5.4.2. Углеродистые стали

Разберите маркировки углеродистых сталей в соответствии с качеством и назначением по ГОСТу. Изучите влияние углерода и основных примесей на свойства углеродистой стали. Запомните, что вредное влияние фосфора проявляется при эксплуатации стальных деталей, сера же главным образом затрудняет горячую обработку давлением. На работу деталей она практически не влияет, так как детали из углеродистых сталей при высоких температурах не работают. Основное внимание обратите на требования к конструкционным и инструментальным сталям. Запомните, что в конструкционных сталях содержание углерода не превышает 0,65%, так как при большем содержании углерода детали становятся хрупкими. В инструментальных сталях, наоборот, содержание углерода должно быть выше 0,7%, так как инструмент в первую очередь должен быть твердым (кроме штампов, деформирующих металл в горячем состоянии).

Вопросы для самопроверки

1. Как влияет углерод на свойства сталей?

2. Почему практически не применяются стали, в которых углерода более 1,35%?

3. Как влияют основные постоянные примеси на свойства стали?

4. Как влияют фосфор и сера на свойства стали?

5. Какая разница в свойствах при одинаковом содержании углерода между сталью обыкновенного качества, качественной и высококачественной?

6. Какая сталь называется автоматной? Область ее применения?

7. Расшифруйте марки сталей: ВСт4кп, 60, У12А. Укажите область их применения?

5.4.3. Чугуны

В отличие от сталей, чугун широко применяется как конструкционный материал для изготовления фасонных отливок, так как обладает хорошими литейными свойствами. Уясните для себя, какие чугуны называются белыми, а какие - серыми. Содержание углерода в них может быть одинаковым, однако состояние углерода – различно. В серых чугунах углерод находится в свободном состоянии в виде графита и имеет форму пластинок. Металлическая основа может быть перлитной или ферритной.

Разбирая механические свойства чугунов с графитом, обратите внимание на форму графитовых включений и их количество, так как от этого зависит прочность чугуна. Графит в меньшей степени снижает пластичность и вязкость металлической основы чугуна, если не имеет форму в виде пластин. Изменение формы графита из пластинчатой на хлопьеобразную или спиралеподобную может быть получено при отжиге белых чугунов (ковкие чугуны) и в высокопрочных чугунах в результате модифицирования. Надо знать способы получения ковких чугунов. Следует иметь в виду, что ковкие чугуны, несмотря на их название, ковать нельзя.

В высокопрочных чугунах, модифицированных магнием, графит имеет шарообразную форму, что еще больше увеличивает прочность и пластичность. Высокопрочные чугуны могут выдерживать и некоторые ударные нагрузки. Уясните сущность модифицирования чугунов. Нужно знать, что металлическая основа у серых, ковких и высокопрочных чугунов может быть одинаковая - перлитная или ферритная.

Обязательно нужно знать маркировку чугунов по ГОСТу. В отличие от стали чугуны маркируются не по содержанию углерода, а по механическим свойствам, так как при одинаковом содержании углерода они могут иметь разные свойства.

Вопросы для самопроверки

1. В каком состоянии находится углерод в белых и серых чугунах?

2. Как влияют основные примеси на свойства чугунов?

3. Укажите способы упрочнения серых чугунов?

4. Как получают ковкий чугун?

5. Какова форма графита в модифицированных чугунах?

6. Как маркируются серые, ковкие и высокопрочные чугуны?