Классификация и маркировка сталей

Июль 22, 2022

Главная
Разное
Классификация и маркировка сталей

Содержание

2. Примеси и их влияние на свойства сталей Постоянные примеси (кремний, марганец, сера, фосфор) подразделяются на: вредные
3. В стали массовая доля фосфора Р = 0,025 – 0,045 %. фосфор, растворяясь в феррите: искажает
4. В сталях S = 0,025 – 0,06 %. Сера вредная примесь, попадает в сталь из чугуна,
5. Красноломкость отсутствует при массовой доле серы в стали ≤0,025 %, т.к. эти количества растворяются в железе,
6. Газы ухудшают свойства стали: Азот и кислород находятся в стали в виде хрупких включений - оксидов
7. Флокены – тонкие трещины овальной или округлой формы, имеющие в изломе вид пятен – хлопьев серебристого
8. Назначение легирующих элементов Основным элементом является хром (0,8…1,2)% - повышает прокаливае-мость, способствует получению высокой и равномерной
9. Классификация сталей По химическому составу: углеродистые и легированные. По содержанию углерода: низкоуглеродистые - до 0,25 %
11. Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380) Стали, содержащие повышенное количество серы и фосфора Ст –
12. Углеродистые стали Влияние углерода на свойства сталей
13. Конструкционные качественные стали В них содержание примесей не должно превышать 0,03% Конструкционные качественные углеродистые стали маркируются
14. Инструментальные углеродистые стали Эти стали отличаются повышенным содержанием углерода (заэвтектические стали с содержанием углерода от 0.7
15. Легированные стали Легированием стали можно получить заданные свойства: коррозионную стойкость, жаропрочность и др. Большинство легированных сталей
16. Каждый легирующий элемент обозначается буквой Х – хром, Н – никель, М – молибден, В –
17. Маркировка легированных конструкционных сталей Сталь 15Х25Н19ВС2. В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в
18. Легированные инструментальные стали Сталь 9ХС, сталь ХВГ. В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода
19. Быстрорежущие инструментальные стали Основной легирующий элемент – вольфрам. Р – индекс данной группы сталей (от rapid
20. Шарикоподшипниковые стали Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на
21. Коррозионностойкие (нержавеющие) стали Основной легирующий элемент – хром Содержание хрома не мене 12%. При таком содержании
22. Схема влияния легирующих элементов на полиморфизм железа: а – расширяющие; б – сужающие области твердого раствора
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Примеси и их влияние на свойства сталей
Постоянные примеси (кремний, марганец, сера,

фосфор) подразделяются на:
вредные (сера, фосфор и газы – кислород, азот и водород). Скрытые примеси – газы (азот, кислород, водород)– попадают в сталь при выплавке.
полезные (кремний, марганец)
Случайные примеси (хром, никель, медь, олово, мышьяк и др.), число их невелико, они мало влияют на свойства.
Специальные примеси – специально вводятся в сталь для получения заданных свойств. Примеси называются легирующими элементами, а стали - легированные сталями

Слайд 3

В стали массовая доля фосфора Р = 0,025 – 0,045 %.

фосфор, растворяясь в феррите:
искажает кристаллическую решетку, увеличивает σв и σт;
снижает пластичность и вязкость,
увеличивает температуру перехода в хрупкое состояние, вызывает хладоломкость, уменьшает работу распростра-нения трещин, Повышение фосфора на каждую 0,01 % повышает порог хладоломкости на 20…25 oС.
фосфор обладает склонностью к ликвации, поэтому в центре слитка отдельные участки имеют резко пониженную вязкость. В некоторых сталей для улучшения обрабатываемости резанием возможно увеличение массовой доли фосфора до 0,10 – 0,15 %.

Слайд 4

В сталях S = 0,025 – 0,06 %. Сера вредная примесь,

попадает в сталь из чугуна, уменьшает :
механические свойства - ударную вязкость ан и пластичность (δ и ψ), предел выносливости,
свариваемость и коррозионную стойкость.
При взаимодействии с железом образует– сульфид серы FeS, который образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988°С. При нагреве под прокатку или ковку (900–1150 °С) эвтектика плавит-ся, нарушаются связи между зернами. При деформации в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины, заготовка разрушается – явление красноло-мкости.
Красноломкость – повышение хрупкости при высоких температурах.

Слайд 5

Красноломкость отсутствует при массовой доле серы в стали ≤0,025 %, т.к.

эти количества растворяются в железе, не образуя сульфидов.
Красноломкость устраняют введением в сталь марганца.
Марганец восстанавливает железо из его сульфида, образуя тугогоплавкий сульфид (температура плавления 1620ºС) в соответствии с реакцией
FeS + Mn →Fe + MnS.

Слайд 6

Газы ухудшают свойства стали:
Азот и кислород находятся в стали в виде

хрупких включений - оксидов (FeO, SiO2, Al2O3), нитридов (Fe2N); в виде твердого раствора или в свободном состоянии, располагаясь в дефектах.
Примеси внедрения (азот N, кислород О) повышают порог хладоломкости и снижают сопротивление хрупкому разрушению. Неметаллические включения (оксиды, нитриды), являясь концентраторами напряжений, могут значительно понизить предел выносливости и вязкость.
Очень вредным является растворенный в стали водо-род, который значительно охрупчивает сталь, и приво-дит к образованию в катаных заготовках и поковках флокенов.

Слайд 7

Флокены – тонкие трещины овальной или округлой формы, имеющие в изломе

вид пятен – хлопьев серебристого цвета.
Металл с флокенами нельзя использовать в промышленности, при сварке образуются холодные трещины в наплавленном и основном металле.
Если водород находится в поверхностном слое, то он удаляется в результате нагрева при 150 – 180°С, лучше в вакууме ~10−2 – 10−3 мм рт.ст. Для удаления скрытых примесей используют вакуумирование.

Слайд 8

Назначение легирующих элементов
Основным элементом является хром (0,8…1,2)% - повышает прокаливае-мость, способствует

получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей - (0…-100) oС.
Дополнительные легирующие элементы:
Бор – 0,003%. Увеличивает прокаливаемость, повышает порог хладоломкости (+20…-60 )oС.
Мn – увеличивает прокаливаемость, но содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)oС.
Титан (~0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.
Введение молибдена (0,15…0,46) % в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости до –(20…-120 )oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.
Ванадий в количестве (0,1…0,3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.
Введение в хромистые стали Ni - повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости.
Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием.

Слайд 9

Классификация сталей
По химическому составу: углеродистые и легированные.
По содержанию углерода: низкоуглеродистые -

до 0,25 % углерода;
среднеуглеродистые- 0,3…0,6 %С; высокоуглеродистые - выше 0,7 % С.
По равновесной структуре: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные.
По качеству- по содержанию вредных примесей S и P:
углеродистые стали обыкновенного качества,
качественные стали;
высококачественные стали.
По способу выплавки: в мартеновских печах; в кислородных конвер-торах; в электрических печах: электродуговых, индукционных и др.
По назначению:
конструкционные – для изготовления деталей машин и механизмов;
инструментальные –для изготовления различных инструментов;
специальные – стали с особыми свойствами (электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.)

Слайд 10

Слайд 11

Конструкционные углеродистые стали
обыкновенного качества (ГОСТ 380) Стали, содержащие повышенное количество серы

и фосфора
Ст – индекс данной группы стали.
Цифры от 0 до 6 - это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали.
По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В:
Для группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Ст0, Ст1, …Ст6
Для группы Б гарантируется химический состав. БСт0, БСт1,… БСт6
Для группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав. ВСт0, ВСт1, … ВСт6.
Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

Слайд 12

Углеродистые стали
Влияние углерода на свойства сталей

Слайд 13

Конструкционные качественные стали
В них содержание примесей не должно превышать 0,03%
Конструкционные

качественные углеродистые стали маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента, степень раскисленности указывается , если она отличается от спокойной.
Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45, сталь 85
Содержание углерода в них, соответственно-
0,08 %, 0,10 %, 0,45%, 0,85%
В этих сортах стали гарантируются и химический состав, и механические свойства. Из них изготавливаются детали ответственного назначения

Слайд 14

Инструментальные углеродистые стали
Эти стали отличаются повышенным содержанием углерода (заэвтектические стали

с содержанием углерода от 0.7 до 1.3%), что гарантирует высокую твердость.
Качественные инструментальные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента. Сталь У8, сталь У13. Содержание углерода, соответственно - 0,8 % и 1,3 %.
Инструментальные высококачественные углеродистые стали маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали. Сталь У10А. У13А
Используются для изготовления режущего, ударно-штампового инструмента.
Также существуют углеродистые стали специального назначения: для мостовых конструкций, рельсовая и т.п.

Слайд 15

Легированные стали
Легированием стали можно получить заданные свойства: коррозионную стойкость, жаропрочность

и др.
Большинство легированных сталей приобретают высокие механические свойства только после соответствующей термообработки.
Низколегированные стали: до 2,5 % легирующих элементов
Среднелегированные: от 2,5 до 10%
Высоколегированные: выше 10%
По назначению легированные стали делят на конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами.

Слайд 16

Каждый легирующий элемент обозначается буквой
Х – хром, Н – никель,

М – молибден,
В – вольфрам,
К – кобальт, Т – титан,
А – азот ( указывается в середине марки),
Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий,
С – кремний,
П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,
Ю – алюминий.

Слайд 17

Маркировка легированных конструкционных сталей
Сталь 15Х25Н19ВС2. В начале марки указывается двухзначное число,

показывающее содержание углерода в сотых долях процента.
Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,
Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.
В указанной марке стали содержится 0,15 % углерода, 25% хрома, 19 % никеля, до 1,5% вольфрама, до 2 % кремния.
Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.

Слайд 18

Легированные инструментальные стали
Сталь 9ХС, сталь ХВГ. В начале марки указывается однозначное

число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода не более 1 %, число не указывается.
Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.
Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.

Слайд 19

Быстрорежущие инструментальные стали
Основной легирующий элемент – вольфрам.
Р – индекс данной группы

сталей (от rapid – скорость).
Содержание углерода более 1%.
Число показывает содержание вольфрама.
Сталь Р18 в указанной стали содержание вольфрама – 18 %.
Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.

Слайд 20

Шарикоподшипниковые стали
Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС
Ш – индекс данной группы сталей.
Х

– указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 % и 1,5 %.
Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы.
Содержание углерода более 1 %.

Слайд 21

Коррозионностойкие (нержавеющие) стали
Основной легирующий элемент – хром
Содержание хрома не мене 12%.

При таком содержании хрома образуется защитная оксидная пленка Cr2O3. Хромистые стали могут содержать Ni
Маркировка:
Х18Н10 – содержание хрома 18%, никеля 10%
ОХ18Н10 – буква О говорит о том, сто содержание углерода менее 0,08%
ООХ18Н10 – содержание углерода менее 0,04%
Такие стали могут работать в агрессивных средах.

Слайд 22

Схема влияния легирующих элементов на полиморфизм железа: а – расширяющие; б

– сужающие области твердого раствора γ

а б

Классификация и маркировка сталей

Содержание

Примеси и их влияние на свойства сталейПостоянные примеси (кремний, марганец, сера,

В стали массовая доля фосфора Р = 0,025 – 0,045 %.

В сталях S = 0,025 – 0,06 %. Сера вредная примесь,

Красноломкость отсутствует при массовой доле серы в стали ≤0,025 %, т.к.

Газы ухудшают свойства стали:Азот и кислород находятся в стали в виде

Флокены – тонкие трещины овальной или округлой формы, имеющие в изломе

Назначение легирующих элементов Основным элементом является хром (0,8…1,2)% - повышает прокаливае-мость, способствует

Классификация сталейПо химическому составу: углеродистые и легированные.По содержанию углерода: низкоуглеродистые -

Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380) Стали, содержащие повышенное количество серы

Углеродистые стали Влияние углерода на свойства сталей

Конструкционные качественные стали В них содержание примесей не должно превышать 0,03%Конструкционные

Инструментальные углеродистые стали Эти стали отличаются повышенным содержанием углерода (заэвтектические стали

Легированные сталиЛегированием стали можно получить заданные свойства: коррозионную стойкость, жаропрочность

Каждый легирующий элемент обозначается буквой Х – хром, Н – никель,

Маркировка легированных конструкционных сталейСталь 15Х25Н19ВС2. В начале марки указывается двухзначное число,

Легированные инструментальные сталиСталь 9ХС, сталь ХВГ. В начале марки указывается однозначное

Быстрорежущие инструментальные сталиОсновной легирующий элемент – вольфрам.Р – индекс данной группы

Шарикоподшипниковые сталиСталь ШХ6, сталь ШХ15ГСШ – индекс данной группы сталей. Х

Коррозионностойкие (нержавеющие) сталиОсновной легирующий элемент – хромСодержание хрома не мене 12%.