Материаловедение_Конструкционные и инструментальные материалы_ПГТИ

Стали для строительных конструкций

Конструкционные низколегированные стали в горячекатаном или нормализованном состоянии применяют для строительных конструкций, армирования железобетона, магистральных нефте- и газопроводов. Для изготовления деталей машин их применяют сравнительно редко.

Эта группа сталей содержит относительно малые количества углерода: 0,1–0,25 % и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов: до 1.8 % Mn, до 1.2 % Si, до 0.8 % Cr, а также до 0.8 % Ni, до 0.5 % Cu, до 0.15 % V, до 0.03 % Ti, до 0.15 % N и других порознь или совместно.

За счет легирования сравнительно малыми количествами Si и Mn, а также Cr, Ni, Cu и некоторых других элементов сталями более высокая прочность строительных низколегированных сталей по сравнению с углеродистыми. Применение в строительных конструкциях более прочных низколегированных сталей (14Г2, 17ГС, 14ХГС, 15ХСНД) вместо углеродистых дает возможность снизить расход металла на 15–25 %.

Улучшаемые стали

среднеуглеродистые стали, содержащие 0,3-0,5 % С и не более 5 % легирующих элементов. Такие стали используют после операции, состоящей из закалки с охлаждением в масло и высокого отпуска (550-650 С) и называемой улучшение – структура сорбита (зернистого), хорошо воспринимающего ударные нагрузки.

Основное назначение улучшаемых сталей – изготовление ответственных деталей машин, эксплуатируемых при воздействии циклических или ударных нагрузок.

Выбор той или иной марки улучшаемой стали в каждом конкретном случае обусловлен прокаливаемостью стали, сечением детали и сложностью ее конфигурации, наличием концентраторов напряжений.

Улучшаемые стали могут быть условно разбиты на 5 групп, с увеличением номера группы растут степень легирования и размер сечения, в котором достигается сквозная прокаливаемость.

Номер группы	I	II	III	IV	V
Критический диаметр, мм	до 10	15-20	20-25	до 40	до 100
Марки сталей	Сталь 35 Сталь 45	30Х 40 Х	40ХР 30ХГТ	40ХН 40ХНМ	38ХН3М

Рессорно-пружинные стали

работают при больших статических, циклических или ударных нагрузках не допускается остаточная пластическая деформация. Кроме этого от сталей требуются высокий предел выносливости и сквозная прокаливаемость.

Высокие упругие свойства обеспечиваются при содержании 0,5-0,7 % С и получении трооститной структуры за счет закалки и среднего отпуска при температуре 350-450С.

Для изготовления пружин и рессор используются углеродистые (65, 70) и легированные стали (65Г, 60С2, 60СГ, 40ХФА).

Износоустойчивые стали

Сталь Гадфильда – 110Г13Л.

Термообработка – закалка (1100С, вода) – для растворения избыточных карбидов марганца в железе (Fe, Mn)₃С и получения чисто аустенитной структуры. Марганцевый аустенит хорошо наклепывается, особенно при ударных нагрузках и после деформации в процессе эксплуатации приобретает твердость 50-55 HRC

Подшипниковые стали должны обладать высокой твердостью и износостойкостью в сочетании с высоким пределом контактной усталости _R (характеризует контактную выносливость – сопротивление материала поверхностному выкрашиванию, т.е. сопротивление поверхностного слоя деталей развитию пластической деформации). Маркируются ШХ15 (после «Х» – содержание хрома, умноженное на 10).

Термообработка: закалка от 830-840С в масле, обработка холодом для уменьшения А_ост, низкий отпуск ниже 200С; твердость не менее 62 HRC.