2.2.3 Понятие о сталях, чугунах. Разновидности их по структуре (по отношению к белым чугунам)

Сталь - сплав железа с углеродом содержащие до 2,14% углерода при малом содержании других элементов (примесей).

Классификация сталей

1. По структуре: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные.

2. По хим.составу разделяются:

а) легированные: Fe+C+ Л.Эл.(Mn ≥ 1%).

б) углеродистые: Fe+C+Пр (Mn < 0,8%)

3. По назначению делятся на:

а) Строительные

б) Машиностроительные

в) Инструментальные.

Машиностроительные стали

1 . Стали обыкновенного качества (Si; P ≤ 0,045%) : cт.3, cт.5 и т. д. Ст- сталь,цифры- условная маркировка стали обыкновенного качества.

2. B зависимости от хим. состава, стали качественные (Si; P ≤ 0,035%): Сталь 45 (45- 0,45% по углероду),

3. Bысококачественные стали (Si; P ≤ 0,025%): Сталь 45А (А- указывает что сталь высококачественная), Сталь 30ХГСА- высококачественная легированная сталь(0,30%С, Сr~1%, Mn~1%, Si~1%), Cr→X, Ni→H, Ti→T, V→Ф, Mn→Г, Si→C- легирующие элементы.

4. Стали особо высококачественные (S;P<< 0,025%): Сталь 30ХГС-Ш буква Ш означает что сталь особо высококачественная.

Инструментальные стали

С- показывается в десятых долях процента.

Сталь У7 (0,7%С)- качественная

Сталь У7А – высококачественная

Сталь У13 (1,3%С)

Инструментальные стали все преимущественно высококачественные.

Микроструктура сталей

Чугуны

Чугун - это сплав железа с углеродом содержащие более 2,14%<С<6,67%. По структуре Чугуны делятся на доэвтектические, эвтектические, заэвтектические. Для того чтобы чугуны обладали нужными свойствами влияют на процесс графитизации, применяют модифицирование, проводят легирование.

Выделение углерода в свободном виде в форме графита в процессе охлаждения называется процессом графитизации, на графитизацию могут влиять химический состав и быстрота охлаждения. С,Si- способствуют графитизации, Mn- способствует «отбелу».

Модифицирование применяется с целью получения более равномерных механических свойств по сечениям заготовки. Si- модификатор. Также с целью повышения механических свойств проводят легирование, Cr, Ni – легирующие элементы.

Конструкционные чугуны

1. Серый чугун. Графит в нем в форме пластин. Серый Чугун самый дешевый из чугунов, обладает наилучшей жидкотекучестью из всех чугунов, не подвергается обработке давлением ( δ= 0%), гасит вибрацию, не страшны надрезы.

СЧ25 – серый чугун 25-предел прочности на растяжение (σв= 250 МПа)

2. Высокопрочный чугун. Графит в шаровидной форме. Чтобы его получить надо провести двойной модифицирование Si потом Mg. Литейные свойства хуже чем у серого. Дороже, но механические свойства лучше, не подвергается обработке давлением, гасит вибрацию, есть малая пластичность δ меньше или равно 5%.

ВЧ40 – высокопрочный чугун 40-предел прочности на растяжение (σв= 400 МПа)

3. Ковкий чугун. Графит в хлопьевидной форме. Литейные свойства еще хуже, не подвергается обработке давлением, пластичность чуть больше чем у высокопрочного δ меньше или равно 12%. Можно получить ковкий чугун с ферритной основой или с перлитной.

КЧ30-10 – ковкий чугун δ= 10%

4. Чугун с вермикулярным графитом. Графит представляет собой короткую пластинку утолщённой скруглённой формы с притуплёнными концами.

ЧВГ40 – чугун с вермикулярным графитом 40- предел прочности на растяжение (σв= 400 МПа).

Белые (передельные) чугуны. Их разновидности по структуре.

Имеют светлый блестящий излом. Этот вид излома излома объясняется отсутствием в их структуре графита.