
- •Нижнетагильский технологический институт (филиал)
- •Материаловедение
- •Содержание
- •Введение
- •Лабораторая работа №1 «Макроанализ металлов и сплавов»
- •1. Сущность макроанализа
- •2. Приготовление макрошлифов для макроскопического исследования металлов
- •3. Выявление строения литой стали
- •4. Определение химической неоднородности серы
- •5. Выявление волокнистости стали
- •6. Макроанализ излома металла
- •Задание:
- •Лабораторая работа №2 «Микроанализ металлов и сплавов»
- •1. Сущность микроанализа
- •2. Приготовление микрошлифа
- •3. Устройство металлографического микроскопа
- •4. Осветительная система микроскопа
- •5. Исследование микроструктуры нетравленого образца
- •6. Исследование микроструктуры стали после травления шлифа
- •Задание:
- •Выводы из полученных результатов
- •Лабораторая работа №3 «Испытание на твердость по методу Бринелля»
- •1. Схема испытания твердости по методу Бринелля
- •2. Приборы для испытания на твердость по Бринеллю
- •3. Выбор диаметра шарика и нагрузки
- •4. Подготовка образца для испытания
- •5. Методика измерения отпечатка и определения твердости
- •Задание
- •Лабораторая работа №4 «Испытание на твердость по методу Роквелла»
- •1. Схема испытания и величина твердости по Роквеллу
- •2. Прибор Роквелла
- •3. Выбор нагрузки и наконечника
- •4. Подготовка образца для испытания
- •5. Контроль прибора
- •6. Подготовка прибора и проведение испытаний
- •Задание
- •Лабораторая работа №5 «Диаграмма состояния сплавов системы железо-углерод»
- •1. Структуры железоуглеродистых сплавов
- •2. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов
- •3. Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов
- •4. Изотермические превращения в железоуглеродистых сплавах
- •5. Стабильная и метастабильная диаграмма равновесия
- •6. Структурообразование в охлаждаемой стали с 0,4%
- •Задание:
- •Лабораторая работа №6 «Структура и свойства сталей в равновесном состоянии»
- •1. Равновесные состояния сплава
- •2. Зависимость свойств стали от содержания углерода
- •3. Структура и свойства стали в равновесном состоянии
- •3.1. Доэвтектоидные стали
- •3.2. Эвтектоидные стали
- •3.3. Заэвтектоидные стали
- •4. Классификация сталей по назначению и содержанию вредных примесей
- •Задания
- •Лабораторая работа №7 «Структура и свойства чугунов»
- •1. Классификация чугунов
- •2. Ковкий чугун
- •3. Серый чугун
- •4. Высокопрочный чугун
- •Задания
- •Лабораторая работа №8 «Инструментальные стали»
- •1. Характеристика инструментальных сталей
- •2. Классификация инструментальных сталей по свойствам
- •3. Нетеплостойкие стали
- •4. Полутелостойкие стали
- •5. Быстрорежущие стали (теплостойкие стали)
- •Задания
- •Лабораторая работа №9 «Термическая обработка сталей»
- •1. Сущность термической обработки
- •2. Отжиг
- •3. Нормализация
- •4. Закалка
- •5. Отпуск
- •Задание:
- •Лабораторая работа №10 «Классификация и маркировка углеродистых и легированных сталей»
- •1. Классификация сталей
- •2. Маркировка сталей по Российским стандартам
- •2.1. Углеродистые стали обыкновенного качества
- •2.2. Углеродистые конструкционные качественные стали
- •2.3. Инструментальный углеродистые стали
- •2.4. Легированные стали
- •2.5. Автоматные стали
- •2.6. Сталь углеродистая и легированная рессорно-пружинная
- •2.7. Сталь подшипниковая
- •2.8. Сталь инструментальная легированная
- •2.9. Сталь инструментальная быстрорежущая
- •Задание
- •Лабораторная работа №11 «Классификация сталей по Зарубежным стандартам»
- •1 Общие сведенья
- •2 Маркировка сталей по Евронормам (eu)
- •2.1 Маркировка по признаку физических характеристик
- •2.2 Маркировка по признаку химического состава
- •3 Маркировка сталей по национальному стандарту Франции
- •4 Маркировка сталей по национальному стандарту Германии
- •5 Маркировка сталей по национальным стандартам сша
- •6 Маркировка сталей по национальным стандартам Японии (jis – Japanese Industrial Standart)
- •7 Маркировка сталей по национальным стандартам Италии
- •8 Маркировка сталей по национальным стандартам Великобритании
- •9 Маркировка сталей по национальным стандартам Швеции
- •Атлас введение
- •1. Материалы, применяемые в транспортном машиностроении
- •1.1. Основные элементы микроструктуры стали и чугуна
- •1.2. Характеристика материалов (структура и свойства) Сталь Ст3кп
- •Сталь 09г2
- •Сталь 38хс
- •Сталь 30хгса
- •Сталь 32х06л
- •Сталь 60с2
- •Сталь 18х2н4ма
- •Сталь 20гфл
- •Сталь 12х18н10т
- •Серый чугун сч 20
- •Ковкий чугун кч 30-6 Назначение - разнообразные тонкостенные (до 50 мм) деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках, — фланцы, муфты, картеры, ступицы и др.
- •Антифрикционный чугун асч-1
- •Высокопрочный чугун вч 40-5
- •Маслотный чугун
- •2. Дефекты в металлопрокате
- •Раскатанный газовый пузырь
- •3. Дефекты сварных соединений
- •4. Дефекты литья
- •5. Некондиционные структуры
- •Библиографический список
2.2 Маркировка по признаку химического состава
Основная классификация подразделяет стали на углеродистые и легированные.
2.2.1 Углеродистые стали
В начале марки ставится символ С, далее – содержание углерода, умноженное на 100. Если цифра меньше 20, ее округляют до целого числа; если цифра больше 20, единицы округляют до следующих ближайших чисел: 0, 2, 5, 8. Возможна дополнительная буквенная информация, отражающая степень ограничения по сере и фосфору (табл. 5) или принадлежность к Евронормам (EU).
Пример
С35 – углеродистая сталь в состоянии после термообработки со средним содержанием углерода 0,35%;
С42EU – углеродистая сталь после термообработки со средним содержанием углерода 0,42% (по Евронормам);
С40К – углеродистая сталь после термообработки со средним содержанием углерода 0,40%, максимальное содержание фосфора и серы – по 0,035%.
2.2.2 Низколегированные и легированные стали
Эти стали находят применение только после термической обработки. В марке отражено среднее содержание углерода, а также содержание одного или нескольких легирующих элементов. Эти стали классифицируются по критерию 5%-ного содержания каждого легирующего элемента.
2.2.2.1 Стали, в которых содержание каждого легирующего элемента не превышает 5%
В начале марки приводится число, отражающее среднее содержание углерода, умноженное на 100. Далее – химические символы легирующих элементов, после последнего символа указывается содержание этих легирующих, далее – химические символы элементов, содержащихся в составе стали в незначительных количествах, но благотворно сказывающихся на свойствах. Далее следуют одна или несколько цифр, которые, будучи поделенными на коэффициент, указанные в табл. 4, отражают среднее содержание основных легирующих в порядке, соответствующем приведенному в обозначении элементов.
Таблица 4
Коэффициент для определения среднего содержания легирующих элементов
Химический символ элемента |
Коэффициент |
Co, Cr, Mn, Ni, Si, W Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Tl, V, Zr N, P, S B |
4 10 100 1000 |
Частное округляется до меньшего целого, если число десятых в нем меньше 5 и большего, если равно или превышает 5. Как правило, количественное содержание элементов не приводится, если оно лежит в следующих пределах: 1% Mn; 0,5%Si; 0,5%N1; 0,4%Сu; 0,25%Cr; 0,1%Mo; 0,06%V; 0,01%В. Возможна дополнительная информация об ограничениях по сере и фосфору, а также о принадлежности марки к Евронормам.
Пример
20Mn6 – низколегированная марганцовистая сталь, содержание углерода 0,2%, марганца – 1,25%;
18NiCr16 – легированная никельхромистая сталь, содержащая углерода 0,18%, никеля 3,75-4,25%, содержание хрома не отражено;
35NiCrMo15EU – легированная никельхромомолибденовая сталь, содержащая углерода 0,35%, никеля – 3,5-4,0%, содержание хрома и молибдена не отображено, обозначение по Евронормам.
2.2.2.2 Стали, в которых содержание каждого легирующего элемента превышает 5%
В начале марки приводится буква Х, отличающая ее от п. 2.2.2.1. Далее – число, отражающее содержание углерода, умноженное на 100 и округленное как в п. 2.2.2.1. Далее – химические символы легирующих элементов, как в п. 2.2.2.1. Далее – одно или несколько двузначных чисел (иногда дополненные цифрой 0), каждое из которых отражает содержание легирующих в соответствии с приведенной в марке последовательности. Округление цифр осуществляется до ближайшего большего целого числа. Далее возможна дополнительная информация о принадлежности марки к Евронормам (EU).
Пример
Х10Cr13 – легированная хромистая сталь, содержащая 0,10% углерода и 12-14% хрома;
Х10CrNi1808 – легированная хромникелевая сталь, содержащая 0,10% С, 17,0-19,0% Cr и 7,0-9,0% Ni;
Х200Cr13 – легированная хромистая сталь, содержащая 2,0% С и 12,0-14,0% Cr.
Перечень марок сталей по Евронормам приведен в таблице 5.
Таблица 5
Перечень марок и сталей по Евронормам
Разделение сталей для маркировки |
Маркировка по основным физическим характеристикам |
Маркировка по основному химическому составу |
|||
По показателям механических свойств |
По основным показателям |
Углеродистые стали |
Низколегированные, содержание каждого легирующего элемента 5% |
Легированные, содержание каждого легирующего элемента 5% |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Основное обозначение |
|||||
1. Основной знак |
Fe |
Fe |
C |
- |
X |
2. Цифры или буква обозначающая: |
Минимальный гарантированный предел прочности (МПа). Минимальный гарантированный предел текучести (МПа) со стоящей впереди буквой Е |
Буква, характеризующая особые свойства. С последующим двузначным числом |
Среднее содержание углерода (%). Умноженное на 100 |
||
3. Буква, обозначающая легирующий элемент |
В данном случае химический символ легирующего элемента, добавляемого для получения определенных свойств |
- |
- |
Химические символы легирующих элементов, характеризующих сталь |
Продолжение таблицы 5
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
4. Цифры, обозначающие содержание легирующих элементов |
- |
- |
- |
Содержание основных легирующих элементов (%), умноженные в зависимости от элемента на 4, 10, 100 или 1000 |
Содержание основных легирующих элементов (%) |
Дополнительное обозначение |
|||||
5. Буква или цифра обозначающая группу качества |
Свариваемость (А, В, С) или другие показатели качества |
Две буквы, первая из которых обозначает состояние поверхности, вторая – состояние после обработки |
- |
- |
- |
6. Буква, показывающая степень чистоты |
Заглавные буквы (Y, V, U, T) показывающие максимальное содержание фосфора и серы в анализе плавки. |
||||
7. Буквы EU, обозначающие маркировку по Евронормам |
Fe420L Fe420DEU Fe500B-2 FeE320-2 Fe420Ph FeE360Mn FeE360CrEU |
FeW36 FePO3BC - - - - - |
C35 C42EU C40K - - - - |
20Mn5 18NiCr16 35NiCrMo15ЕU - - - - |
X10Cr13 X10CrNi1808 X200Cr13 - - - - |