 |
|
Теоретическая часть
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4
МАРКИРОВКА УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
Цель работы: Закрепить знания по условному обозначению марок простых и легированных сталей согласно ГОСТ и по определению основных свойств сталей в соответствии с маркировкой и химическим составом
Теоретическая часть
По химическому составу классификация сталей основана на указании главного или основного компонента сплава, на основе которого сплав составлен: железо, медь, алюминий и т.д. Такая классификация позволяет распределить сплавы на небольшое число основных классов:
- сплавы на основе железа (стали, чугуны);
- медные сплавы (бронзы и латуни);
- алюминиевые сплавы (авали, дюрали, силумины);
- магниевые сплавы;
- титановые сплавы;
- оловянистые и свинцовистые сплавы для подшипников (баббиты) и т.д.
А самая большая группа сплавов - стали, в свою очередь, делится по химическому составу на 2 группы: углеродистые (нелегированные) стали и легированные.
По назначению стали делятся на 3 основные группы:
- конструкционные;
- инструментальные;
- стали специального назначения.
Конструкционные стали должны обладать высокими прочностью, пластичностью и вязкостью в сочетании с хорошими технологическими свойствами: легко обрабатываться давлением, резанием, хорошо свариваться и т.д. Стали конструкционные используются для изготовления деталей машин, механизмов в машиностроении и металлоконструкций в строительстве.
Инструментальные стали должны обладать повышенной или высокой твердостью и износостойкостью, которые должны сохраняться при нагреве. Инструментальные стали применяются для изготовления инструмента для обработки металлов резанием, давлением, для изготовления мерительного инструмента.
Специальные стали должны обладать какими-либо особыми свойствами: кислотостойкостью, жаропрочностью, магнитными или, наоборот, немагнитными свойствами и т.д. Основными потребителями сталей с особыми свойствами являются приборостроение, химические производства, ракетостроение, авиастроение, военная спецтехника и т.д.
По качеству стали подразделяют на стали обыкновенного качества, качественные и высококачественные. Основными признаком качества является содержание вредных примесей в сталях: серы и фосфора. Предельно допустимое содержание примесей в сталях разных категорий качества представлена в таблице 1.
Таблица 1 – Предельно допустимое содержание примесей в сталях разных категорий качества
| Категория качества стали | P | S |
| Cталь обыкновенного качества | 0,040% | 0,050% |
| Качественная сталь | 0,035% | 0,035% |
| Высококачественная сталь | 0,025% | 0,025% |
| Особовысокачественная сталь | 0,025% | 0,015% |
Категория обыкновенного качества относится только к сталям простым углеродистым (нелегированным), а две остальные категории относятся и к углеродистым, и к легированным сталям.
По степени раскисления (удаление кислорода из металла) стали могут быть спокойные (сп), полуспокойные (пс), и кипящие (кп), что указывается в марке. При одинаковым содержании углерода спокойные, полуспокойные и кипящие стали имеют практически одинаковую прочность. Главное их различие в пластичности, что отражается на штампуемости в холодном состоянии. Это обусловлено содержанием остаточного кремния в стали:
- кипящая <0,05%;
- полуспокойная сталь 0,05 – 0,15%;
- спокойная сталь 0,15 – 0,35%.
Чем больше кремния в стали, тем хуже штампуемость. Легированные стали выплавляются только спокойными в мартеновских или электрических печах. В качестве раскислителей металлурги используют марганец, кремний, алюминий.
По способу производства различают, стали конверторные, мартеновские, электросталь и стали особых методов выплавки: электрошлаковый переплав (ЭШП), вакуумно-индукционная плавка (ВИП), вакуумно-диффузионная плавка (ВДП), электронно-лучевой переплав (ЭЛП), плазменно-дуговая плавка (ПДП). Применение особых методов выплавки позволяет получить более чистый качественный материал.
Наряду с приведенными классификациями по общим признакам, относящимся к различным сталям, существуют более частные классификации отдельных групп сталей, которые требуют специальных знаний в области материаловедения и будут рассмотрены в соответствующих разделах этой дисциплины, например, классификация сталей по микроструктуре.