министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"Тюменский государственный нефтегазовый университет"

Технологический институт

Кафедра "Материаловедение и технология конструкционных материалов"

классификация и маркировка

сталей и чугунов

Методические указания

для лабораторных (практических) занятий

по дисциплинам "Материаловедение",

"Технология конструкционных материалов",

"Материаловедение и технология конструкционных материалов"

для студентов всех специальностей и направлений

очной и заочной форм обучения

Тюмень

ТюмГНГУ

2012

Утверждено на заседании кафедры "Материаловедение и технология конструкционных материалов", протокол № 4 от "27" января 2012 г.

Составители: к.т.н., доцент Плеханов В.И.

к.т.н., доцент Балина О.В.

ассистент Неупокоева А.А.

© Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет", 2012 г.

Методические указания предназначены для практического освоения принципов классификации и маркировки сталей и чугунов в рамках изучаемого курса, формирования знаний, умений и навыков обучаемого.

В результате выполнения работы студент должен:

– знать технико-технические или структурные особенности классификации и маркировки сталей и чугунов;

– уметь практически определять и расшифровывать марки сталей и чугунов;

– владеть навыками анализа и обоснования материала, проведения необходимых экспериментов, установления зависимости между параметрами, работать самостоятельно и в коллективе.

Цель работы – приобретение знаний, умений и навыков классификации и маркировки сталей и чугунов.

Задачи.

1. Ознакомиться с общими принципами классификации и маркировки черных металлов и сплавов.

2. Пользуясь методикой расшифровать марки сталей и чугунов согласно индивидуального задания.

Оборудование и материалы

1. Справочно-методические источники.

2. Варианты индивидуальных заданий.

Основные теоретические положения

Каждому инженеру необходимо знать классификацию и маркировку материалов, предназначенных для изготовления деталей машин и конструкций. К таким материалам относятся металлы и их сплавы, металлические и металлокерамические порошки, пластмассы, резина, стекло, керамика, древесные и другие неметаллические вещества. В настоящее время наиболее широкое распространение в качестве конструкционных материалов получили черные металлы и их сплавы, поэтому в настоящей работе приведена информация о сталях и чугунах.

1. Маркировка и классификация сталей

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода. Кроме того, в составе сталей присутствуют постоянные (сера и фосфор – трудно удаляемые при выплавке) или технологические (марганец и кремний – поступают в процессе раскисления) примеси.

Некоторые элементы могут быть введены специально для улучшения физико-химических свойств (легирующие элементы).

Стали классифицируются по следующим основным признакам.

Химический состав

В зависимости от химического состава различают: стали углеродистые (ГОСТ 380-2005, ГОСТ 1050-88) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).

В свою очередь, углеродистые стали могут быть:

а) малоуглеродистыми – содержание углерода менее 0,25 %;

б) среднеуглеродистыми – содержание углерода от 0,25 до 0,60 %;

в) высокоуглеродистыми – содержание углерода превышает 0,60 %.

Легированные стали подразделяются на:

а) низколегированные – содержащие до 2,5 % легирующих элементов;

б) среднелегированные – содержание от 2,5 % до 10,0 % легирующих элементов;

в) высоколегированные – содержание от 10,0 % до 50 % легирующих элементов.

Легированность определяется суммарным процентным содержанием всех легирующих элементов, входящих в состав сплава.

Назначение

По назначению стали бывают:

а) конструкционные – предназначены для изготовления строительных и машиностроительных изделий;

б) инструментальные – из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочий инструмент (содержат более 0,65 % углерода);

в) с особыми физическими свойствами – например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар и др.;

г) с особыми химическими свойствами – например нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.

Качество

В зависимости от содержания вредных примесей (серы и фосфора) стали подразделяют на:

а) стали обыкновенного качества – содержат до 0,06 % серы и до 0,07 % фосфора;

б) качественные – до 0,035 % серы и фосфора каждого отдельно;

в) высококачественные – до 0,025 % серы и фосфора (в конце марки добавляется буква А);

г) особовысококачественные – до 0,025 % фосфора и до 0,015 % серы (в конце марки добавляется через тире буква Ш).

Степень раскисления

По степени удаления кислорода из стали, т.е. по степени ее раскисления, существуют:

а) спокойные стали – полностью раскисленные: такие стали обозначаются буквами "сп" в конце марки (иногда буквы "сп" опускаются);

б) кипящие стали – слабо раскисленные: маркируются буквами "кп";

в) полуспокойные стали – занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими: обозначаются буквами "пс".