- •Конструкционные материалы в Автомобилестроении
- •1. 1. Требования, предъявляемые к металлам и сплавам
- •1.2. Химический состав, механические, физические и технологические характеристики металлов и сплавов
- •2.1. Виды чугунов
- •2.2. Чугуны с пластинчатым и шаровидным графитом, ковкие чугуны
- •2.3. Специальные чугуны
- •3.1.Углеродистые стали
- •3.1.1.Углеродистые стали в автомобилестроении
- •3.2.Легированные стали
- •3.3. Легированные и низколегированные стали в автомобилестроении
- •3.3. Рессорно-пружинные, высоколегированные жаростойкие и жаропрочные стали
- •3.4. Марки сталей, чугунов и цветных сплавов, применяемых при изготовлении основных деталей отечественных автомобилей
- •4.1. Цветные алюминиевые, цинковые и магниевые сплавы
- •4.2. Цветные сплавы на медной и цинковой основе
- •4.3. Припои и антифрикционные сплавы
- •5.1. Металлы и материалы, применяемые при восстановлении автомобильных деталей сваркой, наплавкой и напылением
- •5.2. Металлы и материалы, применяемые для наращивания деталей электролитическими покрытиями
- •7.Виды механического разрушения
- •9.Ползучесть. Разрыв при ползучести
- •10. Характеристики износа и виды изнашивания
- •I- окислительное изнашивание; II- схватывание I рода
- •11. Коррозионно-стойкие стали и сплавы. Жаростойкие стали и сплавы. Жаропрочные стали и сплавы
- •12. Технологические методы повышения износостойкости деталей
- •13. Конструктивные и эксплуатационные методы повышения износостойкости деталей машин
3.3. Легированные и низколегированные стали в автомобилестроении
Для изготовления автомобильных деталей применяют многие марки малоуглеродистых и среднеуглеродистых легированных и низколегированных сталей, предусмотренных ГОСТ 4543-71 и ГОСТ 19282-73. Иногда применяют также стали, не включенные в настоящее время в ГОСТ и производящиеся по ТУ заводов автомобильной промышленности. В табл. 5 приводятся наиболее распространенные группы и марки легированных сталей (ГОСТ 4543-71), примеры их применения при производстве автомобильных деталей и характерные варианты их термической обработки. Легированные стали, как правило, подвергаются термической или химико-термической обработке.
В обозначениях марок конструкционных легированных сталей цифра слева указывает среднее содержание в данной стали углерода в сотых долях процента; последующие буквы и цифры, расположенные правее букв, свидетельствуют о наличии и примерном содержании в данной стали (в процентах) легирующих компонентов. Например, сталь марки 12ХНЗА является высококачественной, легированной хромом и никелем, содержащей в среднем 0,12 % углерода (0,09-0,16), около 1 % хрома (0,60-0,90), примерно 3 % никеля (2,75—3,15). Для особенно сильно действующих на свойства сталей легирующих компонентов, какими являются, в частности, молибден, титан, ванадий и бор, присутствие принятых для них индексов в обозначениях марки стали не означает, что их количество близко к 1 %. Обычно содержание молибдена не превышает 0,6 %, титана и ванадия 0,20 %, а бора ограничивается еще меньшими величинами.
Низколегированные стали (ГОСТ 19282-73) обычно содержат до 0,25 % недефицитных, но достаточно сильно действующих легирующих элементов. Использование этих сталей вместо углеродистых позволяет уменьшить массу и сечение деталей при обеспечении прежних или более высоких механических качеств. По сравнению с качественными углеродистыми сталями эти стали отличаются повышенной прочностью, износостойкостью, коррозионной стойкостью благодаря увеличенному содержанию в них марганца, хрома, меди, других присадок. Вместе с тем они обычно дешевле легированных сталей, поэтому использование их в автостроении с годами увеличивается. Особенно большое применение низколегированные стали получили при изготовлении деталей рам грузовых автомобилей (лонжеронов и поперечин), дисков и других деталей колес, картеров задних мостов.
Таблица 5.Наиболее распространенные в автомобилестроении конструкционные легированные стали и детали, изготовленные из них
|
Группа стали |
Марка стали |
Детали |
Термическая обработка |
|
Марганцовистая |
40Г, 50Г, 45Г2, 47ГТ |
Полуоси, шатуны, коленчатые валы двигателей |
1. Улучшение 2. Нормализация или улучшение и закалка рабочих поверхностей ТВЧ |
|
Хромистая |
15Х,20Х |
Толкатели, поршневые пальцы, крестовины кардана, распределительные валы двигателей |
Цементация, закалка, низкотемпературный отпуск |
|
Хромистая |
30Х, 35Х, 40Х, 45Х |
Валы и шестерни коробок передач, балки передней оси, рычаги рулевого управления, крестовины и оси сателлитов, коромысла, болты коренных и шатунных подшипников двигателей |
1. Улучшение 2. Улучшение и закалка рабочих поверхностей ТВЧ |
|
Бористая |
40Р, 45РП |
Шатуны двигателей, полуоси и др. |
1. Улучшение 2. Улучшение и поверхностная закалка |
|
Хромомарганцевая |
18ХГТ, 30ХГТ, 25ХГМ, 25ХГТ |
Шкворни, распределительные валы, шестерни полуосей, и сателлиты, конические шестерни заднего моста, крестовины карданного шарнира, шестерни и валы коробок передач, ось шестерни заднего хода |
Цементация или цианирование, закалка и низкотемпературный отпуск |
|
Хромоникелевая |
12ХН2, 12ХН3А, 20ХН3А,40ХН |
Поршневые пальцы, крестовины карданного шарнира, конические шестерни заднего моста, полуосевые шестерни, сателлиты, крестовины дифференциала |
Цементация или цианирование, закалка и низкотемпературный отпуск |
|
Хромомолибденовые |
40Х2МА |
Шатуны |
Улучшение |
|
Хромованадиевая |
40ХФА, 60ХФА |
Пружины клапанов, пружины подвески, торсионы полуосей, шатуны двигателей, коленчатые валы |
1. Улучшение 2. Объемная закалка, высокотемпературный отпуск |
|
Хромоникельмолибденовая |
20ХН2М |
Шестерни полуосей и сателлиты, конические шестерни главной передачи, червяки рулевого управления |
Цементация или цианирование, закалка и низкотемпературный отпуск |
|
Хромокремнемарганцевая |
38ХГС |
Полуоси |
1. Улучшение 2. Улучшение и закалка шлицов |
|
Хромомарганцевоникелевая и хромомарганцевоникелевая с титаном и бором |
20ХГНР, 14ХГН, 19ХГН, 15ХГН2ТА |
Валы и шестерни коробок передач, ось шестерни заднего хода, крестовины заднего хода, крестовины карданного шарнира и дифференциала, шестерни полуоси и сателлиты, конические шестерни заднего моста |
Цементация или цианирование, закалка и низкотемпературный отпуск |
|
Хромомолибденованадиевая |
42ХМФА |
Коленчатые валы |
Улучшение и поверхностная закалка шеек ТВЧ |
|
Хромомарганцевоникелевая с молибденом или титаном и хромомарганцевокремниевая с молибденом |
20ХГНМ, 25ХГНМТ, 30Х2ГСМА |
Валы и шестерни коробок передач, ведомая коническая шестерня главной передачи, сателлиты и крестовины дифференциала, полуоси |
1. Нормализация или улучшение, цементация или цианирование, закалка и низкотемпературный отпуск 2. Улучшение, закалка шлицев ТВЧ |