Значение букв, входящих в состав марок легированных сталей

Буква А. У нее может быть три значения в зависимости от места расположения в марке:

1) когда буква стоит в начале марки; здесь она указывает на то, что сталь автоматная. Такие стали предназначены для обработки резанием на металлорежущих станках – автоматах в условиях массового производства. Высокие концентрации серы и фосфора (до 0,15…0,18 %) обеспечивают образование мелкоэлементной хрупкой стружки, легко удаляющейся из зоны резания. Кроме того, в автоматных сталях обязательно должен присутствовать свинец, улучшающий качество обработанной поверхности. Например, марка автоматной стали: АС35Г2;

2) когда буква стоит в конце марки: здесь она указывает на качество стали. Такие стали высококачественные, т.е. концентрация серы и фосфора в них не должно превышать 0,025 %;

3) когда буква стоит в середине марки: здесь она указывает на введение в сталь азота, позволяющего получать мелкозернистые структуры, обладающие меньшей чувствительностью к хрупкому разрушению. Азот вводится преимущественно в строительные стали. Например, марка строительной стали: 14Г2АФД.

Буква Б.Эта буква указывает на присутствие в стали ниобия. Чаще всего ниобий вводят в нержавеющие, жаропрочные стали мартенситного или мартенситно-ферритного классов для повышения жаропрочности. Например, 18Х12ВМБФР.

Буква В.Эта буква указывает на присутствие в стали вольфрама. Вольфрам встречается во многих легированных сталях. Он повышает предел прочности, прокаливаемость, теплостойкость и ряд других свойств. Вольфрам сдвигает точку S влево, что приводит к сужению аустенитной области. Он является основным легирующим элементом быстрорежущих сталей. Кроме этого, вольфрам снижает склонность к развитию отпускной хрупкости.

Буква Г. Эта буква указывает на присутствие в стали марганца. В строительных сталях он используется как элемент – раскислитель, в цементуемых, улучшаемых и инструментальных – как карбидообразующий элемент, позволяющий повышать твердость и прочность. В улучшаемых сталях он увеличивает прокаливаемость за счет укрупнения зерен и резко увеличивает количество остаточного аустенита после закалки. При высокой концентрации заметно увеличивается износостойкость.

Буква Д. Эта буква указывает на присутствие в стали меди. Медь вводят преимущественно в строительные стали для повышения устойчивости против атмосферной коррозии.

Буква Е. У этой буквы может быть два значения, в зависимости от ее места расположения в марке:

1) когда буква стоит в начале марки: здесь она говорит о том, что сталь с особыми магнитными свойствами. Например, сталь марки ЕХ9К5, из которой изготавливают мощные постоянные магниты;

2) когда буква стоит в конце марки: здесь она указывает на присутствие в качестве легирующего элемента селена, который вводится преимущественно в улучшаемые стали для повышения прокаливаемости. Например, марка стали 45ХЕ.

Буква К. Она указывает на присутствие в стали кобальта, который вводят обычно в быстрорежущие инструментальные стали для повышения твердости и теплостойкости. Недостатком кобальта является то, что он увеличивает склонность стали к обезуглероживанию.

Буква М.Она указывает на присутствие в стали молибдена. Этот элемент можно встретить во многих сталях. В цементуемых и улучшаемых сталях он повышает предел прочности, в жаропрочных – жаропрочность, в инструментальных – теплостойкость. Кроме этого, молибден можно встретить во многих сталях, подвергающихся азотированию.

Буква Н.Она указывает на присутствие в стали никеля. Главная цель никеля – повышение ударной вязкости. В высокохромистых сталях он переводит их в аустенитный класс.

Буква П.Она указывает на присутствие в стали увеличенного количества фосфора.

Буква Р. У этой буквы может быть два значения, в зависимости от места расположения ее в марке:

1) когда буква стоит в начале марки: здесь она указывает на принадлежность стали к группе инструментальных быстрорежущих сталей. При этом, цифра, стоящая за буквой Р в быстрорежущих сталях, указывает на концентрацию вольфрама в целых единицах процентов. Например, в марке стали Р9Ф5 находится 9 % вольфрама.

2) когда буква стоит в конце марки: здесь она указывает на присутствие в стали бора.

Буква С. В подавляющем большинстве марок сталей она указывает на присутствие в стали кремния. Однако, в случае автоматных сталей, она говорит о присутствии свинца.

Буква Т. Эта буква указывает на присутствие в стали титана. Он вводится обычно с целью измельчения зерна, а в нержавеющих сталях – для уменьшения склонности к межкристаллитной коррозии. Титан связывает углерод в карбиды, что приводит к снижению твердости мартенсита и уменьшению прокаливаемости и к ухудшению закаливаемости.

Буква Ф.Она указывает на присутствие в стали ванадия. Главная цель введения ванадия – повышение ударной вязкости и выносливости. Он часто вводится в быстрорежущие стали. В строительных сталях улучшает свариваемость, препятствуя росту зерна в сварном шве.

Буква Х. Она указывает на присутствие в стали хрома. Это самый распространенный легирующий элемент.

Буква Ц.Встречается в марках легированных сталей редко и указывает на присутствие циркония.

Буква Ч.Она указывает на присутствие в стали редкоземельных металлов.

Буква Ш.Она всегда стоит в начале марки и указывает на то, что сталь подшипниковая. Такие стали идут для изготовления подшипников качения. При этом следует иметь в виду, что цифра, стоящая после хрома в подшипниковых сталях, указывает на концентрацию хрома в десятых долях процента. Например, в стали марки ШХ15СГ хрома – 1,5 %.

Буква Э.Эта буква всегда стоит в начале марки, но может иметь два значения:

1) когда после нее стоит двузначное число. Это говорит о том, что данная сталь является электротехнической, а число, идущее за этой буквой, указывает на концентрацию кремния в десятых долях процента. При этом, отсутствие цифры в начале марки говорит о концентрации углерода менее 0,1 %.

2) когда после буквы стоит трехзначное число. Это указывает на то, что сталь экспериментальная, т.е. в данный момент находится в стадии отладки, совершенствования. Такие стали не подчиняются требованиям государственных стандартов.

Буква Ю. Она указывает на присутствие в стали алюминия. Он является активным раскислителем, улучшает окалиностойкость стали. Алюминий является обязательным легирующим элементом для сталей, подвергаемых азотированию.

Оборудование, технические средства, инструмент

При проведении лабораторной работы используются: металлографический микроскоп, коллекция шлифов легированных сталей, диаграмма состояния Fe – Fe₃C.

Порядок выполнения работы

1) Каждый студент получает от преподавателя вариант задания (таблица Б.1).

2) Выполнив все пункты задания, составить отчет о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1) Какие стали называются легированными?

2) Приведите классификацию сталей по структуре после отжига

3) Приведите классификацию сталей по структуре после нормализации

4) Каковы особенности сталей перлитного класса?

5) Каковы особенности сталей аустенитного класса?

6) Каковы особенности сталей мартенситного класса?

7) Каковы особенности сталей ледебуритного класса?

8) Каков принцип маркировки легированных сталей?

9) Как классифицируются конструкционные легированные стали по назначению?

10) Назовите характерные признаки цементуемых сталей.

11) Назовите характерные признаки строительных сталей.

12) Назовите характерные признаки улучшаемых сталей.

13) Назовите характерные признаки рессорно-пружинных сталей.

14) Назовите характерные признаки подшипниковых сталей.

15) Назовите характерные признаки нержавеющих сталей.

16) Назовите характерные признаки жаропрочных сталей.

Задание

Расшифровать марку стали по составу и назначению, определить структурный класс стали, описать каждую структуру с указанием структурных составляющих, назначить режимы термообработки для получения каждой структуры, указать свойства стали после окончательной термообработки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7. ВЛИЯНИЕ ЗАКАЛКИ И ОТПУСКА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ.

Цель работы

Научиться определять оптимальную температуру нагрева сталей под закалку методом пробной закалки. Изучить влияние на структуру и твердость стали: температуры нагрева под закалку; температуры отпуска. Изучить влияние на твердость стали при закалке: скорости охлаждения (вида охлаждающей среды); содержания углерода в стали.