16.Классификация легированных сталей по структуре. Классы легированных сталей.
Легированные стали маркируются цифрами и буквами, указывающими примерный состав стали. Буква показывает, какой легирующий элемент входит в состав стали.
Стоящие за буквой цифра обозначает среднее содержание элемента в процентах. Если элемента содержится менее 1 %, то цифры за буквой не ставятся. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, если цифра одна, то содержание углерода в десятых долях процента.
Дополнительные обозначения в начале марки:
Р — быстрорежущая;
Ш — шарикоподшипниковая;
А - автоматная;
Э - электротехническая;
и др.
Исключения:
содержание в шарикоподшипниковых сталях хрома в десятых долях процента(например ШХ4 — Cr 0,4 %)
в марке быстрорежущей стали, цифра после «Р» — содержание вольфрама в %, и во всех быстрорежущих сталях содержание хрома 4 %.
Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце — сталь высококачественная.
Пример:
сталь 18ХГТ — 0,18 %, 1 Сr, 1 Мn, около 0,1 Тi;
сталь 38ХНЗМФА — 0,38 %, 1,2—1,5 Сr; 3 Ni, 0,3—0,4 Мо, 0,1—0,2 V;
сталь 30ХГСА — 0,30 %, 0,8—1,1 Сr, 0,9—1,2 Мn, 0,8—1,251 Si;
сталь 03Х13АГ19 — 0,03 %, 13 Сr, 0,2—0,3 N, 19 Мn.
Классификация легированных сталей
По эксплуатационным признакам в зависимости от назначения различают три класса сталей и сплавов.
1. Конструкционные стали и сплавы, предназначаемые для изготовления деталей машин, существуют 2 группы:
а) работающих в условиях обычных температур ;
б) работающих в условиях повышенных температур (окалиностойкие);
2. Инструментальные стали и сплавы, предназначаемые для изготовления различного производственного инструмента и оснастки (3 группы):
а) режущего инструмента;
б) штампов;
в) измерительного инструмента;
3. Стали и сплавы с особыми свойствами, обладающими определенными специфическими физическими, химическими или механическими параметрами (6 групп)
а) нержавеющие;
б) с высоким электросопротивлением;
в) электротехнические;
г) с особым тепловым расширением;
д) магнитные;
е) жаропрочные и жаростойкие.
Производственно-технологическая классификация построена по ряду признаков: химическому составу, основному легирующему элементу, количеству легирующих элементов, общему содержанию легирующих элементов, структуре в отожженном состоянии, структуре после охлаждения на воздухе.
· По химическому составу определяют, какие легирующие элементы и в каких количествах присутствуют в стали.
· В зависимости от количества одновременно участвующих легирующих элементов различают тройные, четверные и сложнолегированные стали. Тройные содержат железо, углерод и один легирующий элемент. Четверные – 2 легирующих элемента, сложнолегированные – 3 и более.
· Основной легирующий элемент группы: 1) хромистая; 2) марцанцовистая; 3) хромомаргонцовая; 4) хромокремнистая; 5) кремнемарганцовая; 6) хромомолибденовая и хромовольфрамовая; 7) хромованадиевая; 8) никелемолибденовая; 9) хромоникелевая; 10) хромокремнемарганцовая; 11) хромомарганцовоникелевая и хромокремненикелевая; 12) хромоникелевольфрамовая и хромоникелемолибденовая; 13) хромоникелевольфрамованадиевая и хромоникелемолибденованадиевая; 14) хромоалюминиевая.
· Общее содержание: Низколегированные(до 3%) Среднелегированные( от 3 до10%) Высоколегированные (свыше 10%)
·По структуре в отожженном состоянии определяют структуру легированной стали в равновесном состоянии. По этому признаку легированные стали делят на доэвтектоидные, которые содержат в структуре свободный феррит, заэвтектоидные – избыточные карбиды, ледебуритные – первичные карбиды, выделившиеся из жидкой фазы.
По структуре после охлаждения на воздухе определяют структуру стали после нормализации. Три класса: перлитный, мартенситный, аустенитный. По структуре стали полностью устанавливают их свойства. Например, сталь, имеющая перлитную структуру, обладает небольшой твердостью и высокой пластичностью, а сталь, имеющая мартенситную структуру, весьма твердая и хрупкая. К сталям перлитного класса принадлежит большинство конструкционных и инструментальных. Использование мартенситных сталей невелико. Стали аутенитного класса содержат до 20-30% легирующих элементов. К ним относят хромоникелевые нержавеющие, некоторые жаропрочные, высокомарганцовистая износостойкая, а также другие стали с особыми свойствами. Стали, имеющие в структуре первичные карбиды часто называют карбидными.
Легированные стали можно классифицировать по отношению к термической обработке на цементуемые и улучшаемые. Цементуемые стали являются низкоуглеродистыми; они содержат до 0,25% С, один и несколько легирующих элементов, способствующих упрочнению при цеметации. Детали из цементуемых сталей подвергаются химико-термической обработке – цементации и цианированию. Улучшаемые стали, подвергаются закалке и высокому отпуску или азотированию содержат в среднем 0,25-0,45% С. По технологическим признакам с учетом обрабатываемости подразделяют на деформируемые, литейные, поддающиеся холодной механической обработке резанием, термически обрабатываемые и т.д