Маркировка

• Две цифры вначале маркировки указывают на конструкционные стали (одна цифра — на инструментальные). Это содержание в стали углерода в сотых долях процента.

• Буква без цифры — определённый легирующий элемент с содержанием в стали менее 1 %.(А-азот, Р-бор, Ф-ванадий, Г-марганец, Д-медь, К-кобальт, М-молибден, Н-никель, С-кремний, Х-хром, П-фосфор, Ч-редкоземельные металлы, В-вольфрам, Т-титан, Ю-алюминий, Б-ниобий)

• Буква и цифра после неё — определённый легирующий элемент с содержанием в процентах (цифра).

• Буква А в конце маркировки — указывает на высококачественную сталь.

• Например 38Х2Н5МА — это среднелегированная высококачественная хромоникелевая конструкционная сталь. Химический состав: углерод — около 0,38 %; хром — около 2 %; никель — около 5 %; молибден — около 1 %.

Стали конструкционные теплоустойчивые

К теплоустойчивым конструкционным относятся стали, используемые в энергетическом машиностроении для изготовления котлов, сосудов, паронагревателей, паропроводов, а также в других отраслях промышленности для работы при повышенных температурах. Рабочие температуры теплоустойчивых сталей достигают 600—650 °C, причём детали из них должны работать без замены длительное время (до 10000-20000 ч.).

При давлениях 6 МПа и температурах до 400 °C используются углеродистые котельные стали (12К, 15К, 18К, 20К). Для деталей энергоблоков, работающих при давлении до 25.5 МПа и температурой до 585 °C применяются стали, легированные хромом, молибденом, ванадием. Содержание углерода 0.08-0.27 %. Термообработка этих сталей заключается в закалке или нормализации с обязательным высоким отпуском.

Стали конструкционные подшипниковые

Особенностью эксплуатации подшипников являются высокие локальные нагрузки. В связи с этим к чистоте стали предъявляются чрезвычайно высокие требования, особенно по неметаллическим включениям карбидной неоднородности. Обеспечение высокой статической грузоподъёмности достигается применением в качестве материала для подшипниковзаэвтектоидных легированных хромом сталей, обработанных на высокую твёрдость.

Маркировка

ШХ9, ШХ15.

• Содержание углерода — около 1 %;

• Содержание хрома в десятых долях процента (например: ШХ15 — хром — около 1.5 %)

Стали конструкционные рессорно-пружинные

14ХН4А, 38Х2Н5М, 20ХН3А.

Общее требование, предъявляемое к рессорно-пружинным сталям, — обеспечение высокого сопротивления малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкости (сопротивление релаксации напряжений). Эти характеристики обеспечивают точность и надёжность работы пружин и постоянство во времени таких эксплуатационных свойств, как крутящий момент, силовые параметры. Пружинные стали в виде проволоки и ленты упрочняют холодной пластической деформацией и закалкой на мартенсит с последующим отпуском. Готовые пружины подвергают стабилизирующему отпуску.

38. Определение твердости металлов по Бринеллю , Роквеллу , Виккереу. Преимущества и недостатки )

Твердость металлов испытывают путем вдавливания в него под определенной нагрузкой стального шарика, алмазного конуса или пирамиды (рис. 7.5) и оценивают по величине произведенной пластической деформации (отпечатку). В зависимости от вида используемого наконечника и критерия оценки различают твердость по Бринел-лю, Роквеллу и Виккерсу.

Твердость металлов по Бринеллю рассчитывают по формуле: Мпа

где Р - нагрузка, (Н); D - диаметр стального шарика, (м). В приборе принят D = 1 • 10^-2 м; d - диаметр отпечатка (лунки), (м).

При испытании значение Р принимают: для стали и чугуна -3•10⁴ Н, меди и сплавов - 1•10⁴ Н, а очень мягких металлов (алюминия, баббита) - 2,5•10³ Н. Метод применим для металлов и сплавов с твердостью не более 4500 МПа, так как при большей твердости стальной шарик может деформироваться

Твердость по Роквеллу измеряют в условных единицах по формулам:

HR = 100-е (при вдавливании алмазного конуса с углом при вершине 120°), (7.2)

HR = 130-е (при вдавливании стального шарика, D=1,58810^-3м),

где - глубина внедрения наконечника (м), под действием общей нагрузки Р после снятия основной нагрузки глубина внедрения наконечника под действием предварительной нагрузки Ро, (м).

Предварительная нагрузка Р₍₎ при испытаниях независимо от вида наконечника принята 100 Н; основная Р₁ для стального шарика - 900 Н (шкала В), алмазного конуса - 1400 Н (шкала С) и 500 Н (шкала А). В соответствии с этим твердость по Роквеллу обозначается HRA, HRB, HRC. Метод широко применяется в промышленности, особенно для твердых и тонколистовых металлов и сплавов.

Твердость по Виккерсу определяют по формуле:

,Мпа

где Р - нагрузка на алмазную пирамиду от 500 до 1200 Н; d - среднеарифметическое значение двух диагоналей отпечатка, м.

Твердость по Виккерсу обозначается HV5, HV10 и т.д. Чем тоньше и тверже металл и сплав, тем меньше должна быть нагрузка при испытании.

Для определения микротвердости мелких изделий и структурных составляющих металлов используют также метод Виккерса в приборном сочетании с металлографическим микроскопом.

При измерении твердости на приборе Роквелла необходимо, чтобы на

поверхности образца не было окалины, трещин, выбоин и др. Необходимо

контролировать перпендикулярность приложения нагрузки и поверхности образца

и устойчивость его положения на столике прибора. Расстояние отпечатка

должно быть не менее 1,5 мм при вдавливании конуса и не менее 4 мм при

вдавливании шарика.

Твердость следует измерять не менее 3 раз на одном образце, усредняя

полученные результаты.

Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля и

Виккерса заключается в том, что значение твердости по методу Роквелла

фиксируется непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадает

необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка.