- •Министерство образования и науки украины
- •1. Железоуглеродистые сплавы
- •1.1. Компоненты железоуглеродистых сплавов
- •1.2. Диаграмма состояния железо-цементит (Fe-Fе3c)
- •1.3. Структурные составляющие в системе Fe – Fe3с
- •1.4. Характеристика отдельных точек и линии диаграммы Fe-Fe3с
- •Первичная кристаллизация белых чугунов происходит при 1147°с. Перекристаллизация – при 727 0с.
- •1.5. Влияние постоянных примесей на свойства углеродистой стали
- •2. Теория термической обработки
- •2.1. Классификация видов термической обработки
- •2.1. Превращения в стали при нагреве
- •2.2 Влияние величины зерна на свойства стали
- •2.3. Превращения в стали при охлаждении
- •2.4. Превращения в закаленной стали при нагреве
- •2.5. Влияние термической обработки на свойства стали
- •3. Технология термической обработки
- •3.1. Отжиг
- •3.2. Закалка.
- •3.2.1. Особенности закалки
- •3.2.2. Способы закалки.
- •3.2.3. Дефекты закалки.
- •3.3. Oтпуск стали.
- •3.4. Старение сплавов
- •4. Химико-термическая обработка (хто).
- •5. Классификация и принцип маркировки сталей. Углеродистые стали
- •5.1. Классификация сталей
- •5.2. Маркировка сталей
- •У8 - содержит 0,8 % с
- •Б – ниобий ц – цирконий п – фосфор а - азот (если буква находится в середине марки)
- •5.3. Легирующие элементы в стали
- •6. Конструкционные стали
- •6.1. Конструкционная прочность
- •6.2. Методы повышения конструкционной прочности.
- •6.3. Виды конструкционных сталей
- •7. Инструментальные стали и сплавы
- •7.1. Основные свойства инструментальных сталей и факторы, влияющие на них.
- •1. Эксплуатационные свойства.
- •2. Технологические свойства.
- •7.2. Стали для режущего инструмента.
- •7.3. Быстрорежущие стали.
- •8. Коррозия металлов. Стали и сплавы с особыми свойствами
- •8.1. Основные виды коррозии
- •8.2. Защита от коррозии (покрытия)
- •8.3. Контроль покрытий
- •8.4. Коррозионностойкие стали.
- •8.6. Жаропрочные стали
- •8.7. Сплавы с особыми упругими и тепловыми свойствами
- •8.8. Магнитные стали и сплавы
- •8.9. Сплавы с высоким электрическим сопротивлением
- •8.10. Графитизированная сталь
- •9. Микроскопический анализ сталей и чугунов
- •9.1. Общие сведения.
- •9.2. Крепление образцов. Шлифовка. Полировка.
- •9.3. Травление.
- •9.4. Микроанализ сталей
- •9.5. Микроанализ чугунов
- •9.6. Реактивы для выявления структуры сталей и чугунов
- •10. Макроскопический анализ металлов и сплавов
- •10.1. Сущность макроскопического анализа
- •10.2. Металлургические дефекты
- •10.3. Дефекты технологического происхождения
- •10.4. Эксплуатационные дефекты в условиях воздействия постоянных нагрузок
- •10.5. Эксплуатационные дефекты в условиях воздействия
- •11. Износостойкость сталей
8.7. Сплавы с особыми упругими и тепловыми свойствами
Это сплавы с высоким содержанием никеля:
Инвар Н36 (36% Ni);
Платинит Н48 (48% Ni);
Элинвар Н35ХМВ (35% Ni, ~1% Cr, Mo, W).
Инвар почти не расширяется при температуре Т < 100 0С, применяется для деталей точных приборов (детали геодезических инструментов и др.). Платинит имеет такой же коэффициент теплового расширения, как стекло и платина, поэтому применяется для замены платины в электрических лампочках. Элинвар имеет постоянный модуль упругости при температуре Т < 100 0С, поэтому применяется для изготовления часовых пружин, камертонов, маятников, хронометров и т.п.
8.8. Магнитные стали и сплавы
Из всех металлов только Fe, Co, Ni обладают ферромагнетизмом - способностью сильно намагничиваться во внешнем магнитном поле (рис).
Основными характеристиками магнитных сталей и сплавов являются остаточная индукция В (гаусс), коэрцитивная сила Н (эрстед), магнитная проницаемость μ, имеющие между собой такую зависимость:
μ = В / Н.
В зависимости от Н они могут быть:
Магнитомягкие;
Магнитотвердые.
1. Магнитомягкие стали и сплавы имеют малую коэрцитивную силу Н и большую магнитную проницаемость μ (трансформаторная сталь – Э3, Э4, динамная сталь – Э1, Э2).
Техническое железо или по ГОСТ 3836-47 сталь низкоуглеродистая электротехническая тонколистовая (Э, ЭА, ЭАА) содержит не более 0,04% углерода, μ = 3500-4500 гс/э; Н = 1,2-0,8 э. Недостатки: низкое электросопротивление и большие потери на вихревые токи. Применяется для изготовления сердечников, полюсных наконечников электромагнитов и т.д.
Электротехническая сталь (ГОСТ 802-58) содержит большое количество кремния, растворенного в феррите, которая увеличивает электросопротивление, уменьшает потери на вихревые токи: μ = 6000-8000 гс/э; Н = 0,6-0,4 э. Высокие магнитные свойства имеет сталь с крупным зерном, которые располагаются вдоль листа. Для этого выплавляют сталь с содержанием углерода С < 0,05%, прокатывают в горячем состоянии, отжигают при температуре Т = 800-850 0С, прокатывают в холодном состоянии (наклеп) со значительной степенью деформации и отжигают при высокой температуре (1000-1200 0С) для получения крупного зерна. Электротехническую горячекатаную сталь делят на 4 группы:
Слаболегированная (0,8-1,8 %Si) – Э11, Э12, Э13.
Среднелегированная (1,8-2,8 %Si) – Э21, Э22.
Повышеннолегированная (2,8-3,8 %Si) – Э31, Э32.
Высоколегированная (3,8-4,8 %Si) – Э41-Э48.
Буква Э обозначает "электротехническая сталь", а цифра – содержание кремния в %.
Железоникелевые сплавы (пермаллои) содержат 45-80 % Ni. Наиболее высокие магнитные свойства имеет пермаллой 79НМА (79% Ni). После специальной термообработки (высокотемпературный отжиг при температуре Т = 1100-1200 0С в атмосфере водорода с медленным охлаждением в магнитном поле) сплав имеет μ = 50000 гс/э и μmax = 300000 гс/э. Их применяют в телефонах, радио и т.п.
2. Магнитотвердые стали и сплавы применяют для изготовления постоянных магнитов. Термообработка магнитотвердых сталей и сплавов заключается в нормализации от температуры Т = 1050-1200 0С для растворения крупных карбидов, закалке в масле от температуры Т = 850-1050 0С, старению в течение 15-20ч для стабилизации магнитных свойств. Углеродистые стали У10-У12 после закалки на небольшую глубину применяются для изготовления магнитов сечением 4-7 мм. Хромистые стали прокаливают значительно больше и из них изготавливают более крупные магниты, которые маркируются ЕХ, ЕХ3, Е7В6, ЕХ5К5, ЕХ9К15М и т.д.). Хромокобальтовые стали имеют более высокие магнитные свойства.
3. Специальные магнитные сплавы (АН1 – ални1, АН3 – ални3, АНК – алниси, АНКо – алнико12, АНКо24 – алнико24магнито) имеют высокие магнитные свойства, небольшие размеры и большую мощность. Изготавливают магниты литьем или спеканием из порошка из-за повышенной хрупкости. Например, термообработка сплава АНКо4 заключается в закаливании от температуры Т = 1300 0С в магнитном поле со скоростью 5 град/сек, отпускают при температуре Т = 6000С.