25. Способы повышения качества стали.

Самый распространённый способ повышения качества стали – легирование. При легировании происходит процесс образование карбидов легирующих элементов.

Термическая обработка – происходит улучшение структуры стали.

Химико-термичекая обработка – насыщение поверхности определённым элементом.

Металлургические способы повышения качества стали.

1. Вакумирование стали – процесс разливки сталь проводят под вакуумом, т.е исключается возможность попадания газообразных элементов. Получаемый слиток очень плотный, не содержит газовых включений.

2. Непрерывная разливка стали даёт возмжность получить плотный слиток.

3. Электрошлаковый переплав

4. Вакмно-дуговой переплав.

5. Обработка жидкой стали синтетическим шлаком, т.е. процесс рафинирования стали.

Основных методом контроля стали всех назначений в любом состоянии поставки является её тщательный химический анализ и проверка соответствия её состава марочному установленному в госте

В сталях специального назначения контролируют эксплутационнве свойства. Отдельные группы стали контролируют по макро и микро структуре. ( выявляют неоднороность стали – пористость, пузыри, трещены)Способ производства также влияет на качество стали)

21.Сталь, ее состав и свойства. Классификационные признаки стали. Влияние углерода и посторонних примесей на качество углеродистых сталей.

Достоинства С.: 1.ей можно придавать любые св-ва, вводя легирующие эл-ты 2.можно получать изделия любым способом формообразования

3.сырьевые мат-лы позволяют получить С. требуемого кол-ва

Влияние углеродаС – важнейший элемент, определяющий свойства и структуру углеродистой стали. Даже малейшие изменение содержания С значительно изменяет св-ва стали. До 0,8% сталь состоит из перлита и феррита, а более 0,8% С в структуре стали кроме перлита появляется структурно свободный вторичный цементит.Феррит имеет низкую прочность, но сравнительно пластичен. Цементит характеризуется твердостью, но хрупок. Поэтому с ростом содерж С увеличивается твердость и уменьшается пластичность и вязкость. Рост прочности происходит до увелич содерж С до 0,8% . При увелич содерж С более 0,8% уменьшает пластичность, но и прочность- это связано с образованием сетки хрупкого цементита вокруг перлитных зёрен, легко разрушающихся при нагрузках. С оказывает существенное влияние на технологические св-ва стали: свариваемость, обрабатываемость резанием и давлением. С увелич содерж С ухудшается свариваемость и способность деформироваться в горячем и холодном состоянии.Лучше всего обрабат резанием среднеуглеродистые стали(0,3-0,4% С ). Низкоуглеродистые стали при механической обработке дают плохую поверхность и трудно удаляемую стружку. Высокоуглеродистая сталь имеет повышенную тв-ть, что сниж стоикость режущего инструмента.Влияние Mn и Si.Попадают в сталь в процессе выплавки для раскисления стали. Mn повышает прочность практически не снижая пластичности, но резко уменьшает хрупкость стали при выс температурах. вызванную содержанием S.Si эффективно раскисляет сталь и полностью растворяется в феррите, способствует его упрочнениюВлияние фосфораP – вредная примись. растворяется в феррите, повышает его прочность, но снижает хладостойкость-снижение вязкости и прочности с понижением t. хрупкость стали вызываемая Р тем выше, чем больше в ней углерода.Влияние S - вредная примись вызывает красноломкость тали, - повышение хрупкости при повышении t. От красноломкости предохраняет Mn, к-ый связывает S в сульфиды.S ухудшает свариваемость и красностойкость стали.Влияние азота N2 , кислорода О2 и водорода Н2

N2 и О2 присутствуют в стали в виде хрупких неметалл.включений или в свобод виде располагаясь в трещинах и др. дефектных участках м-ла. Очень вреден Н2 , который охрупчает сталь. Повышенное содерж Н2 приводит к обр в крупных заготовках и паковках внутр трещин

Даже небольшое кол-во оказывает резко отриц влияние на св-ва стали, ухудшая ее пластические х-ки. Вакуумирование – важнейшая операция для улучшения кач-ва стали.Контроль кач-ва С. Контроль кач-ва-проверка соответствия показателей кач-ва С. требованиям нормативно-технической документации. Потребит. хар-ки: физич., химич., механич., технологич. св-ва,ф-ма и раз-ры, требования к маркировке, упаковке, внешнему виду прод-ции. Методы к-ля: 1.Опр-е химич. состава 2. Механич. св-в 3.Макро- и микроструктурные анализы 4.Внешний осмотр и т.д. 1. Отбор-в 3.Макро- и микроструктурные анализы 4.Внешний осмотр и т.д. 1. Отбор средней пробы при разливке Ме в слитки и ее хим. анализ, вносимый в сертификат на сталь данной плавки, также экспресс-методы 2. Опр-ют уровень твердости, прочность, относительное удлинение и т.д. Изготавливают и испытывают образцы. 3.Макроструктурный анализ-исследование сталей невооруженным глазом или при увеличении в 30 р. с помощью лупы.3 основных метода: изломов, макрошлифов и просмотр отшлифованной и потравленной пов-ти готового изделия. Метод изломов-изд-е разрушают, для анализов отбирают спец. образцы и просматривают визуально ч-з лупу (позволяет опр-ть наличие дефектов во внутреннем стр-ии) Метод макрошлифов-исл-е продольных или поперечных плоских образцов готового изделия (опр-ют волокнистость мат-ла, неоднородность химического состава) Просмотр отшлифованной и протравленной поверхности-контроль кач-ва различной металлопродукции (выявляет направ-е кристаллизации, опр-ет размеры, форму и месторасположение усадоч. раковин) Микроструктурный анализ-стр-ру С. исследуют с пом. микроскопа Рентген и электронагревательный анализы-изуч-е ф-мы и раз-ров кристалл. решеток, величина зерна, сод-е С и немет. включений. Спец. физич. методы к-ля скрытых дефектов без разрушение изд-я-дефектоскопия (ультразвук, рентген, магнитная) Классификац. признаки С. по хим. сост.:углеродистые, легированные, спец. назначения; по концентрации С: низкоуглеродистые(<0,3%C), среднеуглеродистые (0,3-0,7%C), высокоуглерод.(>0,7%) Легированные С. в зависимости от вводимых эл-тов: хромистые, марганцовистые, хромоникилиевые и т.д.По кол-ву вводимых эл-ов:низколегированные (легированных эл-тов<=5%),среднелегированные (5-10%),высоколегиров. (>10%).По степени раскисления и хар-ру затвердевания: спокойные(сп), полуспокойные(псп), кипящие (кп).ПО сп-бу пр-ва: конверторные, мартеновские, в электропечах. По стр-ре:эвтектоидные (0,8%С),доэвтектоидные (<0,8%C) ,заэвтектоидные (>0,8%C)/По назначению: конструкционные, инструментальные. По кач-ву: обыкновенного кач-ва (S,P<=0,045%) ,качественные (S,P<0,035%) ,высококач. (S,p<0,025%), особовысококач. (S<=0,015%,P<=0,025%).

24. Легированные инструментальные стали. Быстрорежущая сталь. Твердые сплавы. Эльбор. Требования к качеству согласно нормативно-технической документации.Лег. С.- сплавы жел. сС, в состав к-рых введены 1 или неск-ко спец. добавок (легирующих эл-тов), в кол-ве, заметно изменяющем стр-ру, св-ва и усл-я термич. обработки стали. Обознач-е легир. Эл-тов: Х-хром., Н-никель, Г-марганец, С-кремний, В-вольфрам, М-молибден, Ф-ванадий, К-кобальт, Т-титан, Ю-алюминий. Маркировка: контрукционная легированная С. : первые 2 цифры-сод-е С в сотых долях % (если С меньше 0,1%-первая цифра марки 0), буквенные обозначения соответ. легир. эт-тов, а цмфры за буквами-цифры, обознач. сод-е этих вещ-в в десятых долях % (если 1,5%-цифра отсутствует) инструментальная легированная С. порядок маркировки тот же, но сод-е С-в десятых долях %(если цифры нет-1%С); спец. обозначения; А-автоматная, Ш-шарико-подшипниковая, Р-быстрорежущая, Э-электротехническая. Конструкционная легир. С. Исп. в строительстве, в отраслях машиностроения, приборостроения. В зав-ти от степени легирования: низколегированная, легированная. Низколегированная конструкционная С.-переходная м-ду углерод.и легир. С. (0,1-0,2%С), легируют хромом, никелем, медью и т.д., общее сод-е легир. эл-тов-2-3%. Изготавляют листовой, широкополосный прокат, слябы, блюмы, поковки и штамповки. Исп-ся в кач-ве арматуры. Поставляют термическиобработанной или без термич. обработки.2 группы: А- для армирования метал. конструкций; Б-для армир-я железобетонных конструкций. Легированная конструкц. С. Меньшее кол-во вредных примесей, большое кол-во легир. эл-тов-10%..В зав-ти от хим. состава и св-в: качественная (без услов. обозначений), высококач. (на конце А, изготав. в мартеновских и электропечах) , особовысококач-ная (-Ш, получ. электрошлаковым переплавом). Поставляют термическиобработанной или без термич. обработки. По кач-ву делятся на цементуемые (мягкие, пластичные, С до 0,3%, если необходимо получить пов-ть высокой твердости, ее насыщают С, а потом термическиобрабатывают-цементуют) и улучшаемые среднеуглеродистые, хорошо принимают закалку, термич. обработку наз-ют улучшением).Изг-ют ответственные детали, узлы машин и мех-мов.Инструментальная легир. С. 2-13% легир. эл-тов, пониженная прокаливаемость, темп. режим 200-250, при повыш темп. выше 250 происходит снижение твердости за счет распада мартенсита.Но при легировании вольфрамом, молибденом и ванадием не происходит распада мартенсита, т.к. в сочетании с ними С образует стойкие карбиды, а сл-но С. преобретает красностойкость.Такие стали наз-ся быстрорежущими и исп-ся для скоростного резания(темп. режим выше 700). Их маркируют буквой Р и цифрой (среднее сод-е вольфрама в %, сод-е с 1%, хрома 4%). Но они не всегда удовлетворяют требованиям, необходимым для режущего инстр-та. В этих случаях исп-ют твердые сплавы, получаемые методом спекания порошков при темп. 1500-2000, основой явл. не жел, а карбиды вольфрама, титана, молибдена, хрома…Из них изготовляют не весь инстр-т целиком, а только рабочую часть. Темп.режим- 1000-1100. Если же и они не удовлетв. требованиям реж.инстр-та, то исп-ют сверхтвердые инструментальные мат-лы-алмаз и эльбор. Алмаз: высокая твердость и износостойкость, но и высокая хрупкость, поэтому его исп-ют для тонкого точения заготовок из цв. металлов., теплостойкость до 600. Эльбор-кристаллич. нитрид бора, теплостойкость выше 1200, химически инертен к С.Легированные стали спец. назначения. Содержат более 10% легир. эл-тов, сод-е вред.примесей минимально. К ним относятся:коррозионостойкие-высокая коррозионост-ть не только на воздухе, но и агрессив. средах, сод-е хрома 25-30%, С 0,1-0,2% (выдерживают до 1100 град.), жаростойкие-легируют хромом, никелем, кремнием, алюм, (выдерживают до 800 град.), жаропрочные-выдерживают не ниже 1000 град. в течении длит. времени, легируют тугоплавкими эл-тами: молибден, вольфрам.