Сталь состав химический – классификация, производство, применение, маркировка, цена

Содержание

15. Углеродистая сталь обыкновенного качества общего назначения. Химический состав, свойства, обозначение, применение.

Углеродистые стали подразделяются на стали обыкновенного качества и качественные стали. В сталях обыкновенного качества количество вредных примесей повышенное (серы до 0,06%, фосфора до 0,08%). Углеродистые стали обыкновенного качества делятся на три группы: А, Б и В.

В зависимости от нормируемых показателей (механических свойств, химического состава) сталь каждой группы подразделяется на категории. Категории определяют те характеристики, которые испытываются в данной стали. Категории в группах следующие: группа А – 1, 2, 3; группа Б – 1, 2; группа В – 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Сталь изготовляют следующих марок. Группа А: Ст0. Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6; группа Б: БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6; группа В: ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.

Буквы Ст в марке означают сталь, цифра от 0 до 6 – условный номер марки. Буквы Б и В перед обозначением марки означают группу стали (группа А в обозначении марки не указывается).

Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3, 4 по степени раскисленности изготовляют кипящей, полуспокойной и спокойной; сталь с номерами 5 и 6 – полуспокойной и спокойной.

Для обозначения степени раскисления стали после номера марки добавляют индексы: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная.

Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют в конце номер категории. Первую категорию в обозначении марки не указывают.

Например, марку стали ВСт4пс2 следует расшифровывать так: сталь обыкновенного качества, группы В, полуспокойная, второй категории.

Для обозначения полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца в марке после номера ставят букву Г (например, Ст3Гпс).

Стали группы А поставляются с гарантированными механическими свойствами . (Прочностные свойства с повышением номера марки увеличиваются, пластичность понижается.)

Стали группы Б поставляются с нормируемыми показателями по химическому составу. В сталях группы дополнительно допускаются Cr, Ni, Cu(не более 0,3 % кахдого).

Стали группы В поставляются с нормируемыми механическими свойствами и химическим составом. Механические свойства сталей группы В такие же, как и сталей группы А. В сталях марок ВСт3сп категории 3, 4,5 и 6 марок ВСт4пс, ВСт4сп категории 3 гарантированны дополнительно определенные значения ударной вязкости при +20 и –20 ° С.

Для изготовления деталей сваркой рекомендуется использовать стали группы Б.

Назначение сталей обыкновенного качества весьма многообразно: от строительных и малонагруженных конструкций неответственного назначения (Ст1, Ст0, БСт0 и др.) до средненагруженных деталей типа крюков кранов, осей, валов, крепежных днталей (Ст5, ВСт5, Ст6 и др.) Детали из стали Ст6 могут быть подвергнуты значительному упрочнению термической обработкой.

Большое количество углеродистой стали используется для специального назначения: для изготовления мостов (М16С, Ст3 – мост), судовых корпусов (Ст1С, Ст2С, Ст4Ф и т.д.), деталей топок (СТ3т), котлов (Ст3к), железнодорожных рельсов, колес и осей вагонов и др.

studfiles.net

17. Углеродистая инструментальная сталь. Химический состав, свойства, обозначение, применение.

Инструментальные углеродистые стали обозначают буквой У и цифрами, указывающими среднее содержание углерода в десятых долях процента. Например, маркой У8 обозначают углеродистую инструментальную сталь со средним содержанием 0,8% углерода. Буква А, стоящая в конце марки (У8А, У12А и др.), указывает на высокое качество стали. углеродистые инструментальные стали маркируются буквой У в начале и цифрами, указывающими на среднее содержание углерода в десятых долях процента, и делятся на качественные (У7, У8, У9…У13) и высококачественные (У7А, У8А, У9А…У13А). Из них можно изготавливать инструмент, который в процессе работы не разогревается выше 150 °С. Это ножовочные полотна, напильники, зубила, метчики, плошки и другой слесарный инструмент. Окончательная термическая обработка инструмента заключается в закалке и низком отпуске. Температура отпуска в зависимости от условий работы инструмента может находиться в пределах от 150 °С (напильники) до 350 °С (пилы для дерева). Основными достоинствами инструментальной углеродистой стали по сравнению с легированными сталями являются:

=возможность закалки с низких температур (750…820 °С) и получения высокой твердости и износостойкости поверхностного слоя при сохранении вязкой сердцевины, что важно для ручных метчиков и штампов для высадки, которые работают на износ и с динамическими нагрузками;

= низкая твердость в исходном (отожженном) состоянии, обеспечивающая хорошую обрабатываемость резанием и давлением, что позволяет применять накатку, насечку, плющение и другие высокопроизводительные методы изготовления инструмента

= низкая стоимость.

Вместе с тем низкая теплостойкость, небольшая прокаливаемость (10…15 мм при закалке в воде и 2…8 мм — в масле), чувствительность к перегреву й пониженная закаливаемость ограничивают область применения этих сталей.

20.Теория термической обработки стали. Фазовые превращения при нагреве. Рост зерна аустенита при нагреве.

Виды ТО стали

СТО – собственно-термическая обработка (предусматривает только температурное воздействие на металл).

ТМО- термомеханическая обработка стали(предусматривает изменение структуры металла за счет как термического, так и деформационного воздействия).

ХТО- химико-термическая обработка стали (в результате взаимодействия с окружающей средой при нагреве меняется состав поверхностного слоя металла и происходит его насыщение различными химическими элементами).

СТО

Включает: отжиг, нормализацию, закалку, отпуск и старение.

Рост зерна аустенита при нагреве.

В момент превращения перлита в аустенит образуется большое количество мелких зерен аустенита. При дальнейшем повышении температуры зерно аустенита начинает расти. Это обусловлено стремлением системы к уменьшению свободной энергии.

Различают наследственно мелкозернистые и наследственно крупнозернистые стали. Под наследственной зернистостью понимают склонность аустенитного зерна к росту, отсюда мелкозернистые стали обладают меньшей склонностью аустенитного зерна к росту в отличие от крупнозернистых сталей. Однако при достижении температур 900-950 0 С барьеры, предшествующие росту зерна в наследственно мелкозернистых сталях устраняются, и происходит более интенсивный рост зерна по сравнению с крупнозернистыми сталями. При превращении перлита в аустенит выделяют начальное зерно – размер зерна в момент превращения П в А. Наследственное зерно – склонность аустенитного зерна к росту. И действительное зерно – размер зерна, полученный при конкретных условиях. На свойства стали оказывает влияние момент действительного зерна. С увеличением размера зерна характеристики прочности, и особенно ударная вязкость снижается, а увеличиваются магнитные и электрические свойства и наоборот.

studfiles.net

Классификация сталей по химическому составу

По химическому составу стали подразделяют на

  1. углеродистые и

  2. легированные.

Углеродистыеcтали

На долю углеродистых сталей приходится 80 % от общего объема. Это объясняется тем, что углеродистые стали дешевы и сочетают удовлетворительные механические свойства с хорошей обрабатываемостью резанием и давлением. При одинаковом содержании углерода по обрабатываемости резанием и давлением они значительно превосходят легированные стали. Однако углеродистые стали менее технологичны при термической обработке.

Углеродистые конструкционные стали выпускают двух видов: обыкновенного качества и качественные.

Углеродистые cтали обыкновенного качества выпускают в виде проката (прутки, балки, листы, уголки, трубы, швеллеры и т.п.) в нормализованном состоянии. В углеродистых сталях обыкновенного качества допускается содержание вредных примесей, а также газонасыщенность и загрязнённость неметаллическими включениями. И в зависимости от назначения и комплекса свойств подразделяют на группы: А, Б, В. Стали маркируются сочетанием букв Ст и цифрой (от 0 до 6), показывающей номер марки, а не среднее содержание углерода в ней, хотя с повышением номера содержание углерода в стали увеличивается.

Стали группы А используют для изделий, изготовление которых не сопровождается горячей обработкой. В этом случае они сохраняют структуру нормализации и механические свойства, гарантируемые стандартом. Ее широко применяют в строительстве для изготовления металлоконструкций, в сельском хозяйственном машиностроении (валики, оси, рычаги, изготовляемые холодной штамповкой, а также цементируемые детали: шестерёнки, порневые пальцы).

Стали группы Б применяют для изделий, изготавливаемых с применением горячей обработки (ковка, сварка и в отдельных случаях термическая обработка), при которой исходная структура и механические свойства не сохраняются. Для таких деталей важны сведения о химическом составе, необходимые для определения режима горячей обработки.

Стали группы В дороже, чем стали групп А и Б, их применяют для ответственных деталей (для производства сварных конструкций).

Углеродистые стали обыкновенного качества (всех трех групп) предназначены для изготовления различных металлоконструкций, в строительстве при изготовлении железобетонных конструкций, а также слабонагруженных деталей машин и приборов. Эти стали, используются, когда работоспособность деталей и конструкций обеспечивается жесткостью.

Способностью к свариванию и к холодной обработке давлением отвечают стали групп Б и В номеров 1-4, поэтому из них изготавливают сварные фермы, различные рамы и строительные металлоконструкции, кроме того, крепежные изделия, часть из которых подвергается цементации.

Углеродистые качественные стали. Эти стали характеризуются более низким, чем у сталей обыкновенного качества, содержанием вредных примесей и неметаллических включений. Их поставляют в виде проката, поковок и других полуфабрикатов с гарантированным химическим составом и механическими свойствами.

Маркируют их двухзначными числами: 08, 10, 15, 20, 60, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 10 содержит в среднем 0,10 % С, сталь 45 — 0,45 % С и т.д.

Качественные стали находят многостороннее применение в технике, так как в зависимости от содержания углерода и термической обработки обладают разнообразными механическими и технологическими свойствами.

В машиностроении углеродистые качественные стали, используются для изготовления деталей разного, чаще всего неответственного назначения и являются достаточно дешевым материалом. В промышленность эти стали поставляются в виде проката, поковок, профилей различного назначения с гарантированным химическим составом и механическим свойствами. Качественные стали широко применяются в машиностроении и приборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответственно и термической обработки можно получить широкий диапазон механических и технологических свойств.

studfiles.net

Нержавеющая сталь. Свойства, применение, химический состав, марки

ПРОДУКЦИЯ


 

Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

 

8 (800) 200-52-75
(495) 366-23-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

(800) 200-52-75
(495) 366-23-24
(495) 504-95-54
e-mail: [email protected]

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нихром в изоляции

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Титан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Вольфрам

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Молибден

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Кобальт

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Термопарная проволока

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Провода термопарные

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Никель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Монель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Константан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Мельхиор

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Твердые сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Порошки металлов

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нержавеющая сталь

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Жаропрочные сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ферросплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Олово

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ниобий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ванадий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

На странице «Нержавеющая сталь — описание» Вы можете найти интересную информацию о сталях как-то: физические, химические свойства сталей, области их применения, различные марки нержавеющих сталей и др.

Основные сведения

Нержавеющие стали, которые можно также отнести к более широкому классу коррозионностойких сталей — материалы, обладающие высокой стойкостью к коррозии во влажной атмосфере и слабоагрессивных водных растворах.

Коррозией называется разрушение металлов и сплавов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой. Коррозионная стойкость — способность материала сопротивляться коррозионному воздействию среды.

Основой нержавеющих сталей является железо. Основным легирующим элементом, обеспечивающим стойкость к коррозии, является хром (Cr). Также в состав указанных материалов обычно входят углерод (C), кремний (Si), марганец (Mn), сера (S) и фосфор (P). Многие из нержавеющих сталей содержат в качестве легирующих элементов никель (Ni), который улучшает коррозионную стойкость и жаропрочность стали; молибден (Mo), ниобий (Nb), которые повышают рабочую температуру стали; кобальт (Co), повышающий износостойкость материала.

Классификация

Наиболее распространенной является классификация сталей по их структуре. Выделяют следующие типы коррозионностойких сталей:
  • ферритный;
  • мартенситный;
  • аустенитный;
  • ферритно-мартенситный;
  • аустенито-мартенситный;
  • аустенито-ферритный.

Стоит отметить, что, как правило, в особый класс выделяют коррозионностойкие сплавы на основе никеля, хрома и никеля, никеля и молибдена.

Структуры сталей отличаются благодаря различным способам их охлаждения после высокотемпературной обработки. Структура наряду с химическим составом оказывает большое влияние на стойкость материала к коррозии в тех или иных агрессивных средах, что, в свою очередь, определяет области применения изделий из конкретного сплава или стали. Свойства нержавеющих сталей определяются химическим составом стали, а также ее структурой. Указанные признаки особенно важны для определения среды, в которой стоек тот или иной материал.

Мартенситный и мартенсито-ферритные стали обладают хорошей коррозионностойкие стойкостью в атмосферный условиях, слабоагрессивных средах (например, в слабых растворах солей, кислот), а также имеют высокие механические свойства.

Основной рабочей средой ферритных сталей являются растворы азотной кислоты аммиака, аммиачная селитра, смесь фосфорной, азотной, фтористоводородной кислот, а также некоторые другие окислительные агрессивные среды. Стали данного класса становятся хрупкими при температуре 475 °С, а также имеют сравнительно невысокие показатели прочности и жаропрочности. Стоит отметить плохую свариваемость ферритных сталей и низкую коррозионную стойкость сварных швов.

Аустенитные стали обладают хорошими показателями механических и технологических свойств, а также стойки в большом количестве агрессивных сред. Стали данного класса имеют высокую пластичность и прочность, а также хорошо обрабатываются.

Аустенито-ферритные и аустенито-мартенситные стали по коррозионной стойкости схожи со сталями аустенитного класса, но превосходят их по механическим характеристикам. Так аустенито-ферритные стали имеют повышенный предел текучести, аустенито-мартенситные — повышенную прочность.

Марки нержавеющих сталей

Необходимо сказать несколько слов о маркировке легированных сталей. В ее основу положена буквенно-цифровая система (ГОСТ 4543-71). Легирующие элементы: марганец — Г, кремний — С, хром — Х, никель — Н, вольфрам — В, ванадий — Ф, титан — Т, молибден — М, кобальт — К, алюминий — Ю, медь — Д, бор — Р, ниобий — Б, цирконий — Ц, азот — А.; Количество легирующего элемента в процентах указывается цифрой, стоящей после соответствующего индекса. В начале перед буквенным обозначением пишется (регламентируется маркой) в виде цифрового значения умноженное на 10 процентное содержание углерода в стали. Отсутствие цифры после индекса элемента указывает на то, что его содержание менее 1,5 %. Высококачественные стали имеют в обозначении букву А, а особо-высококачественные — букву Ш, проставляемую в конце.

Например, сталь 12Х2Н4А содержит 0,12% С, около 2% Cr, около 4% Ni и менее 0,025% S и P.

Достоинства / недостатки

    Достоинства:
  • обладают высокой коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах;
  • имеют более низкую стоимость по сравнению с коррозионностойкими сплавами на никелевой основе.
    Недостатки:
  • имеют невысокую жаропрочность и жаростойкость по сравнению с коррозионностойкими сплавами на никелевой основе.

Области применения нержавеющих сталей

Указанные материалы применяются при изготовлении изделий для энергетического машиностроения и печестроения. К таким изделиям можно отнести рабочие лопатки, болты, гайки, диски и роторы и другие элементы газовых турбин, а также узлы деталей печей и прочих изделий, требующих защиты от коррозии в агрессивных средах. Нержавеющие стали имеют меньшие рабочие температуры по сравнению с жаростойкими сплавами и сталями на никелевой основе, поэтому применяются в случаях, когда рабочие температуры не превышают 500-700 °С.

Продукция из нержавеющей стали

www.metotech.ru

Химический состав: Сталь 20ХФ — Мегаобучалка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОТРУ УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИПТДМ

Кафедра технологий конструкционных материалов и материаловедения

 
 

Курсовая работа

по дисциплине “Материаловедение и технология материалов”

По теме:

«Упрочнение деталей работающих на износ»

Студент: Чуба С.А.

Руководитель: Клименко Н.Н.

 

 

Одесса 2012

 

 
 

Введение:

 

В настоящее время все, в основном, пальцы шаровых шарниров характеризуются наличием стержня округлой формы, сочетающейся резьбовой цилиндрической частью с конической. В нижней части стержня расположена головка шарового пальца, выполненная в форме шара.

 

 

Рис. 1 Палец шарнира.

 

1–палец шарнира;

2–грязезащитныйколпачок;

3–корпусшарнира;

4–вкладыш;

5–пружина;

Заглушка

 

 

Палец шарнира, это деталь шаровой опоры, которая в свою очередь используется в подвеске автомобиля.

 

Шаровая опора – узел, соединяющий ступицу колеса и рычаг подвески.

 

 

Рис. 2 Общий вид шаровой опоры.

 

Задача шаровой опоры – позволять колесу (ступице колеса, если быть точным) двигаться в вертикальном направлении, сохраняя его положение в горизонтальной плоскости. Конструктивно шаровая опора это конусообразный «палец» с шаровидной или грибовидной основой, укрепленной внутри корпуса. Современные шаровые опоры часто изготавливаются неразъемными, и корпус после установки пальца просто завальцовывают так, чтобы сохранить движение «пальца» на небольшие углы.

 

При езде шаровая опора испытывает на себе огромные нагрузки, так как в отдельные моменты времени на ней может сосредотачиваться изрядная часть веса автомобиля, не считая постоянных ударов.

 

 

Рис. 3 Подвеска автомобиля.

 

Выбор сталей и их химические составы.

Углеродистая сталь.

Из углеродистой я выбрал Сталь 10она подходит для изготовления шайб, бачков, заклепок, пальцев и т.д.

После цементации она используется для деталей, от которых требуется высокая твердость поверхности и допускается низкая прочность сердцевины.



Химический состав: Сталь 10

Химический элемент %
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.25
Мышьяк (As), не более 0.08
Марганец (Mn) 0.35-0.65
Никель (Ni), не более 0.25
Фосфор (P), не более 0.035
Хром (Cr), не более 0.15
Сера (S), не более 0.04
Углерод (С) не более 0.7-0.14

 

 

Легелированая сталь

 

 

Из легелированой я выбрал Сталь 20ХФона предназначена для не крупных деталей (в связи с небольшой прокаливаемостью), подвергаемых цемантации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, пальцы шарниров, распределительные валики)

Сталь 20ХФ может применятся в качестве улутшаемой.

 

 

Химический состав: Сталь 20ХФ

Химический элемент %
Бор (B) 0.001-0.005
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn) 0.60-0.90
Никель (Ni) 0.80-1.10
Титан (Ti), не более 0.06
Фосфор (P), не более 0.035
Хром (Cr) 0.70-1.10
Сера (S), не более 0.035
Углерод (С) не более 0.17-0.23

Роль легирующих элементов и углерода

Сталь является многокомпонентным сплавом, содержащим углерод и ряд постоянных или неизбежных примесей Мп, Si, S, Р, О, N, Н и др., которые оказывают влияние на ее свойства. Присутствие этих примесей объясняется трудностью удаления части из них при выплавке (Р, S), переходом их в сталь в процессе ее раскисления (Мп, Si) или из шихты — легированного металлического лома (Cr, Ni и др.). Эти же примеси, но в больших количествах, присутствуют и в чугунах.

Влияние углерода. Структура стали после медленного охлаждения состоит из двух фаз — феррита и цементита. Количество цементита возрастает в стали прямо пропорционально содержанию углерода.

Частицы цементита повышают сопротивление деформации, и, кроме того, они уменьшают пластичность и вязкость. Вследствие этого с увеличением в стали углерода возрастает твердость, временное сопротивление, предел текучести, уменьшаются относительное удлинение, относительное сужение и ударная вязкость.

Влияние кремния и марганца. Содержание кремния в углеродистой стали в качестве примеси обычно не превышает 0,35—0,4 %, а марганца 0,5—0,8 %. Кремний и марганец переходят в сталь в процессе ее раскисления при выплавке. Они раскисляют сталь, т. е. соединяясь с кислородом закиси железа FeO, в виде окислов переходят в шлак; раскисление улучшает свойства стали. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка.

Кремний, остающийся после раскисления в твердом растворе (в феррите), сильно повышает предел текучести. Это снижает способность стали к вытяжке и особенно холодной высадке. В связи с этим в сталях, предназначенных для холодной штамповки и холодной высадки, содержание кремния следует брать пониженным.

Влияние серы. Сера является вредной примесью в стали. С железом она образует химическое соединение FeS, которое практически нерастворимо в нем в твердом состоянии, но растворимо в жидком металле. Соединение FeS образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988 °С. Эта эвтектика образуется даже при очень малых содержаниях серы. Кристаллизуясь из жидкости по окончании затвердевания, эвтектика преимущественно располагается по границам зерна. При нагревании стали до температуры прокатки или ковки (1000—1200 °С) эвтектика расплавляется, нарушается связь между зернами металла, вследствие чего при деформации стали в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины. Это явление носит название красноломкости.

Присутствие в стали марганца, обладающего большим сродством к сере, чем железо, и образующего с серой тугоплавкое соединение MnS, практически исключает красноломкость. В затвердевшей стали частицы MnS располагаются в виде отдельных включений. В деформированной стали они вытянуты в направлении прокатки.

Сернистые включения сильно снижают механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность в поперечном направлении вытяжки при прокатке и ковке, а также предел выносливости. Работа зарождения трещины а3 не зависит от содержания серы, а работа развития трещины ар с увеличением содержания серы резко падает. Свариваемость и коррозионную стойкость сернистые включения ухудшают. Содержание серы в стали строго ограничивается, оно не должно превышать 0,035—0,06 %.

Влияние фосфора. Фосфор является вредной примесью, и содержание его в стали допускается не более 0,025—0,045 %.

Растворяясь в феррите, фосфор сильно искажает кристаллическую решетку, при этом увеличиваются временное сопротивление и предел текучести, а пластичность и вязкость уменьшаются. Снижение вязкости тем значительнее, чем больше в стали углерода. Фосфор повышает порог хладноломкости стали и уменьшает работу развития трещины. Сталь, содержащая фосфор на верхнем пределе, для промышленных плавок (0,045 %), имеет работу распространения трещины в 2 раза меньшую, чем сталь, содержащая менее 0,005 % Р. Каждая 0,01 % Р повышает порог хладноломкости стали на 20—25 °С.

Вредное влияние фосфора усугубляется тем, что он обладает большой склонностью к ликвации. Вследствие этого в серединных слоях слитка отдельные участки обогащаются фосфором и имеют резко пониженную вязкость. Современные методы получения стали не обеспечивают глубокого очищения металла от фосфора.

Влияние азота, кислорода и водорода. Азот и кислород присутствуют в стали в виде хрупких неметаллических включений, как твердые растворы или в свободном виде; они располагаются в дефектных участках металла (раковинах, трещинах и др.). Примеси внедрения (азот, кислород), концентрируясь в зернограничных объемах и образуя выделения нитридов и оксидов по границам зерен, повышают порог хладноломкости и понижают сопротивление хрупкому разрушению. Неметаллические включения (оксиды, нитриды, частицы шлаков и т. п.), являясь концентраторами напряжений, могут сильно понизить, если они присутствуют в значительных количествах или располагаются в виде скоплений, предел выносливости и вязкость разрушения.

Очень вредным является растворенный в стали водород, который сильно охрупчивает сталь. Поглощенный при выплавке стали водород не только охрупчивает сталь, но приводит к образованию в катаных заготовках и крупных поковках флокенов. Флокены представляют собой очень тонкие трещины овальной или округлой формы, имеющие в изломе вид пятен — хлопьев серебристого цвета. Флокены резко ухудшают свойства стали. Металл, имеющий флокены, нельзя использовать в промышленности.

Влияние водорода при сварке проявляется в образовании холодных трещин в наплавленном и основном металле.

Широко применяемые в последние годы выплавка или разливка в вакууме значительно уменьшают содержание водорода и других газов в стали.

Молибден, ванадий, вольфрам, хром повышают прочность и вязкость сталей, ухудшая их обрабатываемость. Эти элементы образуют твердые растворы с железом и карбиды различного состава и твердости, как следствие возрастает истирающая способность материала.

Хром значительно снижает теплопроводность стали.

Никель способствует упрочнению стали и снижает обрабатываемость резанием.

 

megaobuchalka.ru

Углеродистая сталь, состав — Справочник химика 21

    Химический состав и механичес ие свойства углеродистых сталей конструкционных [c.332]

    Химический состав углеродистой стали обыкновенного качества [c.25]

    Закончив эти предварительные опыты, мы в дальнейшем ограничились изучением первого случая. Мы начинали каждый раз с электролиза в течение 15 час., затем нагружали проволоку, продолжая электролиз. Мы изучили три сорта углеродистой стали, состав которых приведен в табл. 6. [c.134]


    Химический состав в % и минимальные механические свойства литой углеродистой стали в нормализованном нли отожженном состоянии [c.85]

    Основными легирующими элементами стали являются хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан, алюминий, марганец, кремний, бор. Неизбежными примесями в сталях являются марганец, кремний, фосфор, сера. Легирующие элементы, вводимые в углеродистую сталь, изменяют состав, строение, дисперсность и количество структурных составляющих и фаз. Фазами легированной стали могут быть твердые растворы — легированный феррит и аустенит, специальные карбиды и нитриды, интерметаллиды, неметаллические включения — окислы, сульфиды, нитриды. Как правило, за счет легирования повышаются прочностные характеристики стали (пределы прочности и текучести). [c.66]

    Анодное травление применяется для углеродистой и легированной стали но не рекомендуется для деталей сложной конфигурации и деталей с точными размерами. Катодное травление применяется главным образом для деталей из углеродистой стали. Состав ванн электрохимического травления приведен в табл. 7. [c.40]

    В сплавах внедрения атомы растворенного вещества образуют дополнительные связи с соседними атомами по сравнению с чистым растворителем, а это приводит к тому, что кристаллическая решетка сплава становится тверже, прочнее и менее пластичной. Например, железо, содержащее менее 3% углерода, намного тверже чистого железа и приобретает значительно большую прочность на растяжение, а также другие ценные физические свойства. Так называемые мягкие (малоуглеродистые) стали содержат менее 0,2% углерода они обладают высокой пластичностью и ковкостью и используются для изготовления кабелей, гвоздей и цепей. Средние (углеродистые) стали содержат 0,2-0,6% углерода, они жестче мягких сталей и используются для изготовления балок и рельсов. Высокоуглеродистые стали, применяемые для изготовления нож-нгщ, режущих инструментов и пружин, содержат 0,6-1,5% углерода. При введении в стали других элементов получают различные легированные стали. Одним из наиболее известных сплавов такого типа является нержавеющая сталь, содержащая 0,4% углерода, 18% хрома и 1% никеля. Сплавы типа твердых растворов отличаются от обычных химических соединений тем, что имеют произвольный, а не постоянный состав. Отношение содержания неметаллических элементов к металлическим может варьировать в них в широких пределах, что позволяет придавать этим материалам самые разнообразные физические и химические свойства. [c.364]

    При атмосферной коррозии углеродистых сталей основным продуктом окисления н елеза является гидроксид РеООН, который кристаллизуется в нескольких модификациях. Фазовый состав ржавчины почти всегда представлен а-РеООН (гетит) и (лепидокрокит). Эти вещества являются хороши- [c.162]

    Третья группа примесей (хром, никель, медь) попадает в состав углеродистой стали при ее плавке из шихты, в состав которой могут входить отходы легированной стали, содержащей хром, никель или медь. Эти же примеси могут попасть в состав углеродистой стали из чугуна и руды. Так, хром и никель содержатся в халиловской руде, медь — в уральской и т. д. Примеси хрома, никеля и меди в углеродистой стали называются случайными примесями [47]. [c.12]

    Малые добавки- в низколегированных сталях не оказывают заметного влияния на скорость общей коррозии в воде и почве, однако состав стали играет большую роль в работе гальванических пар, определяющих коррозионную стойкость при гальванических контактах. Например, в большинстве природных сред стали с малым содержанием никеля и хрома являются катодами по отношению к углеродистой стали вследствие повышения анодной поляризации. Причина этого объяснена на рис. 6.15. И углеродистая, и низколегированная сталь, взятые в отдельности, корродируют с приблизительно одинаковой скоростью / ор, ограниченной скоростью восстановления кислорода. При контакте изначально различные потенциалы обеих сталей приобретают одно и то же значение гальв- [c.127]

    Полирование стали проводят в электролитах на основе фосфорной и серной кислот с различными органическими или неорганическими добавками. Для углеродистой стали, чтобы съем металла был меньше, целесообразно применять в качестве добавки хромовый ангидрид. Состав электролита % по массе)  [c.78]

www.chem21.info

Влияние химического состава стали на свойства металла

Между химическим составом стали (особенно содержанием углерода и марганца)  и механическими свойствами (предел текучести, предел прочности и относительное удлинение), определяющими качество штамповки, имеется определенная зависимость.

Высокое  содержание  углерода в холоднокатаной стали повышает твердость металла и увеличивает брак по разрывам при штамповке. Пределы текучести и прочности с увеличением в стали содержания углерода повышаются, а относительное удлинение и глубина вытяжки значительно снижается.

Марганец, так же как и углерод,  влияет на прочность стали, но в меньшей степени. При этом марганец оказывает благотворное влияние на условие рекристаллизации и роста зерна феррита. Марганец связывает серу и кислород, образуя соединения  MnS и MnO. Эти соединения, растворенные в α-железа при температуре нагрева сляба 1250 0С, выделяются во время медленного охлаждения горячекатаной полосы после смотки ее в рулон. Чем полнее происходит выделение частиц данных соединений на границах зерен, тем в большей степени улучшаются условия роста зерна феррита при рекристаллизации. Если марганца недостаточно для связывания серы в MnS и кислорода в MnO, то сера может образовывать сульфиды железа, которые  улучшают образование зародышей и приводят к уменьшению размера зерен. Наличие свободного марганца в стали при его содержании, больше, чем это необходимо для связывания серы и кислорода, будет также замедлять рост зерна. Кроме того, содержание марганца в количестве 0,35-0,45 % заметно уменьшает коэффициент анизотропии R.

Азот, а также его соединения с другими элементами, образующиеся в расплаве на промежуточных стадиях обработки стали и даже в готовой продукции весьма влияют на свойства стали. Оптимальное содержание азота в спокойной и полуспокойной стали составляет 0,003 %, углерода 0,02-0,04 %, так как выплавка с таким низким содержанием углерода и азота несколько затруднительна, применяют сталь с содержанием 0,03-0,07 % С и 0,004-0,007 % N.

Содержание алюминия оказывает меньшее влияние на механические свойства стали по сравнению с углеродом и азотом. Снижение содержания алюминия до определенного предела приводит к повышению уровня физико-механических свойств, но при содержании растворенного алюминия менее 0,002 % механические свойства ухудшаются. В свою очередь, удаление азота введением нитридообразующих элементов, например, алюминия, исключает развитие деформационного старения стали. Образующиеся при отжиге рулонов холоднокатаных стальных полос нитриды алюминия упрочняют готовую сталь и способствуют получению в структуре стали вытянутого зерна феррита, а также благоприятной для вытяжных операций кристаллографической ориентировкой. В результате сталь, легированная алюминием в количестве 0,02-0,07 % для подавления процесса старения, оказывается пригодной и для особо сложной вытяжки.

Ограничение в стали содержания кремния и фосфора, оказывающие заметное влияние на упрочнение, необходимо для обеспечения высокой пластичности стали.

Полезная литература:
  • Юдин М.И. и др. Рулонный способ производства холоднокатаных листов. М., — Металлургия, 1966, 150 с.
  • Железнов Ю.Д. и др. Совершенствование производства холоднокатаной листовой стали. М., — Металлургия, 1982, 232 с.
  • Тода К. и др. Свойства очищенной стальной полосы для глубокой вытяжки. – Черные металлы, 1976, № 25-26
  • Гусева С.С. и др. Непрерывная термическая обработка автолистовой стали. М, — Металлургия, 1979, 224 с.
  • Беняковский М.А. Производство автомобильного листа. М, — Металлургия, 1979, 255 с.

 Металлургическая Библиотека

 

Рекомендуем ознакомиться со статьями:
  1. Влияние холодной прокатки на структуру и свойства металла (краткий обзор)
  2. Влияние условий горячей прокатки на структуру и механические свойства металла (обзор)
  3. Термический отжиг в колпаковых печах и структура металла (краткий обзор)
  4. Влияние состава смазки на прокатку и качество металла
  5. Исследование механических свойств металла. Модель управления свойствами

metallopraktik.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.