Министерство сельского хозяйства рф

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Государственный аграрный университет северного зауралья»

Механико-технологический институт

Кафедра СХиММ

Методические указания

к проведению

Лабораторной работы № 6

по курсу:

“Материаловедение”

Тема: «Маркировка сталей и область применения»

для направления 110800 «Агроинженерия» профиль «Технология деревообработки», «Электрооборудование и электротехнологии АПК», «Эемлеустройство и кадастры», «Кадастр недвижимости»

дневной и заочной форм обучения

Тюмень 2013

Утверждено редакционно-издательским советом

«Государственный аграрный университет северного зауралья»

Составитель: к.п.н., доцент А.В. Головкин

«Государственный аграрный университет северного зауралья»

2013

1. Общие положения

Современное машиностроение является основным потребителем производимых в нашей стране металлов. В станкостроении, судостроении, автомобильной и авиационной промышленности, электронике и радиотехнике из металлов изготовляют огромное число деталей машин и при­боров.

В Основных направлениях экономического и со­циального развития России на 2005—2010 гг. и на период до 2020 г. подчеркнута необходимость обеспечения дальнейшего ускорения научно-тех­нического прогресса благодаря созданию и внед­рению в производство принципиально новой тех­ники, материалов и прогрессивных технологичес­ких процессов.

Наряду с приобретением практиче­ских навыков по избранной специальности изу­чение основ материаловедения позволит студентам повысить теоретическую подготовку, стать квалифицированными специалистами и принять актив­ное участие в дальнейшем совершенствовании производственных процессов, повышении эффек­тивности производства и улучшении качества вы­пускаемой продукции.

2. Цель работы

Закрепить теоретические положения разделов дисциплины: «Материаловедение», привить навыки в пользовании справочным материалом, ознакомить студентов с основными типами расчетов.

3. Содержание работы

1. Изучить основные понятия.

2. Изучить методику расчетов.

4. Материальное обеспечение

4.1. Методические указания.

2. Задание (приложения).

4.3. Справочный материал.

5. Организация работы

Группа студентов в составе 25 – 30 человек изучает под руководством преподавателя вопросы, входящие в содержание работы.

Цель работы – изучить маркировку сталей и их применение.

Задание.

1.Изучить маркировку сталей.

2. Изучить область применение сталей.

3. Научиться пользоваться справочной литературой.

1. Маркировка сталей.

В России принята буквенно-цифровая система обозначения марок сталей.

Нелегированная углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества.

В обозначение марки нелегированной углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества входят: Ст (сталь), цифра — условный номер, чем выше номер, тем выше прочность. При увеличении номера от 1 до 6 в стали возрастает содержание углерода от 0,06 до 0,49 %.

В зависимости от способа раскисления сталь бывает спокойной «сп» (раскисленной марганцем, кремнием и алюминием) и кипящей «кп» (раскисленной только марганцем). Следовательно, по химическому составу кипящая сталь отличается от спокойной: первая почти не содержит кремния (Si<0,05%), вторая содержит его нормальное количество (0,12—0,3%). Так как кипящая сталь, как хуже раскисленная, содержит больше кислорода, то она уступает по качеству спокойной. Промежуточное положение по качеству занимает так называемая полуспокойная сталь «пс» — раскисленная марганцем и алюминием. Например: Ст1кп; Ст2пс; СтЗсп.

Первая буква обозначает группу в соответсвии с ГОСТ 380-71: А – с гарантируемыми механическими свойствами (сталь не подвергалась горячей обработке); Б – с гарантируемым химическим составом (сталь подверглась горячей обработке); В – с гарантируемыми механическими свойствами и химическим составом (для сварных конструкций).

Сталь группы А маркируется буквами Ст и номером. Например Ст1.

Сталь группы Б маркируется М, К, Б (способ производства – мартеновский, конверторный, бессемеровский). Например МСт1.

Сталь группы В (изготавливается мартеновским или конверторным способами). Например ВСт2

Нелегированные конструкционные качественные стали обозначают двузначным числом, указывающим среднюю массовую долю углерода в сотых долях процента (например, 08; 10; 20). Для сталей, полностью не раскисленных, в обозначение добавляют буквы «кп», «пс» (например, 15кп; 20пс). Для спокойной стали буквы не добавляют.

В обозначение марки нелегированной углеродистой инструментальной стали входят: буква «У», цифра, указывающая среднюю массовую долю углерода в десятых долях процента (например, У7, У8, У10). Например сталь инструментальная углеродистая У7 содержит: С = 0,66-0,73; Mn=0,17-0,33; Si=0,147-0,33; S≤0,028; P≤0,03; Cr≤0,2; Ni≤0,25; Cu≤0,25.

Легированные стали.

В легированных сталях основные легирующие элементы обозначают буквами:

А — азот; К — кобальт; С — кремний;

Б — ниобий; Л — бериллий; Т — титан;

В — вольфрам; М — молибден; Х — хром;

Г — марганец; Н — никель; Ц — цирконий;

Д — медь; П — фосфор; Ч — редкоземельный;

Е — селен; Р — бор; Ф — ванадий; Ю — алюминий.

Цифры, стоящие после буквы в обозначении марки стали показывают примерную массовую долю элемента, округленную до целого числа. При средней массовой доле легирующего элемента до 1,5 % цифру за буквой не обозначают. Массовая доля углерода указывается вначале в сотых (конструкционные стали) или десятых (инструментальные стали) долях процента. Например, конструкционная сталь 45ХН2МФ, содержит (%): С =0,42-0,50; Мп=0,5-0,8; Сг =0,8-1,0; Ni== 1,3 -1,8; Мо =0,2 - 0,3; V= 0,10 - 0,18

Инструментальная сталь 4Х5МФС для штампов горячего деформирования, содержит (%):

С =0,32 -0,40; 81=0,80-1,20; Мп=0,15-0,40; Сг=4,5-5,5; Мо=1,20-1,50; V = 0,3 - 0,5, Si = 0,90 - 1,2

Если в инструментальной легированной стали С ≥ 1,0 %, цифру в начале марки обычно не проставляют (например, X, ХВГ). В обозначение марки подшипниковой стали входят: буква Ш и буквы, обозначающие легирующие элементы. За буквой Х (легированная хромом) обозначают цифры, соответствующие массовой доле хрома в десятых долях процента (например, ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ).Например ШХ15 содержит: С=0,95-1,05; Mn=0,2-0,4; Si=0,17-0,37; Cr=1,30-1,65; S≤0,020; P≤0,027; Ni≤0,30; Cu≤0,25.

Буква А в конце марки любой стали указывает, что сталь относится к категории высококачественной (30ХГСА, У7А), в середине обозначения марки — что сталь легирована азотом (16Г2АФ), в начале марки — что сталь автоматная повышенной обрабатываемости резанием (А35Г2). Буквы АС в начале марки указывают, что сталь автоматная со свинцом (АС35Г2).

Особовысококачественную сталь обозначают, добавляя через дефис в конце марки буквы Ш или другие буквы (30ХГС-Ш или 95Х18-Ш). Это означает, что сталь подвергалась электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов.

Стали, полученные специальными методами, обозначаются буквами через дефис в конце марочного обозначения марки (табл. 1).

Дополнение к марочному обозначению	Первичная обработка	Последующий сплав
ВД ВИ ИД ИП ИШ ИЛ ГР П ПТ ПД ПЛ ПП ПШ СШ Ш ШД ШЛ ШП ЭЛ	Вакуумно-дуговой переплав Вакуумно-индукционная выплавка -------------------//------------------ -------------------//------------------ -------------------//------------------ -------------------//------------------ Газокислородное рафинирование Плазменно-дуговой переплав Плазменная выплавка -------------------//------------------ -------------------//------------------ -------------------//------------------ -------------------//------------------ Обработка синтетическим шлаком Электрошлаковый переплав -------------------//------------------ -------------------//------------------ -------------------//------------------ Электронно-лучевой переплав	-------------------//---------------- -------------------//---------------- Вакуумно-дуговой Плазменно-дуговой Электрошлаковый Электронно-лучевой -------------------//---------------- -------------------//---------------- -------------------//---------------- Вакуумно-дуговой Электронно-лучевой Плазменно-дуговой Электрошлаковый ------------------//---------------- ------------------//---------------- Вакуумно-дуговой Электронно-лучевой Плазменно-дуговой ------------------//----------------

Например, хромистая сталь ШХ15-ШД для прецизионных подшипников по химическому составу соответствует подшипниковой стали ШХ15, но производится методом переплава в вакуумно-дуговой печи электродов из стали ШХ15, которые изготовлены из слитка, полученного электрошлаковым переплавом. Сталь, не содержащая в конце марки буквы А, Ш или другие буквы (табл. 1), относится к категории качественных (30ХГС, У7).

В конце марки конструкционной стали могут быть дополнительные буквенные обозначения: ПП — сталь пониженной прокаливаемости, Л — литейная, К — сталь для котлов и др.

Строительную сталь обозначают буквой С и цифрами, условно соответствующими пределу текучести проката. Например сталь С345: строительная σ_т=345-305МПа. Буква К в конце марки — вариант химического состава стали с повышенной коррозионной стойкостью в атмосфере, а буква Т — термоупрочненный прокат ( С245, С345Т, С390К).

Быстрорежущая сталь.

В обозначение марки быстрорежущей стали входят: буква Р, цифра, указывающая среднюю массовую долю вольфрама в процентах. Во всех быстрорежущих сталях массовая доля хрома составляет около 4 %, поэтому в обозначении марки букву Х не указывают. Ванадий, массовая доля которого в различных марках колеблется от 1 до 5 %, обозначается буквой Ф, если его средняя массовая доля составляет более 2,5 %.

Массовая доля углерода в марочном обозначении быстрорежущей стали не указывается, так как она пропорциональна массовой доле ванадия. Если быстрорежущая сталь легирована молибденом или кобальтом, их массовая доля указывается в марке.

Например, быстрорежущая сталь Р9М4К8 содержит (%): С = 1,0 - 1,1; Сг=3,0-3,6; W=8,5-9,6; V=2,1-2,5; Со=7,5-8,5; Мо = 3,8 - 4,3.