книги / Стали и сплавы

П р и м е ч а н и е . Закалка с 1160 °С на воздухе, 2 ч.

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1150, конца выше 1050, охлаждение после де­ формации на воздухе.

Сплав выплавляют в индукционных вакуумных печах с последующим примене­ нием вакуумного дугового переплава.

Раздел 4. СТАЛЬ ДЛЯ ОТЛИВОК

Общие сведения

В зависимости от назначения и условий эксплуатации литых деталей их изготавливают из различных углеродистых и легированных сталей: кон­ струкционных, коррозионностойких, жаростойких и износостойких. Ли­ тейные стали подразделяют на конструкционные (ГОСТ 977—88) и высоко­ легированные со специальными свойствами (ГОСТ 2176—77). Кроме того, ряд сталей для отливок приведены в ГОСТ 21357—87 «Отливки из хладос­ тойкой и износостойкой стали».

Цель легирования литейных сталей в основном та же, что и деформи­ руемых: увеличение прокаливаемости (марганец, хром, никель), повыше­ ние вязкости и снижение температурного порога хрупкости (никель), пре­ дотвращение отпускной хрупкости (молибден), увеличение стойкости про­ тив коррозии (хром, никель), повышение жаростойкости (хром, кремний) и пр. Во многие стали для отливок для измельчения аустенитного зерна вводят малые добавки ванадия и титана (около 1 %).

Ряд сталей для отливок имеют ту же-марку, что и деформируемые, отличаясь лишь буквой Л в конце марки. В этом случае состав литейной стали практически тот же, что и деформируемой. Обычно различается лишь допускаемое содержание вредных примесей: в сталях для отливок оно не­ сколько больше.

Некоторые легированные стали разработаны специально в качестве литейных и не имеют аналогов среди деформируемых. Широко известна высокомарганцовистая сталь Гадфильда —сталь 110Г13Л. Сталь после за­ калки в воде с 1100 'С имеет аустенитную структуру и характеризуется со­ четанием очень высокой износостойкости и ударной вязкости.

Отливки из конструкционных сталей подвергают термической обра­ ботке хотя бы для того, чтобы уменьшить литейные напряжения. Кроме того, при литье формируются крупные зерна аустенита, внутри которых при пос­ ледующем охлаждении в сталях с содержанием углерода менее 0,4 % образу­ ются направленные пластины избыточного феррита, т.е. возникает вид­ манштеттова структура. Литая сталь с такой структурой имеет низкую пла­ стичность и ударную вязкость. Для измельчения зерна, исправления струк­ туры литой стали, с целью повышения пластичности, ударной вязкости и хладостойкости стали для отливок перлитного и мартенситного классов подвергают нормализации и (или) закалке с высоким отпуском.

После термообработки прочностные свойства литой и кованой стали одного и того же химического состава практически одинаковы, а показатели пластичное™ и ударной вязкости литой стали значительно ниже, чем кованой.

Литейные свойства сталей значительно хуже, чем чугунов и большин­ ства литейных цветных сплавов. Стали не содержат эвтектики и поэтому характеризуются сравнительно низкой жидкотекучестью и высокой склон­

ностью к образованию горячих литейных трещин. Трудности при литье со­ здает и высокая температура плавления, особенно у низкоуглеродистых сталей. Литейная усадка сталей большая и достигает 2,3 %.

Литейные свойства легированных сталей, как правило, хуже, чем уг­ леродистых, из-за того, что при легировании расширяется интервал крис­ таллизации и уменьшается теплопроводность.

Жидкотекучесть, т.е. способность стали заполнять форму —наиболее важное из технологических свойств стали для отливок. При одинаковой температуре заливки жидкотекучесть зависит от химического состава стали. При прочих равных условиях увеличение содержания углерода улучшает, а легирование тугоплавкими элементами ухудшает жидкотекучесть металла, причем различие в жидкотекучести стали разных марок наиболее сильно проявляется при снижении температуры заливки.

Горячие трещины чаще всего образуются в отливках из стали мартен­ ситного класса, реже в отливках из углеродистых сталей й сталей аустенит­ ного класса. Различие в склонности к образованию трещин заметно прояв­ ляется при высоких температурах заливки. При снижении температур за­ ливки склонность к образованию трещин у всех сталей уменьшается.

Сталь 15Л

Заменитель - сталь 20Л.

Вид поставки —отливки ГОСТ 977-88.

Назначение — копровые бабы, блоки, ролики, корпусы, поводки, захваты, пильные рамы, детали сварно-литых конструкций с большим объемом сварки, плиты, подушки и другие неответственные детали, работающие под действием сред­ них статических и динамических нагрузок.

Температура критических точек, °С [81]

Химический состав, % (ГОСТ 977-88)

П р и м е ч а н и е . Предел выносливости ан = 176 МПа при а0 2 = 200 МПа, сгв = 390 МПа, НВ 109-136 [162].

Технологические свойства [81]

Свариваемость —сваривается без ограничений.

Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС.

Обрабатываемость резанием —Агутвспл = 1,35 и Kv6cT = 1,50 в нормализованном состоянии при НВ 121-126 и ав = 390 МПа.

Флокеночувствительность - не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости —не склонна.

Сталь 20Л

Заменитель —стали 25Л, ЗОЛ Вид поставки - отливки ГОСТ 977-88.

Назначение —шаботы, арматура, фасонные отливки деталей общего машино­ строения, изготовляемые методом выплавляемых моделей, детали сварнолитых конструкций и другие детали, работающие при температуре от -40 до 450 °С.

Температура критических точек, °С [81]

Химический состав, % (ГОСТ 977-88)

Механические свойства в зависимости от сечения литой заготовки [131]

П р и м е ч а н и е . Нормализация при 870-890 °С, охл. на воздухе до 250—300 °С; отпуск при 630—650 °С, охл. на воздухе.

Ударная вязкость отливок сечением 30 мм KCU [131]

Сталь 25Л

Заменитель —стали 20Л, ЗОЛ Вид поставки - отливки ГОСТ 977-88.

Назначение —станины прокатных станов, шкивы, траверсы, поршни, буксы, крышки цилиндров, плиты настильные, рамы рольгангов и тележек, мульды, кор­

пусы подшипников, детали сварно-литых конструкций и другие детали, работаю­ щие при температуре от -40 до 450 °С под давлением.

Температура критических точек, °С [81]

Химический состав, % (ГОСТ 977-88)

Механические свойства при 20 °С в зависимости от тепловой выдержки 177]

Технологические свойства [81]

Свариваемость - ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой и ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Сталь ЗОЛ

Заменитель —стали 25Л, 35Л.

Вид поставки - отливки ГОСТ 977-88.

Назначение —рычаги, балансиры, корпусы редуктора, муфты, шкивы, крон­ штейны, детали сварно-литых конструкций, чаши и конусы засыпных аппаратов, станины, балки, опорные кольца, бандажи, маховики и другие детали, работаю­ щие под действием средних статических и динамических нагрузок.

Температура критических точек, °С [81]

Назначение - станины прокатных станов, зубчатые колеса, тяги, бегунки, задвижки, балансиры, диафрагмы, катки, валки, кронштейны и другие детали, работающие под действием средних статических и динамических нагрузок.

Температура критических точек, °С [81]

Химический состав, % (ГОСТ 977-88)

Механические свойства в зависимости от сечения литой заготовки [131]

Нормализация при 860-880 °С, охл. на воздухе до 300-350 °С, затем выдержка 2 ч при 300350 °С; отпуск при 600-620 °С, выдержка 3 ч, охл. 1 ч в печи до 500 °С, затем на воздухе

После нормализации и отпуска закалка с 860-870 °С в масле; отпуск при 620-630 °С, выдержка 3 ч, охл. на воздухе

Ударная вязкость KCU [131]

Продолжение

П р и м е ч а н и е . Предел выносливости a_j = 216 МПа при ст0 2= 270 МПа, ств = 490 МПа, НВ 137-166 [162].

Технологические свойства [81]

Свариваемость - ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием - ^ твспл = и Kv6 cT = 0,9 в термообработан­ ном состоянии при НВ 160.

Флокеночувствительность —не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.