
- •Материаловедение. Технология конструкционных материалов
- •Содержание
- •Лабораторная работа №1 классификация и маркировка сталей и сплавов
- •Классификация сталей
- •По металлургическому качеству.
- •По химическому составу.
- •Маркировка сталей в россии Маркировка углеродистых сталей
- •Маркировка легированных сталей
- •Легированные стали
- •Маркировка сталей по евронормам Маркировка по механическим свойствам
- •Маркировка цветных металлов и сплавов Медь и ее сплавы
- •Магний и его сплавы
- •Алюминий и его сплавы
- •Титан и его сплавы
- •Классификация и маркировка чугунов
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Применение сталей и сплавов в промышленности
- •Краткие теоретические сведения
- •1. Влияние на сталь углерода, постоянных примесей и легирующих элементов
- •2. Конструкционные стали
- •1.1. Конструкционные строительные стали
- •1.2. Листовая сталь для холодной штамповки
- •1.3. Цементуемые (низкоуглеродистые) стали
- •1.4. Улучшаемые (среднеуглеродистые) стали
- •1.5. Пружинно-рессорные стали
- •1.6. Шарикоподшипниковые стали
- •1.7. Автоматные стали
- •1.8. Высокомарганцовистая износостойкая сталь г13л
- •1.9. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы
- •2. Инструментальные стали и сплавы
- •2.1. Стали для режущих инструментов
- •2.2. Стали для измерительных инструментов
- •2.3. Штамповые стали
- •2.4. Инструментальные спеченные твердые сплавы
- •3. Стали и сплавы с особыми свойствами
- •3.1. Нержавеющие (коррозионностойкие) стали
- •3. Чугуны
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Определение марки стали по искре
- •Краткие теоретические сведения
- •Последовательность выполнения работы
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Исследование свойств материалов при одноосном растяжении
- •Краткие сведения из теории
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов испытаний и составление отчета
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 Испытание формовочных смесей
- •Оборудование и материалы
- •Содержание работы
- •Ход работы
- •Порядок изготовления образца:
- •Порядок определения величины газопроницаемости:
- •Порядок определения предела прочности:
- •Порядок определения влажности:
- •Технические свойства и состав формовочной смеси
- •Результаты испытаний
- •Лабораторная работа № 6 Разработка технологического процесса изготовления отливки
- •Разработка технологического процесса изготовления отливки в разовой песчаной форме
- •I исполнение II исполнение а-а
- •2.11. Литейная форма в сборе, полученная по модели с отъемным знаком.
- •3. Контрольные вопросы к работе
- •4. Порядок оформления отчета
- •Лабораторная работа № 7 Технология производства стали в мартеновских печах
- •Оборудование кузнечных цехов
- •Основные инструменты для свободной ковки
- •Основные операции ковки и применяемый инструмент
- •Методические рекомендации
- •Рекомендуемый порядок разработки технологических операций ковки
- •Заключение
- •Список использованных источников
По химическому составу.
Классифицирующим признаком этих сталей является содержание в них углерода и легирующих элементов.
В свою очередь, по содержанию в стали углерода и легирующих элементов можно произвести следующее деление:
Углеродистые стали |
Легированные стали |
Низкоуглеродистые – менее 0,3% С |
Низколегированные – суммарное содержание легирующих элементов – менее 3 % |
Среднеуглеродистые – от 0,3 до 0,65%С |
Среднелегированные – суммарное содержание легирующих элементов – от 3 до 10 % |
Высокоуглеродистые – более 0,65 % С |
Высоколегированные – суммарное содержание легирующих элементов – от 10 до 50 % |
Легированные стали в зависимости от введенных элементов подразделяют на хромистые, марганцовистые, хромоникелевые и многие другие.
По назначению. Стали делятся на следующие классы:
Конструкционные – это стали, предназначенные для изготовления деталей машин, приборов, инженерных конструкций, подвергающиеся механическим нагрузкам.
Инструментальные – это стали, предназначенные для изготовления инструмента.
По степени раскисления и характеру затвердевания стали классифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие. Раскисление – процесс удаления из жидкого металла кислорода, проводимый для предотвращения хрупкого разрушения стали при горячей деформации. Спокойные стали раскисляют марганцем, кремнием и алюминием. Они содержат мало кислорода и затвердевают спокойно, без газовыделения. Кипящие стали раскисляют только марганцем. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании стали, взаимодействуя с углеродом, удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название. Кипящие стали дешевы, их производят низкоуглеродистыми и практически без кремния, но с повышенным количеством газообразных примесей. Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими.
По структуре. При этой классификации учитывают особенности строения стали в отожженном и нормализованном состояниях. По структуре в отожженном состоянии стали разделяют на следующие классы: доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные.
Маркировка сталей в россии Маркировка углеродистых сталей
В России принята буквенно-цифровая маркировка углеродистых сталей в зависимости от их металлургического качества и назначения. Принцип маркировки сталей разных групп можно проиллюстрировать следующей схемой:
-
Углеродистые стали
По металлургическому
Обыкновенного
качества
Ст.0,
Ст.3
Качественные
и высококачественные
По назначению
Конструкционные
Сталь
20, 20А
Инструментальные
У
7, У12А
Углеродистые стали обыкновенного качества маркируют буквами Ст. и цифрами от 0 до 6. Цифры показывают номер марки стали (ГОСТ 380-94). Чем больше порядковый номер, тем больше содержание углерода и выше прочностные свойства стали. Как правило, для марок всех номеров (кроме Ст.0) среднее содержание углерода можно определить по формуле %С = 0,07*N, где N – номер марки. Дополнительные индексы в маркировке указывают степень раскисления и категорию поставки. Если после марочного обозначения стоит «кп» - значит, сталь кипящая; если стоит «пс» - сталь полуспокойная и если «сп», то сталь спокойная. Спокойными и полуспокойными производят стали Ст1 – Ст6, кипящими – Ст1 – Ст4. Сталь Ст0 по степени раскисления не разделяют, в ней указывают только содержание углерода, серы и фосфора, а массовая доля марганца, кремния, хрома, никеля, меди, мышьяка не нормируются. В остальных марках регламентировано содержание С, Mn, Si, S, P (табл. 1).
Категории проката различаются набором нормируемых показателей механических свойств. Для всех категорий гарантируют уровень в, 0,2, и допустимый угол загиба. Для категории 3 дополнительно определяют KCU (коэффициент ударной вязкости) при 200С; для категории 4 – KCU при -200С; для категории 5 - KCU при -200С и склонность стали к деформационному старению.
Таблица 1.
Содержание элементов в углеродистых сталях обыкновенного качества
Марка стали |
С |
Mn |
Si в стали |
S |
P |
||
Кп (не более) |
пс |
сп |
не более |
||||
Ст0 |
0,23 |
- |
- |
- |
- |
0,06 |
0,07 |
Ст1 |
0,06-0,12 |
0,25-0,5 |
0,05 |
0,05-0,17 |
0,12-0,30 |
0,05 |
0,04 |
Ст2 |
0,09-0,15 |
0,25-0,5 |
0,05 |
0,05-0,17 |
0,12-0,30 |
0,05 |
0,04 |
Ст3 |
0,14-0,22 |
0,3-0,65 |
0,07 |
0,05-0,17 |
0,12-0,30 |
0,05 |
0,04 |
Ст4 |
0,18-0,27 |
0,4-0,7 |
0,07 |
0,05-0,17 |
0,12-0,30 |
0,05 |
0,04 |
Ст5 |
0,28-0,37 |
0,5-0,8 |
- |
0,05-0,17 |
0,15-0,35 |
0,05 |
0,04 |
Ст6 |
0,38-0,49 |
0,5-0,8 |
- |
0,05-0,17 |
0,15-0,35 |
0,05 |
0,04 |
Ст3Г |
0,14-0,22 |
0,8-1,1 |
- |
0,05-0,17 |
- |
0,05 |
0,04 |
Ст5Г |
0,28-0,37 |
0,8-1,1 |
- |
0,05-0,17 |
- |
0,05 |
0,04 |
Пример. Ст.3 сп3 – сталь углеродистая обыкновенного качества, спокойная, категория поставки 3. Данная категория предусматривает поставку стали с гарантированным химическим составом (0,14÷0,22% углерода) и гарантированными механическими свойствами в, σ0,2, δ, KCU+20.
Углеродистые конструкционные качественные стали (ГОСТ 1050-88) маркируют следующим образом: сначала указывается слово «сталь», а затем с помощью двузначного числа среднее содержание углерода в сотых долях процента: сталь 08, сталь 10, сталь 15, …, сталь 65. Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие с индексами соответственно «пс» и «кп». Для высококачественных сталей в конце марки ставят букву А.
Автоматные стали, предназначенные для изготовления малоответственных деталей на станках-автоматах обозначают буквой А в начале марки (ГОСТ 1414-75). В этих сталях повышено содержание серы и фосфора для меньшего износа инструмента, улучшения обрабатываемости резанием (более ломкая стружка), получения поверхности лучшего качества.
Пример. Сталь 20 – углеродистая сталь со средним содержанием углерода 0,2%, конструкционная качественная (обозначение Ст.20 – неверно).
Сталь 20А – то же, высококачественная.
Сталь А20 – углеродистая сталь со средним содержанием углерода 0,2%, конструкционная, автоматная (повышенной обрабатываемости резанием).
Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-90) обозначают буквой У в начале марки (показывает, что сталь углеродистая) и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в десятых долях процента. Их производят качественными У7, У8, У9, …., У13 и высококачественными У7А, У8А, У9А, …., У13А.
Пример. У 7 – углеродистая сталь со средним содержанием углерода 0,7%, инструментальная качественная.
У12А – углеродистая сталь со средним содержанием углерода 1,2%, инструментальная высококачественная.