kr2

2

ЗАДАНИЕ 1

Расшифровать марку и химический состав (включая примеси) двух углеродистых сталей ВСт3сп и 15пс. Описать структуру, механические и технологические свойства этих сталей, области применения.

Решение.

1. ВСт3сп – сталь конструкционная, низкоуглеродистая, спокойная,

обыкновенного качества, группы В.

Химический состав:

углерод – 0,14…0,22 %;

сера – до 0,05 %;

фосфор – до 0,04 %.

Механические свойства:

предел прочности σв = 379…480 МПа;

предел текучести σт = 245 МПа;

относительное удлинение δ = 26 %.

Технологические свойства – свариваемость без ограничений, хорошая обрабатываемость резанием и давлением.

Термообработка – обычно не применяется.

Структура – феррит + перлит.

Применение - сущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей,

работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках.

2. 15пс – сталь конструкционная, низкоуглеродистая, качественная,

полуспокойная.

Химический состав:

углерод - 0,12…0,19 %;

сера – до 0,04 %;

3

фосфор – до 0,035 %.

Механические свойства:

предел прочности σв = 370 МПа;

предел текучести σт = 225 МПа;

относительное удлинение δ = 27 %.

Технологические свойства – свариваемость без ограничений, хорошая обрабатываемость резанием и давлением.

Термообработка – цементация, закалка от 900…920 ºС с охлаждением в воде и отпуск от 250 °С на воздухе.

Структура после термообработки – мартенсит отпуска.

Применение: болты, винты, крюки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности; после цементации - рычаги,

кулачки, гайки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины.

4

ЗАДАНИЕ 2

Расшифровать марку и химический состав (включая примеси) двух легированных сталей 40Х9С2 и Х14Н4К14М3Т. Описать структуру,

механические и технологические свойства этих сталей, области применения.

Решение.

1.40Х9С2 – сталь конструкционная, среднеуглеродистая,

высоколегированная, качественная, спокойная, жаропрочная.

Химический состав:

углерод – 0,35…0,45 %;

хром – 8,0…10,0 %;

кремний – 1,9…2,6 %;

сера - до 0,025 %;

фосфор - до 0,030 %.

Механические свойства сортового проката из стали 40Х9С2 после термообработки:

предел прочности σв = 930 МПа;

предел текучести σт = 735 МПа;

относительное удлинение δ = 10 %.

Термообработка – закалка при 900 °С в масле и отпуск при 540 °С на воздухе.

Структура после термообработки – сорбит отпуска.

Технологические свойства – трудно сваривается, обрабатывается резанием с помощью твердосплавного инструмента, давлением не обрабатывается.

Применение: клапаны впуска и выпуска в двигателях внутреннего сгорания.

2.Х14Н4К14М3Т – сталь конструкционная, высокоуглеродистая,

высоколегированная, качественная, спокойная, коррозионно-стойкая.

Химический состав:

углерод – до 1 %;

хром – 14,5 %;

5

никель – 4 %;

кобальт – 14,6 %;

молибден – 2,9 %;

титан – 0,2 %;

сера - не более 0,025 %;

фосфор - не более 0,025 %.

Механические свойства:

предел прочности σв = 1650 МПа;

предел текучести σт = 1500 МПа;

относительное удлинение δ = 20 %.

Термообработка: закалка при 1000 ºC в масле и отпуск при 525…600 ºC.

Структура в состоянии поставки: мартенсит отпуска.

Технологические свойства – хорошая обрабатываемость резанием и давлением.

Применение - элементы обшивок и емкости, нагруженные внутренним давлением.

6

ЗАДАНИЕ 3

Расшифровать марки двух алюминиевых сплавов АМг5 и АЛ2. Привести химический состав, определить основной легирующий элемент. Описать влияние легирующих элементов на свойства сплавов. Вычертить диаграммы состояния «алюминий – основной легирующий элемент». Выбрать режим термообработки. Описать структуру после термообработки, механические и технологические свойства, области применения.

Решение.

1. АМг5 – алюминиевый деформируемый сплав.

Химический состав:

магний - 4,8…5,8 %;

кремний - до 0,5 %;

железо - до 0,5 %.

алюминий – остальное.

Основным легирующим элементом в сплаве является магний. Диаграмма состояния алюминий – магний приведена на рисунке 1. Основная роль, которую играет магний в составе сплава АМг5, - это повышение прочности и коррозионной стойкости.

Механические свойства:

предел прочности σв = 275 МПа;

предел текучести σт = 130 МПа;

относительное удлинение δ = 12…15 %.

Сплав АМг5 не упрочняется термической обработкой. Для него применяют только отжиг при температуре 310…335 °С в течение до 3 часов.

7

Рисунок 1 - Диаграмма состояния алюминий – магний

Технологические свойства – хорошая пластичность и хорошая обрабатываемость резанием.

Применение: для изготовления полуфабрикатов методом горячей или холодной деформации.

Микроструктура сплава состоит из зерен α-твердого раствора и нерастворимых включений металлического соединения Al3Mg2.

2. АЛ2 – алюминиевый литейный сплав силумин.

Химический состав:

кремний 10…13 %;

алюминий – остальное.

Основным легирующим элементом является кремний. Диаграмма состояния алюминий – кремний приведена на рисунке 2. Основная роль, которую играет кремний в составе сплава АЛ2, - это обеспечение хорошей жидкотекучести.

Механические свойства:

предел прочности σв = 180 МПа;

предел текучести σт = 80 МПа;

относительное удлинение δ = 7 %.

Технологические свойства – хорошая жидкотекучесть и обрабатываемость резанием.

8

Рисунок 2 - Диаграмма состояния алюминий – кремний

Применение: для изготовления фасонных отливок.

Микроструктура сплава состоит из зерен α-твердого раствора кремния в алюминиевой основе.

9

ЗАДАНИЕ 4

Расшифровать марки двух медных сплавов БрА11Ж6Н6 и ЛС59-1. Привести химический состав, определить основной легирующий элемент. Описать влияние легирующих элементов на свойства сплавов. Вычертить диаграммы состояния «медь – основной легирующий элемент». Выбрать режим термообработки. Описать структуру после термообработки, механические и технологические свойства, области применения.

Решение.

1. БрА11Ж6Н6 – безоловянная литейная бронза.

Химический состав:

алюминий – 10,5…11,5 %;

железо – 5,0…6,5 %;

никель – 5,0…6,5 %;

медь – остальное.

Основным легирующим элементом является алюминий. Диаграмма состояния алюминий-медь приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Диаграмма состояния алюминий-медь Алюминий вводится в состав сплава БрА11Ж6Н6 в целях повышения

прочности.

10