- •Материаловедение и конструкционные материалы
- •Часть 1. Металлические материалы
- •Часть 1.Металлические материалы.
- •Введение
- •1.Машиностроительные чугуны.
- •1.1. Белые литейные чугуны
- •1.2. Серые литейные чугуны.
- •1.3 Высокопрочные чугуны.
- •1.4. Ковкие чугуны.
- •1.5 Легированные чугуны.
- •1.5.1 Износостойкие чугуны.
- •1.5.2 Жаростойкие чугуны.
- •1.5.3 Жаропрочные чугуны.
- •1.5.4 Коррозионностойкие чугуны.
- •1.5.5.Антифрикционные чугуны
- •2.1 Стали обыкновенного качества.
- •2.2 Углеродистые качественные конструкционные стали
- •2.3 Конструкционные стали повышенной обрабатываемости резанием.
- •3. Легированные конструкционные стали.
- •3.1 Улучшаемые машиностроительные стали.
- •3.2 Цементуемые машиностроительные стали.
- •3.3 Высокопрочные стали
- •3.4 Рессорно-пружинные стали
- •3.5 Износостойкие стали
- •3.5.1 Шарикоподшипниковые стали
- •3.5.2 Графитизированная сталь
- •3.5.3 Высокомарганцовистая сталь
- •3.5.4 Литые карбидные сплавы.
- •3.5.5.Коррозионостойкие стали
- •3.5.6 Жаростойкие и жаропрочные стали.
- •3.5.7 Жаропрочные стали
- •3.5.8 Криогенные стали.
- •4. Инструментальные стали.
- •4.1. Стали для режущего инструмента.
- •4.1.1.Углеродистые инструментальные стали.
- •4.1.2 Легированные инструментальные стали.
- •4.1.3 Быстрорежущие стали.
- •4.1.4 Твердые сплавы.
- •4.1.5 Сверхтвердые материалы.
- •4.2 Стали для измерительного инструмента.
- •4.3 Стали для штампов холодного деформирования.
- •4.4 Стали для штампов горячего деформирования.
- •5. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
- •5.1 Сплавы высокого электросопротивления.
- •5.2Сплавы с низким коэффициентом теплового расширения.
- •5.3 Магнитные сплавы.
- •5.4 Сплавы с постоянным модулем упругости.
- •6.1 Свойства алюминия.
- •6.2 Маркировка алюминиевых сплавов.
- •6.3 Характеристика и классификация алюминиевых сплавов.
- •6.3.1 Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой.
- •6.4 Высокопрочные сплавы.
- •6.5 Жаропрочные сплавы.
- •6.6 Сплавы для ковки и штамповки.
- •6.7 Литейные алюминиевые сплавы
- •6.8 Антифрикционные алюминиевые сплавы.
- •6.9 Спеченные алюминиевые сплавы
- •7.Сплавы на основе меди
- •7.1 Свойства меди.
- •7.2 Классификация и маркировка медных сплавов.
- •7.Латуни.
- •7.4 Бронзы.
- •8.1 Титан.
- •8.2Сплавы титана.
- •10 Магниевые сплавы.
- •10.1 Магний.
- •10.2 Сплавы на основе магния.
- •11 Общие положения термической обработки металлов и сплавов.
- •Краткие сведения о маркировоке сплавов. Углеродистые стали
- •Легированные стали
- •Инструментальные стали
- •Цветные сплавы
- •Содержание
3.3 Высокопрочные стали
К высокопрочным сталям, нашедшим применение в машиностроении, относятся мартенситостареющие и ТРИП-стали.
Мартенситостареющие стали – безуглеродистые (C<0,03%С) сплавы железа с 8-25% Ni, легированные Co, Cr, Ti, Al, Mo и другими элементами. Применение мартенситостареющих сталей обеспечивает высокую конструктивную прочность изделий в широком диапазоне температур (от криогенных до 5000С) при высокой технологичности. Мартенситостареющие стали обладают неограниченной прокаливаемостью, хорошо свариваются, легко деформируются и обрабатываются резанием. Имеют наивысший среди сталей предел упругости (σу=1600 МПа) и высокий предел прочности (σb =240 МПа) при достаточно высокой вязкости (αн=2 МДж/м2), низкий порог хладноломкости. Большой недостаток мартенситостареющих сталей – высокая стоимость, поэтому применяется сталь для наиболее ответственных деталей в авиации, ракетной технике и т.д.
Широкое применение в технике получила мертенситостареющая сталь Н18К9М5Т (С=0,03%, N=18%, Co=9%, Mo=5%, Ti=0,6%), имеющая после закалки и старения: σB =2100 МПа, σ0,2=1900 МПа, δ=8%, ψ=50%, αн=0,5 МДж/м2.
В машиностроении применяются и менее легированные мартенситостареющие стали с кобальтом Н12К8М3Г2 и без него Н10Х11М2Т (σb =1500 МПа, αм=0,5 МДж/м2).
Метастабильные высокопрочные аустенитные стали с высокой пластичностью называют ТРП-сталями или ПНП-сталями. Эти стали содержат 8-14% Cr, 8-32%Ni, 0,5-2,5%Mn, 2-6% Mo, до 2% Si (30Х9Н8М4Г2С2 и 25Н25М4Г1).
Механические свойства ПНП-сталей: σb =1500÷1700 МПа, σ0,2=1400÷1550 МПа, δ=50÷60%. Характерным для этой группы сталей является высокое значение вязкости разрушения и предела выносливости.
Широкому применению ПНП-сталей препятствует их высокая легированность, необходимость использования мощного оборудования для деформации при сравнительно низких температурах, трудность сварки. Эти стали используют для изготовления высоконагруженных, ответственных деталей, проволоки, тросов, крепежных деталей и др.
3.4 Рессорно-пружинные стали
Легированные рессорно-пружинные стали (ГОСТ14959-79) предназначены для изготовления упругих элементов общего назначения (пружин, рессор, торсионов и т.д.). Такие стали должны обладать высоким пределом упругости и выносливости. Этим требованиям удовлетворяют стали с повышенным содержанием углерода (0,5÷0,7%С), которые подвергают закалке и среднему отпуску (420-5200С) для получения структуры троостит или нижний бейнит. Стали относятся к перлитному классу и легируются Si, Mn, Cr, V, Ni.
Для пружин малого сечения применяют углеродистые стали 65Г, 70, 85. Сталь 85 имеет: σb =1150 МПа, σ0,2=1100 МПа, δ=8%, ψ=30%.
Более часто для изготовления пружин и рессор используют легированные стали.(ГОСТ14959-79).
Стали 60С2ХФА и 65С2ВА, имеющие высокую прокаливаемость, хорошую прочность и релаксационную стойкость, применяют для изготовления крупных высоконагруженных пружин и рессор. Сталь 65С2ВА имеет σb =1900 МПа, σ0,2=1700 МПа, δ=5%, ψ=20%. Когда упругие элементы работают в условиях сильных динамических нагрузок, применяют сталь с никелем 60С2Н2А.
Для изготовления автомобильных рессор широко применяют сталь 50ХГА, которая по техническим свойствам превосходит кремнистые стали. Для клапанных пружин рекомендуется сталь 50ХФА, которая не склонна к перегреву и обезуглероживанию.