В.32. Влияние примесей на свойства углеродистых сталей.

Кроме углерода в углеродистой стали всегда присутствуют: (в %)

• марганец (до 0,7),

• фосфор (до 0,05),

• кремний (до 0,5),

• сера (до 0,05).

Кремний и марганец в указанных пределах существенного влияния на свойства стали не оказывают. Но с увеличением их массового содержания(кремния >0,8%, марганца > 1,0%) наблюдается увеличение твердости и прочности стали. Это уже легированная сталь (имеет меньшую теплопроводность, замедленный нагрев, требуется дольшая выдержка).

Сера – вредная примесь, она не растворяется в железе, как другие примеси, а образует с ним соединение FeS ( сернистое железо ). Сера понижает пластичность и прочность стали, увеличивает хрупкость.

Фосфор придает стали хладноломкость (хрупкость при обычной и пониженной температурах).

В.33. Влияние примесей на свойства чугуна.

Углерод улучшает литейные свойства чугуна и позволяет получать качественное тонкостенное литье.

Примесями чугуна :

• марганец (0,5 – 1,5 %),

• фосфор (0,7 – 1,2 %),

• кремний (0,8 - 3,6 %),

• сера (до 0,07 %).

Кремний (при получении серого чугуна), он увеличивает жидкотекучесть; уменьшает температуру плавления, замедляет скорость охлаждения чугуна (это хорошо для отливок).

Марганец способствует отбеливанию чугуна, увеличивает устойчивость карбида железа при затвердевании.

Сера – вредная примесь, понижает жидкотекучесть, делает его густым, плохо заполняющим форму, придает ему хрупкость.

Фосфор – увеличивает износостойкость, жидкотекучесть; уменьшает температуру плавления чугуна, усадку. Чугун, содержащий 1,2 % фосфора используется для художественного литья.

В.34. Отливка из чугуна.

Отливки из чугуна получают при заливке в формы. Наиболее распространены отливки из:

• серого чугуна (обозначение СЧ),

• высокопрочного чугуна (ВЧ),

• ковкого чугуна (КЧ),

• а также антифрикционного , жаростойкого, коррозионно-стойкого чугуна.

Маркировка (примеры):

1)СЧ 20 - серый чугун с показателем механических свойств (минимальный предел прочности при растяжении) = 20,

2)ВЧ 38-17 - высокопрочный чугун с показателем механических свойств (минимальный предел прочности при растяжении) = 38, и минимальным относительным удлинением на растяжение = 17 %,

3)КЧ 70-2 - ковкий чугун с показателем механических свойств (минимальный предел прочности при растяжении) = 70, и минимальным относительным удлинением на растяжение = 2 %,

В.35. Основные виды термической обработки стали, их характеристика. В.75. Основы термической обработки

Термическая (тепловая) обработка (далее ТО) состоит в изменении структуры Ме и сплавов при нагревании, выдержке и охлаждении с соблюдением установленных режимов.

При этом достигается существенное изменение свойств при неизменном химическом составе. ТО производиться с подготовки к последующим технологическим операциям (промежуточная обработка) или с целью получения необходимых свойств (окончательная обработка). ТО производиться после отливки, прокатки, ковки и др. видов обработки заготовок, т.к. в ходе этих процессов происходит неравномерное охлаждение, результатом чего являются неоднородность структуры и свойств в различных частях заготовок.

Виды ТО:

• отжиг,

• нормализация,

• закалка,

• отпуск,

• старение,

• термоциклическая обработка Ме.

Отжиг – операция нагрева, выдержки при заданной температуре и охлаждение заготовок. Бывает отжиг 1-го рода и 2-го рода.

Нормализация – сталь после нагрева охлаждается не в печи, а на воздухе в цехе, что экономичнее. В результате сталь приобретает мелкозернистую и однородную структуру, увеличивается твердость стали и прочность.

Закалка – нагревание стали до температуры как и при отжиге, но при закалке используются различные способы охлаждения в зависимости от марки стали формы и размеров заготовки. Закалка на ту или иную структуру зависит от скорости охлаждения, которая в свою очередь определяется видом и температурой окружающей среды. Наиболее распространено охлаждение погружением заготовок в воду, щелочные растворы, масло, расплавленные соли, а также комбинированием охладителей.

Отпуск – смягчает действие закалки, повышает вязкость, уменьшает твердость и хрупкость стали. Отпуск производится путем нагрева заготовок до температуры ниже критической.

Термоциклическая обработка – при ней детали приобретают уникальные свойства, характеризующиеся одновременно повышением прочности, вязкости, пластичности и следовательно это повышает качество изделий. Этот вид обработки дешевле всех. Процедура заключается в n-кратном повторении цикла “нагрев – охлаждение” и последующем полном охлаждении с той или иной скоростью.