- •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
3.5 Износостойкие стали
К инзносостойким относятся следующие группы сталей:
- шарикоподшипниковые стали;
- графитизированные стали;
- аустенитная высокомарганцовистая сталь;
- литые карбидные сплавы.
3.5.1 Шарикоподшипниковые стали
Шарикоподшипниковые стали (ГОСТ801-78) применяются для изготовления подшипников качения (ролики, шарики, кольца). К сталям для подшипников предъявляются требования максимального сопротивления контактной усталости и истиранию, поэтому сталь должна обладать высокой твердостью и малым количеством металлургических дефектов. Неметаллические включения в стали служат концентраторами напряжений и вызывают преждевременное разрушение от усталости.
Шарикоподшипниковые стали содержат около 1%С, легируются Cr, Mn, Si, Ni и подвергаются термообработке (закалке и низкому отпуску (Т< 2000С), после чего обеспечивается твердость HRC60-66.
Наибольшее распространение получила сталь ШХ15 (С=1%, Cr=1,5%), из которой делаются шарики и ролики диаметром более 18 мм. Более мелкие шарики и ролики делаются из сталей ШХ6, ШХ9.
Крупногабаритные подшипники с диаметром более 550 мм изготавливаются из стали 20Х2Н4А и подвергают цементации на глубину 5-10 мм. Для работы в агрессивных средах применяются коррозионностойкие стали типа 95Х18 (С=0,95%, Cr=18%).
3.5.2 Графитизированная сталь
Графитизированная сталь применяется для изготовления волочильного инструмента, матриц для холодной вытяжки, траков гусениц, штампового инструмента, так как сталь отличается высокой износостойкостью в условиях истирания при больших давлениях. Закаленная графитизированная сталь сочетает свойства закаленной стали и серого чугуна, так как имеет в своем составе 2% углерода и 2% кремния, который способствует графитизации цементита. Графитизация проводится путем ступенчатого отжига деталей. Структура графитизированной стали состоит из феррито-цементитной смеси и графита. Графит играет роль смазки, поэтому снижается коэффициент трения и не происходит схватывание детали с контртелом.
В отожженном состоянии графитизированная сталь применяется для изготовления вкладышей подшипников, поршней, поршневых колец, коленвалов и других деталей, работающих на трение.
3.5.3 Высокомарганцовистая сталь
Высокомарганцовистая сталь применяется для изготовления деталей, работающих в условиях сильных ударов или сильного давления (траки гусеничных машин, крестовины стрелочных переводов, зубья экскаваторов и другие детали). Сталь 11ОГ13Л содержит 1,2%С и 13% Mn. Высокая износостойкость проявляется только при однофазной структуре, состоящей из аустенита, что достигается закалкой с температуры 11000С. После закалки сталь имеет низкую твердость НВ=2000 и высокую вязкость, но после наклепа твердость возрастает до НВ=6000, что объясняется образованием в поверхностном слое большого количества дефектов кристаллического строения. Аустенит стали 11ОГ13Л имеет способность к наклепу, чем и объясняется сильное деформационное упрочнение деталей. Сталь плохо обрабатывается резанием, поэтому детали получают литьем (буква Л в марке стали). При чистом абразивном изнашивании (без ударов) износостойкость стали 110Г13Л невысокая.
К этой же группе сталей, упрочняемых при ударном воздействии, относятся кавитационностойкие стали типа 30Х10Г10. Аустенит в этих сталях испытывает наклеп при ударном воздействии, при этом происходит частичное мартенситное превращение, на развитие которого тратится энергия кавитации, в результате чего износостойкость деталей (гребные винты, лопасти гидротурбин, цилиндры гидронасосов, задвижки магистральных трубопроводов) повышается.