предел прочности на растяжение (кгс/мм 2 ) Относительное удлинение (%) 55

Изображение слайда
57

Слайд 57: Высокопрочный чугун

Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Их получают модифицированием сплавом магния с никелем, который вводят в жидкий чугун. По структуре металлической основы высокопрочный чугун может быть ферритным,   перлитным или перлитно-ферритным Высокопрочный чугун применяется в различных отраслях техники при изготовлении прокатных станов, кузнечно-прессового оборудования, деталей турбин и других ответственных деталей. Состав высокопрочных чугунов – углерод (С) 2.7-3.6% – фосфор ( P ) до 0.1% – кремний ( Si ) 1.0-3.8% – сера ( S ) до 0.14% – марганец ( Mn ) 0. 4 - 0. 9% – хром ( Cr ) до 0.1% – никель ( Ni ) 0.2-0.8% 5 6 (Магний уходит в шлак)

Изображение слайда
58

Слайд 58: Высокопрочный чугун

Микроструктура высокопрочного чугуна: 1 – феррит; 2 – шаровой графит; 3 – перлит. 2 1 1 2 3 2 3 57 ферритный перлитно-ферритный перлитный Феррит (на диаграмме Ф) – твердый раствор углерода в α-железе с предельной концентрацией углерода 0.02 % при температуре 727°С. Феррит имеет малую твердость и высокую пластичность. Перлит (на диаграмме П) – механическая смесь ( эвтектоид ) феррита и цементита, образующаяся при эвтектоидном распаде аустенита ( 0.8% С ). Обладает повышенными прочностью и твердостью.

Изображение слайда
59

Слайд 59: Маркировка высокопрочных чугунов

ГОСТ 7293-85 предусматривает следующие марки чугуна с шаровидным графитом (серого чугуна): ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100. Маркировка высокопрочных чугунов Марки чугуна Углерод Кремний Марганец Фосфор Сера Хром Другие Не более ВЧ 35 3.3-3.8 1.9-2.9 0.2-0.6 0.1 0.2 0.05 - ВЧ 40 3.3-3.8 1.9-2.9 0.2-0.6 0.1 0.2 0.1 - ВЧ 45 3.3-3.8 1.9-2.9 0.3-0.6 0.1 0.2 0.1 - ВЧ 50 3.2-3.7 1.9-2.9 0.3-0.7 0.1 0.2 0.15 - ВЧ 60 3.2-3.6 2.4-2.6 0.4-0.7 0.1 0.2 0.15 0.3 Cu 0.4 Ni ВЧ 70 3.2-3.6 2.6-2.9 0.4-0.7 0.1 0.015 0.15 0.4 Cu 0.6 Ni ВЧ 80 3.2-3.6 2.6-2.9 0.4-0.7 0.1 0.01 0.15 0.6 Cu 0.6 Ni ВЧ 100 3.2-3.6 3.0-3.8 0.4-0.7 0.1 0.01 0.15 0.6 Cu 0.8 Ni ВЧ 35 Высокопрочный чугун Предел прочности на растяжение (кгс/мм 2 ) 58

Изображение слайда
60

Слайд 60: Общая классификация чугунов

1) По способу производства: Предельный чугун – используется для изготовления стали ( белый чугун ) Литейный чугун – используется для изготовления отливок ( высокопрочный и ковкий чугун ) 2) По форме графитных включений: Чугун с пластинчатым графитом ( серый чугун ) – а Ч угун с шаровидным графитом ( высокопрочный чугун ) – б Чугун с хлопьевидным графитом ( ковкий чу­гун ) – в Чугун с вермикулярным (червеобразным) графитом – г Общая классификация чугунов а б в г 59

Изображение слайда
61

Слайд 61: Общая классификация чугунов

3 ) По типу структуры металлической основы: ферритный, перлитный и ферритно-перлитный чугун; Общая классификация чугунов 60

Изображение слайда
62

Слайд 62: Общая классификация чугунов

4 ) По состоянию углерода (химически связанный или структур­но свободный): Белый чугун Серый чугун Половинчатый (отбеленный) чугун – у глерод содержится в нём частично в свободном состоянии в виде графита и частично в связанном – в виде цементита (более 0.8 %). Такой чугун имеет структуру перлита, ледебурита и пластинчатого графита, обладает высокой из­носостойкостью, но плохо обрабатывается резанием. Применяется в качестве фрикционного материала, а также для изготовления деталей по­вышенной износостойкости. 5) По назначению: Конструкционный чугун общего назначе­ния ( серый, высокопрочный, ковкий ); Чугун со специальными свой­ствами ( антифрикционный, износостойкий, коррозионностойкий, жа­ростойкий, жаропрочный ). Общая классификация чугунов 61

Изображение слайда
63

Слайд 63: Общая классификация чугунов

6) По технологии получения: Обычный чугун (не модифицированный); Модифицированный чугун – чугун, в расплав которого было добавлено небольшое ко­личество специальных добавок – модификаторов, которые способст­вуют измельчению пластинок графита или получению графита в форме шара. В результате модифицирования механические свойства чу­гуна улучшаются: возрастает прочность, пластичность и вязкость. 7) По химическому составу: легированный и нелегирован­ный чугун. Легированный чугун – сплав железа с углеродом, обычно содержащий определенное количество кремния и марганца, а также дополнительно один или несколько таких элементов, как хром, никель, медь, алюминий и др. Общая классификация чугунов 62

Изображение слайда
64

Слайд 64: Легированные чугуны

63 Легированные чугуны Антифрикционные Жаропрочные Жаростойкие Коррозионно-стойкие АЧС-1 АЧС-2 АЧС-3 АЧС-4 АЧС-5 АЧС-6 АЧВ-1 АЧВ-2 АЧК-1 АЧК-2 ЖЧХ-0.8 ЖЧХ-1.5 ЖЧХ-2.5 ЖЧХ-3.0 ЖЧС-5.5 ЖЧСШ-5.5 ЖЧЮ-22 ЖЧЮШ-22 ЧН19ХЗШ ЧН11Г7Х2Ш ЧНХТ ЧН1ХМД ЧН1МШ ЧН15Д7Х2 ЧН15ДЗХШ Ni Cu Mo Cr Ti Mn Cr Ni Al Cr Si Mg Al Cu Ni Cr Марки

Изображение слайда
65

Слайд 65: Антифрикционный чугун

Антифрикционные чугуны используются для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения. Их получают на основе серых, высокопрочных и ковких чугунов: Серые чугуны легируют: хромом ( 0.2-0.4%), никелем ( 0.2-0.4% ), медью ( 0.3-2%), алюминием ( 0.4-0.8% ); Высокопрочные чугуны легируют: медью (0.7%), магнием ( 0.03%); Ковкие чугуны легируют медью ( 1-1.5 %). Маркировка антифрикционных чугунов проводится согласно ГОСТ 1585-79. АЧ С - 1 АЧ В - 2 АЧ К - 2 Антифрикционный чугун Серый / высокопрочный / ковкий Номер марки 6 4 Подшипник скольжения из антифрикционного чугуна

Изображение слайда
66

Слайд 66: Жаропрочный, жаростойкий и коррозионно-стойкий чугуны

Жаропрочный чугун предназначен для эксплуатации при температуре до 600°С. Получается легированием никелем, хромом, марганцем. Жаростойкий чугун обладает способностью противостоять окислению при повышенных температурах: от 600 до 1100°С. Получается легированием хромом, кремнием, алюминием. Коррозионно-стойкий чугун сохраняет свойства при работе в газовых средах, водных растворах. Получается легированием хромом, титаном, молибденом, медью, никелем. Маркировка этих чугунов проводится согласно ГОСТ 7769-82. Ч Н 15 Д 3 Х Ш Ч Н 1 Х М Д Чугун Легирующие элементы Приблизительная молекулярная масса легирующего элемента (%) Графит имеет шаровидную форму Если после легирующего элемента отсутствует значение, то это означает, что его содержание меньше 1%. 6 5

Изображение слайда
67

Слайд 67

Список использованной литературы 1) Кузнецов В.В., Рубцов Э.Р., Шкуряков Н.П. Материаловедение. Железоуглеродистые сплавы. Строение. Структура. Свойства: учебное пособие. СПб, СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2013. 80 с. ( http://etu.chemdm.ru/MTKM_1.pdf ) 2) Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 528 с. ( https://cloud.mail.ru/public/6d4a8f6d1371/materialovedenie_1990_laxtin.rar ) 3) Микроструктура чугунов: Методические указания по дисциплине «Материаловедение» /Составители: В.И. Астащенко, Г.Ф. Мухаметзянова, Н.Н. Западнова – Набережные Челны: НЧИ (ф) КФУ, 2016. 24 с. ( https://kpfu.ru/portal/docs/F_150402882/Mikrostruktura.chugunov.pdf ) 4) Парфенов В.Д., Структура и механические свойства чугунов: Методические указания. М.: МИИТ, 2011. 51 с. ( http://library.miit.ru/methodics/31_05_2012/metodics/03%20-%2040839.pdf ) 5) Парфенов В.Д., Классификация и маркировка сталей: Методические указания. М.: МИИТ, 2009. 28 с. ( http://library.miit.ru/methodics/22_08_2012/03_17918.pdf )

Изображение слайда
68

Последний слайд презентации: Материаловедение Система Fe-Fe 3 C. Термообработка Стали : классификация и

Спасибо за внимание и понимание! Чугунный мост через Северн (1779 г.) Чугунный мост через Северн (1779 г.) Спасибо за внимание и понимание Чугунная дверь в лучший мир (1890 г.) Чугунный мост через Тей (1878 г.) Чугунный мост через Тей (1880 г.) Ой, упал, а ведь раньше лучше умели делать!

Изображение слайда