Маркировка легированных сталей

В начале марки ставится число, указывающее содержание углерода в сотых долях процента. Затем идут буквы, обозначающие легирующие элементы. За каждой буквой следует цифра: содержание этого легирующего элемента в целых процентах. При содержании 1-1,5 % цифра не ставится. Буква «А» в конце марки означает пониженное содержание вредных примесей.

А – азот (в середине марки) К – кобальт Т – титан

Б – ниобий Н – никель Ф – ванадий

В – вольфрам М – молибден Х – хром

Г – марганец П – фосфор Ц – цирконий

Д – медь Р – бор Ч – редкоземельные эл.

Е – селен С – кремний Ю – алюминий

«А» в начале марки означает автоматную сталь (для скоростной обработки на станках-автоматах).

Автоматные стали

Это стали для массового производства мелких неответственных деталей (крепеж и т. п.). Они позволяют проводить обработку резанием с большой скоростью, увеличить стойкость инструмента и повысить качество поверхности.

Стали А12, А20, А40Г содержат повышенное количество серы (до 0,3 %), фосфора (до 0,05 %), марганца. Дело в том, что сульфиды марганца способствуют образованию короткой и ломкой стружки и оказывают смазывающее действие на резец. Фосфор дополнительно увеличивает твердость и охрупчивает сталь. В массовом производстве важно, чтобы стружка была мелкой и сыпучей (стружка надлома, а не скалывания или сливная), поэтому пришлось пойти даже на ухудшение механических свойств стали.

Легируют автоматные стали также Pb (АС14), Se, Te, Ca, но все эти добавки понижают конструкционную прочность стали. Зато скорость резания увеличивается на 40 % при неизменной стойкости инструмента. Или можно увеличить стойкость в 2-7 раз при постоянной скорости резания.

Конструкционные машиностроительные стали

Предназначены для изготовления деталей машин и механизмов. Класси­фицируются:

• по составу (низколегированные, среднелегированные);

• по обработке (цементуемые, улучшаемые);

• по назначению (рессорно-пружинные, подшипнико­вые и т.д.).

Цементуемые стали

Низкоуглеродистые (до 0,25 %) низко- и среднелегированные стали. Основные легирующие элементы: марганец, хром, кремний, никель с добавками молибдена, ванадия, титана, бора. Количество легирующих элементов должно обеспечивать требуемую прокаливаемость, прочностные свойства и контактную выносливость.

Свойства стали определяет последующая термическая обработка (твердый поверхностный слой HRC 58-62 и вязкая сердцевина HRC 30-35).

Термическая обработка - цементация или нитроцементация с последующей одинарной или двойной закалкой и низким отпуском. Режимы обработки даны в ГОСТ 1051-71.

Применение: детали, испытывающие в процессе работы интенсивное изнашивание поверхности, требующие высоких механических свойств: шестерни, оси, валы, шпильки и т.д.

Марки цементуемых сталей:15Х, 20ХН, 18ХГТ, 20ХГР, 12Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА.

Улучшаемые легированные стали

К этому типу сталей относятся среднеуглеродистые (до 0,5 % С), низко и среднелегированные стали. Основные требования: высокая конструктивная прочность, прокаливаемость, низкий температурным порог хладноломкости, высокое сопротивление хрупкому разрушению. Основные легирующие элементы: хром, никель, марганец, кремний, добавки ванадия, вольфрама, титана, молибдена, бора для увеличения прокаливаемости, измельчения зерна и снижения температурного порога хладноломкости.

Виды улучшаемых сталей:

• Хромистые стали - 30Х, 38Х, 40Х, 50Х.

• Хромоникелевые стали -40ХН, 45ХН, 50ХН, 30ХНЗА.

• Хромомарганцевые стали - 40ХГ, 40ХГР, 30ХГТ, ЗОХГС.

• Хромоникелеванадиевые - 40Х2Н2ФМА, 38ХНЗМФ.

• Хромоникелемолибденовые - 40ХН2МА.

Недостаток этих сталей – склонность к обратимой отпускной хрупкости, особенно у сталей, легированных Cr, Ni, Мп. Для ее устранения в сталь вводят 0,2-0,3 % молибдена либо применяют ускоренное охлаждение при отпуске с температуры выше 600⁰С.

Термическая обработка: закалка при температуре 820 - 880°С, масло и высокий отпуск 550 - 650^СС.

Рабочая структура - сорбит отпуска.

Для деталей, которым требуется повышенная твердость поверхности, можно проводить закалку ТВЧ с низким отпуском.

Применение: шатуны, ступицы, валы, тяги, штанги толкателей, пальцы, валы карданные, втулки, шатуны, нормали и др. детали, работающие в условиях сложного нагружения при динамических нагрузках.