19

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «МЕТАЛЛУРГИЯ СТАЛИ»

им. проф. И.Г. КАЗАНЦЕВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

«Классификация, маркировка и свойства сталей»

(для студентов специальностей 7.090401, 7.090404, 7.090406 и 7.090408)

(№1443)

Мариуполь

ПГТУ – 2003

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «МЕТАЛЛУРГИЯ СТАЛИ»

им. проф. И.Г. КАЗАНЦЕВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

«Классификация, маркировка и свойства сталей»

(для студентов специальностей 7.090401, 7.090404, 7.090406, 7.090408)

(№1443)

УТВЕРЖДЕНО

на заседании кафедры металлургии стали, протокол № _____

от «_____» __________________ 2003 г.

Мариуполь

ПГТУ – 2003

УДК 669.183 (072)

Методические указания к выполнению практической работы «Классификация, маркировка и свойства сталей» по курсу «Металлургия черных металлов» (для студентов специальностей – 7.090401, 7.090404, 7.090406, 7.090408) / составил: В.М. Бакланский, О.И. Романов – Мариуполь: ПГТУ, 2003. – 18 с. (№1443)

Рассматриваются основные понятия структуры и свойств железоуглеродистого сплава. Приведена современная классификация, маркировка, химический состав и механические свойства сталей различных видов производств. Приведено наименование основных ГОСТов, марки сталей, нашедших наиболее широкое применение в промышленности и других отраслях народного хозяйства. Описано влияние основных легирующих элементов на механические и физические свойства сталей.

Составил В.М. Бакланский

О.И. Романов

Ответственный за выпуск

заведующий кафедрой П.С. Харлашин

Введение

Современная металлургическая промышленность Украины производит широкий сортамент сталей для различных целей, начиная от деталей бытовой техники и заканчивая космической. Машиностроение и строительство являются основными потребителями сталей в виде проката, литья и поковок. Главным критерием качества стальных изделий является их прочность и пластичность, от значений которых зависит металлоемкость машин, зданий и сооружений. Правильный выбор сортамента сталей имеет исключительно важное экономическое значение для любого изделия современной промышленности, обеспечивая высокую надежность конструкции или сооружения при минимальных затратах на их строительство.

Металлургическая промышленность использует различные способы производства и обработки стали, накладывающие отпечаток на свойства готовой металлопродукции. Поэтому знание влияния способа производства стали так же существенно при выборе материала для данной конструкции, как и его химический состав.

Сортамент металлопродукции различается многообразием составов и широким спектром свойств, что осложняет выбор подходящего материала для конкретной ситуации.

В последние годы все более широкое применение находят внепечные методы обработки стали, позволяющие существенно повысить качественные характеристики металлопродукции, и в какой то мере снизить влияние способов производства стали.

При решении задачи повышения качества металлопродукции необходимо учитывать следующие постоянно действующие факторы:

1. Экологические: необходимость рационального использования природных ресурсов при ограниченности запасов руды, коксующихся углей, минералов и топлива, повторного использования в металлургической промышленности отходов других промышленных отраслей. Введение обязательной экологической Экспертизы новой техники, технологии и материалов, проектов на строительство, реконструкцию и техническое перевооружение народнохозяйственных объектов.

2. Технический прогресс: создание новых замкнутых, малоотходных и безотходных технологий металлургического производства стали и его внепечной обработки для повышения комплекса механический свойств и уменьшения металлоемкости изделий. Автоматизация металлургического производства.

3. Энергетические: создание непрерывного металлургического производства с повторным использование различного вида тепла с целью экономии топлива и улучшения состояния окружающей природной среды.

4. Технико-экономические: облегчение конструкций, повышение их долговечности и надежности, соблюдение государственных стандартов, рациональное использование шихтовых материалов, топлива, полуфабрикатов.

Надежность конструкции не может быть оценена одной какой-либо характеристикой механических свойств металла. Оценка производится на основании анализа комплекса служебных и технических свойств материалов.

Выбор и рациональное использование марки стали осуществляют в два этапа:

• выбор марки стали, соответствующей комплексу заданных механических и физико-химических свойств;

• анализ выбранной марки стали с точки зрения наименьших экономических затрат, при этом принимается во внимание технология выплавки, внепечной обработки и др. металлургические параметры.

Процесс выбора марки стали включает:

• первичные требования, которые задаются, исходя из основных условий службы разрабатываемого изделия (например, коррозионная стойкость для судостроительной стали);

• вторичные требования, которые задаются, исходя из технологических условий изготовления (например, возможность выполнения качественной сварки).

Важнейшие критерии, которые учитываются при выборе материала:

а) физические – структура; механические свойства; электрические свойства (например, электропроводность); магнитные свойства (например, коэрцитивная сила); термические свойства (например, линейное расширение);

б) технологические – тип сталеплавильного агрегата; прокатка; обработка давлением; обработка резанием; химико-термическая обработка;

в) химические – устойчивость против агрессивных сред (например, кислот); устойчивость против атмосферного влияния;

г) критерии связанные с доставкой – возможности доставки; формы доставки; масса доставки; состояние доставки;

д) экономические – цена; стоимость термической обработки; транспортные затраты.

Цель работы: изучить основные понятия структуры железоуглеродистого сплава (аустенит, феррит, перлит, цементит) и их механических свойств (твердость, прочность, пластичность); классификацию, маркировку и химический состав стали; основные механические свойства стали (предел текучести, временное сопротивление разрыву (предел прочности), относительное удлинение, относительное сужение, ударная вязкость, твердость), влияние основных легирующих элементов на структуру и свойства Fe–C сплавов; условные обозначения и единицы измерения.