- •А. Н. Минков
- •Содержание
- •1 Конструкционная прочность и пути её повышения
- •1.1 Общие положения
- •1.2 Конструкционная прочность материалов
- •1.2.1 Общие положения
- •1.2.2 Механические свойства и способы их
- •1.3 Методы повышения конструкционной
- •1.4 Железоуглеродистые сплавы - основные
- •1.4.1 Общие положения
- •1.4.2 Углеродистые стали
- •1.4.3 Чугуны
- •2 Термическая обработка
- •2.1 Общие положения термической обработки
- •2.2 Превращения при нагревании и охлаждении стали
- •2.2.1 Образование аустенита при нагревании
- •2.2.2 Превращения аустенита при охлаждении
- •2.2.3 Превращения мартенсита при нагревании
- •2.3 Виды термической обработки
- •2.3.1 Отжиг
- •2.3.2 Закалка
- •Vкрит.- критическая скорость закалки
- •2.3.3 Отпуск
- •2.3.4 Дефекты термической обработки
- •2.4 Поверхностное упрочнение
- •2.4.1 Общие положения
- •2.4.2 Поверхностная закалка
- •2.4.2.1 Закалка с индукционным нагревом
- •2.4.2.3 Поверхностная закалка в электролитах
- •2.4.2.4 Закалка с нагревом лазерным лучом
- •2.4.3 Химико-термическая обработка (хто)
- •3 Легированные стали
- •3.1 Общие положения
- •Легированные стали можно классифицировать:
- •- По структуре в равновесном состоянии;
- •- По структуре образцов после охлаждения на воздухе;
- •- По назначению.
- •3.2 Конструкционные стали
- •3.2.1 Стали повышенной обрабатываемости
- •3.2.2 Низкоуглеродистые стали для цементации
- •3.2.3 Среднеуглеродистые стали для улучшения
- •3.2.4 Рессорно-пружинные стали
- •3.2.5 Подшипниковые стали
- •3.2.6 Высокопрочные стали
- •3.2.7 Износостойкие стали и сплавы
- •3.3 Инструментальные стали
- •3.3.1 Общие положения
- •3.3.2 Стали для режущего инструмента
- •3.3.2.1 Углеродистые и легированные инструментальные стали
- •3.3.2.2 Быстрорежущие стали
- •3.3.3 Штамповые стали
- •3.3.4 Стали для измерительных инструментов
- •3.4 Специальные стали
- •3.4.1 Коррозионностойкие (нержавеющие) стали
- •3.4.2 Жаростойкие стали и сплавы
- •3.4.3 Жаропрочные стали и сплавы
- •3.4.4 Магнитные стали и сплавы
- •4 Цветные металлы и сплавы
- •4.1 Алюминий и сплавы на его основе
- •4.1.1 Общая характеристика алюминия
- •4.1.2 Алюминиевые сплавы
- •4.2 Магний и сплавы на его основе
- •4.2.1 Общая характеристика магния и его сплавов
- •4.2.2 Деформируемые магниевые сплавы
- •4.2.3 Литейные магниевые сплавы
- •4.3 Титан и сплавы на его основе
- •4.3.1 Общая характеристика титана и его сплавов
- •4.3.2 Промышленные титановые сплавы
- •4.4 Бериллий и сплавы на его основе
- •4.4.1 Свойства бериллия
- •4.4.2 Бериллиевые сплавы
- •4.5 Медь и ее сплавы
- •4.5.1 Общая характеристика меди и её сплавов
- •4.5.2 Латуни
- •4.5.3 Бронзы
- •5 Неметаллические конструкционные материалы
- •5.1 Пластические массы
- •5.2 Стекло
- •5.2.1 Строение и состав неорганических стекол
- •5.2.2 Ситаллы
- •5.2.3 Органическое стекло
- •5.3 Древесина
- •Список литературы
- •Курс лекций по дисциплине
- •Для студентов механических специальностей
- •Часть 2 «Материаловедение»
Легированные стали можно классифицировать:
- По структуре в равновесном состоянии;
- По структуре образцов после охлаждения на воздухе;
- По назначению.
По структуре в равновесном состоянии различают такие классы легированных сталей: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Наличие ледебурита в легированных сталях может иметь место при содержании углерода значительно ниже 2,14%, Например, при содержании хрома 5%, сталь с 1,5% углерода является ледебуритной. Наличие ледебурита в легированных сталях значительно слабее уменьшает их пластичность, по сравнению с чугунами, что позволяет подвергать их горячей пластической деформации.
По структуре образцов после охлаждения на спокойном воздухе возможно выделить три основных класса сталей: перлитный, мартенситный и аустенитный.
Наличие мартенситных и аустенитных сталей обусловлено тем, что по мере увеличения содержания легирующих элементов стойкость аустенита в перлитной области растет, а температура мартенситного превращения снижается. Первое обстоятельство приводит к тому, что даже при незначительных скоростях охлаждения может происходить мартенситное превращение. Второе обстоятельство объясняет наличие аустенитной структуры при комнатной температуре.
Стали перлитного класса характеризуются относительно малым содержанием легирующих элементов, мартенситного класса – более значительным, аустенитного класса – еще более высоким содержанием легирующих элементов.
По назначению легированные стали подразделяются на конструкционные, инструментальные, а также стали с особенными свойствами (нержавеющие, жаропрочные, жаростойкие, электротехнические, магнитные и т. д.).
Легированные стали маркируются цифрами и буквами. Для конструкционных сталей цифры в начале маркировки определяют количество углерода в сотых долях процента, буквы - легирующие элементы, цифры за буквами - количество легирующих элементов в процентах. Отсутствие цифры за буквами указывает на то, что содержание этого легирующего элемента не превышает 1%.
В инструментальных сталях цифра в начале марки показывает содержание углерода в десятых долях процента. Начальную цифру опускают, если содержание углерода 1%.
Обозначают легирующие элементы следующими буквами алфавита: Х – хром, Г –марганец, Н – никель, М – молибден, С – кремний, Ф – ванадий, В – вольфрам, К – кобальт, Ю – алюминий, Д – медь, П – фосфор, Т – титан, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий, Е – селен, А – азот, Ч – редкоземельные элементы.
Буквы в начале маркировки определяют назначение стали: А - автоматные, Ш - шарикоподшипниковые, Р – быстрорежущие, Е - магнитные, Э - электротехнические.
Буквы в конце маркировки указывают на качество сталей (А-высококачественные) или на способы дополнительного переплава при изготовлении (Ш - электрошлаковый, ВД - вакуумно-дуговой, ВИ - вакуумно-индукционный, ПД – плазменно-дуговой).
3.2 Конструкционные стали
Конструкционными называют стали, которые используют для производства машин, конструкций и сооружений.
Различают такие виды конструкционных сталей:
- углеродистые обыкновенного качества и качественные;
- повышенной обрабатываемости;
- цементируемые;
- улучшаемые;
- пружинно-рессорные;
- подшипниковые;
- износостойкие;
- высокопрочные.
Углеродистые стали обыкновенного качества и качественные стали рассмотрены ранее.