1.5. Жаропрочные стали

Эта группа обозначается буквами SUH, за которыми может следовать номер стали (одна или две цифры) или обозначение в системе AISI в виде трех цифр (SUH 4, SUH 21, SUH 310 и т. д.).

Оглавление

А.Д. Верхотуров 2

ВВЕДЕНИЕ 4

1. Общие сведения о металлах и сплавах 8

1.1. Определение и классификация металлов 8

1.2. Строение металлов 9

1.3. Полиморфные превращения металлов 14

1.4. Дефекты строения кристаллов 15

1.4.1. Точечные дефекты 15

1.4.2. Линейные дефекты 16

1.4.3. Поверхностные дефекты 19

1.5. Диффузия в металлах и сплавах 19

1.6. Деформации и механические свойства металлов 20

1.6.1. Механические свойства, определяемые при статических нагрузках 22

1.6.2. Механические свойства, определяемые при динамических нагрузках 26

1.7. Кристаллизация металлов 27

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ СПЛАВОВ 36

2.1. Виды сплавов 36

2.2. Диаграммы состояния двойных сплавов 40

2.2.1. Общие положения 40

2.2.2. Порядок построения диаграмм 41

2.2.3. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой образуют механические смеси (Ι рода) 44

2.2.4. Правило отрезков 45

2.2.5. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях (ΙΙ рода) 47

2.2.6. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком состоянии и ограниченно в твердом (III рода) 48

2.2.7. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой в твердом виде образуют устойчивые химические соединения (IV рода) 52

2.2.8. Связь между диаграммами состояний и свойствами двухкомпонентных сплавов 54

3. ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ 56

3.1. Диаграмма состояния железо-цементит (Fe-Fe₃C) 56

3.1.1. Общие положения 56

Железоуглеродистые сплавы являются основными конструкционными материалами практически всех стран мира. Масштабы их производства в значительной мере характеризуют технико-экономический уровень эволюции государства и служат материальной основой развития различных отраслей техники. 56

3.1.2. Компоненты, фазы, линии и точки диаграммы Fe–Fe₃C 60

3.1.3. Перитектическое превращение 65

3.1.4. Эвтектоидное превращение 67

3.1.5. Эвтектическое превращение 73

3.2. Стали 76

3.2.1. Общая классификация 76

3.2.2. Углеродистые стали 78

Таблица 2 81

Марка стали 81

Массовая доля элементов, % 81

Массовая доля элементов, % 81

C 81

Mn 81

Si 81

C 81

Mn 81

Si 81

Ст 0 82

Ст 3Гпс 82

Ст 1кп 82

Ст 3Гсп 82

Ст 1пс 82

Ст 1сп 82

Ст 2кп 82

Ст 2пс 82

0,09…0,15 82

0,25…0,50 82

0,05…0,15 82

0,28…0,37 82

0,5…0,8 82

0,05…0,15 82

Ст 2сп 82

Ст 3кп 82

Ст 3пс 82

Ст 3сп 82

Ст 0 82

Ст 1кп 82

Ст 4кп 82

Ст 4пс 82

Ст 1сп 82

Ст 2кп 82

Ст 2пс 82

Ст 2сп 82

Ст 3кп 82

Ст 3пс 82

Ст 3Гпс 82

Ст 3сп 82

3.2.3. Легированные стали 85

Легирующий 95

Обозначение 95

Легирующий 95

Обозначение 95

Х 95

Н 95

Г 95

К 95

В 95

Р 95

С 95

Б 95

Ю 95

Ц 95

Д 95

П 95

Т 95

Е 95

Ф 95

Ч 95

М 95

3.2.4. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами 97

3.3. Конструкционные чугуны 99

3.3.1. Серые чугуны 99

3.3.2. Высокопрочные чугуны 101

3.3.3. Ковкие чугуны 102

3.3.4. Специальные чугуны 103

4. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 105

5. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ 109

5.1. Общие положения 109

5.2. Превращения в стали при нагреве 111

5.3. Превращения в стали при охлаждении 113

5.3.1. Перлитное превращение аустенита 113

5.3.2. Мартенситное превращение 115

5.3.3. Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита 117

5.4. Технология термической обработки стали 118

5.4.1. Отжиг 118

5.4.2. Нормализация 120

5.4.3. Закалка 120

5.4.4. Отпуск закаленной стали 122

5.5. Особенности закалки легированных сталей 124

6. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ 125

6.1. Общие сведения 125

6.2. Цементация 126

6.3. Азотирование 128

6.4. Насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом 129

6.5. Диффузионная металлизация 129

7. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ 130

7.1. Общие сведения 130

7.2. Алюминиевые сплавы 143

7.2.1. Классификация алюминиевых сплавов 143

7.2.2. Состав, структура и свойства алюминиевых сплавов 146

7.2.3. Термическая обработка алюминиевых сплавов 159

7.2.4. Применение алюминиевых сплавов 165

7.3. Медные сплавы 166

7.3.1. Классификация и обозначение медных сплавов 166

7.3.2. Латуни 168

7.3.3. Бронзы 171

7.3.4. Медно-никелевые сплавы 177

7.3.5. Применение меди и ее сплавов 178

7.4. Сплавы на основе магния 179

7.5. Сплавы на основе титана 182

7.6. Сплавы на основе никеля 184

7.7. Антифрикционные материалы 185

7.8. Фрикционные материалы 192

7.9. Припои 194

8. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ 196

8.1. Пластмассы 196

8.2. Резины 202

9. МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ 203

10. ЗАДАНИЯ НА САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ 207

10.1. Общие требования 207

10.2. Работа № 1 по разделу «Железоуглеродистые сплавы» 208

10.2.1. Вопросы к работе № 1 208

10.2.2. Задачи к работе № 1 209

10.3. Работа № 2 по разделу «Термическая обработка стали» 210

10.3.1. Вопросы к работе № 2 210

10.3.2. Задачи к работе № 2 212

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 214

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 215

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 217

1. ЕВРОПЕЙСКАЯ СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАЛЕЙ 217

1.1. Наименования сталей 217

1.1.1. Первая группа 217

1.1.2. Вторая группа 220

1.2. Порядковые номера 223

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 224

1. СИСТЕМЫ МАРКИРОВКИ СТАЛЕЙ В США 224

1.1. Система обозначений AISI 224

1.3. Универсальная система обозначений UNS 227

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 229

1. СИСТЕМА МАРКИРОВКИ СТАЛЕЙ В ЯПОНИИ 229

1.1. Конструкционные стали 229

1.1.1. Углеродистые стали обычного качества 229

1.1.2. Углеродистые качественные стали 229

1.1.3. Стали для поковок 229

1.1.4. Стали для производства листового проката 230

1.1.5. Стали для производства труб 230

1.1.6. Арматурные стали 231

1.1.7. Стали для производства катанки 231

1.1.8. Автоматные стали 231

1.1.9. Стали для заклепок 231

1.1.10. Стали для цепей 232

1.1.11. Пружинные стали 232

1.1.12. Легированные стали 232

1.2. Инструментальные стали 232

1.2.1. Инструментальные углеродистые 232

1.2.2. Инструментальные легированные 232

1.2.3. Быстрорежущие стали 233

1.3. Подшипниковые стали 233

1.4. Коррозионно-стойкие стали 233

1.5. Жаропрочные стали 233

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Общие сведения о металлах и сплавах 6

1.1. Определение и классификация металлов 6

1.2. Строение металлов 7

1.3. Полиморфные превращения металлов 11

1.4. Дефекты строения кристаллов 13

1.4.1. Точечные дефекты 13

1.4.2. Линейные дефекты 14

1.4.3. Поверхностные дефекты 16

1.5. Диффузия в металлах и сплавах 17

1.6. Деформации и механические свойства металлов 18

1.6.1. Механические свойства, определяемые при статических нагрузках 20

1.6.2. Механические свойства, определяемые при динамических нагрузках 23

1.7. Кристаллизация металлов 24

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ СПЛАВОВ 32

2.1. Виды сплавов 32

2.2. Диаграммы состояния двойных сплавов 36

2.2.1. Общие положения 36

2.2.2. Порядок построения диаграмм 37

2.2.3. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой образуют механические смеси (Ι рода) 40

2.2.4. Правило отрезков 41

2.2.5. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях (ΙΙ рода) 43

2.2.6. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком состоянии и ограниченно в твердом (III рода) 44

2.2.7. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой в твердом виде образуют устойчивые химические соединения (IV рода) 48

2.2.8. Связь между диаграммами состояний и свойствами двухкомпонентных сплавов 50

3. ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ 51

3.1. Диаграмма состояния железо-цементит (Fe-Fe₃C) 51

3.1.1. Общие положения 51

3.1.2. Компоненты, фазы, линии и точки диаграммы Fe–Fe₃C 55

3.1.3. Перитектическое превращение 60

3.1.4. Эвтектоидное превращение 62

3.1.5. Эвтектическое превращение 67

3.2. Стали 70

3.2.1. Общая классификация 70

3.2.2. Углеродистые стали 72

3.2.3. Легированные стали 79

3.2.4. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами 91

3.3. Конструкционные чугуны 92

3.3.1. Серые чугуны 93

3.3.2. Высокопрочные чугуны 95

3.3.3. Ковкие чугуны 96

3.3.4. Специальные чугуны 97

4. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 98

5. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ 102

5.1. Общие положения 102

5.2. Превращения в стали при нагреве 104

5.3. Превращения в стали при охлаждении 106

5.3.1. Перлитное превращение аустенита 106

5.3.2. Мартенситное превращение 108

5.3.3. Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита 110

5.4. Технология термической обработки стали 110

5.4.1. Отжиг 110

5.4.2. Нормализация 112

5.4.3. Закалка 113

5.4.4. Отпуск закаленной стали 115

5.5. Особенности закалки легированных сталей 116

6. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ 118

6.1. Общие сведения 118

6.2. Цементация 118

6.3. Азотирование 120

6.4. Насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом 121

6.5. Диффузионная металлизация 121

7. ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ 122

7.1. Общие сведения 122

7.2. Алюминиевые сплавы 135

7.2.1. Классификация алюминиевых сплавов 135

7.2.2. Состав, структура и свойства алюминиевых сплавов 138

7.2.3. Термическая обработка алюминиевых сплавов 149

7.2.4. Применение алюминиевых сплавов 156

7.3. Медные сплавы 156

7.3.1. Классификация и обозначение медных сплавов 156

7.3.2. Латуни 159

7.3.3. Бронзы 161

7.3.4. Медно-никелевые сплавы 161

7.3.5. Применение меди и ее сплавов 161

7.4. Сплавы на основе магния 161

7.5. Сплавы на основе титана 161

7.6. Сплавы на основе никеля 161

7.7. Антифрикционные материалы 161

7.8. Фрикционные материалы 161

7.9. Припои 161

8. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ 161

8.1. Пластмассы 161

8.2. Резины 161

9. МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ 161

10. ЗАДАНИЯ НА САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ 161

10.1. Общие требования 161

10.2. Работа № 1 по разделу «Железоуглеродистые сплавы» 161

10.2.1. Вопросы к работе № 1 161

10.2.2. Задачи к работе № 1 161

10.3. Работа № 2 по разделу «Термическая обработка стали» 161

10.3.1. Вопросы к работе № 2 161

10.3.2. Задачи к работе № 2 161

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 161

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 161

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Европейская система обозначения сталей 161

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Системы маркировки сталей в США 161

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Система маркировки сталей в Японии 161

Учебное издание

Бабенко Эдуард Гаврилович