- •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
4.1.5 Сверхтвердые материалы.
К сверхтвердым материалам относятся алмаз (НV=100.000, что в 8 раз превосходит твердость быстрорежущей стали HV =13000 ), и кубический нитрид бора (КНБ-эльбор, боразон). Теплостойкость алмаза 800оС, к тому же он растворяется в железе и для обработки сталей и чугунов не применяется. КНБ имеет твердость HV=90000, но теплостойкость его 1200оС, поэтому эльбор применяется для высокоскоростной обработки закаленных, цементованных и труднообрабатываемых сталей, часто заменяя шлифование - точением, что повышает производительность в 3 раза.
4.2 Стали для измерительного инструмента.
Основными свойствами сталей для измерительного инструмента являются: высокая износостойкость, постоянство размеров и формы в течении длительного времени, возможность получения высокой чистоты поверхности и малая деформация при термической обработке.
Этими свойствами обладают низколегированные инструментальные стали Х, ХГ, ХВГ, 9ХС, обрабатываемые на высокую твердость HRC 60-64. Для предотвращения старения, уменьшения остаточного аустенита закалка ведется с возможно низкой температуры (АС3 + 10оС) и низким отпуском 120-140о С, с последующей обработкой холодом.
Плоские инструменты (скобы, линейки, шаблоны и т.д.) нередко изготовляются из листовых цементуемых сталей 15Х, 12ХН3А. Для инструмента большого размера и сложной формы применяется азотируемая сталь 38ХМЮА.
4.3 Стали для штампов холодного деформирования.
Стали для штампов и другого инструмента холодной обработки давлением должны обладать высокой прочностью, твердостью, износостойкостью, повышенной (при работе с ударом) вязкостью. Для высоких скоростей деформирования, когда происходит разогрев инструмента до 450о С, необходима теплостойкость.
Для штампов применяются низколегированные стали (Х, ХВГ, ХВСГ, 9ХС) и углеродистые стали У10, У12. Штампы работающие с ударом термообрабатываются на твердость HRC 54-56, а без удара- на твердость HRC 58-61.
Высокохромистые стали (Х12, Х12М, Х12Ф, Х6ВФ) обладают высокой износостойкостью и глубокой (>200мм) прокаливаемостью, поэтому применяются для изготовления крупных инструментов сложной формы: вырубных, чеканочных штампов, накатных роликов, волочильных досок.
Для зубил, гибочных штампов, обжимных матриц применяются стали повышенной вязкости (4ХВ2С, 5ХВ2С, 4ХС, 6ХС, 6ХВ2С). Повышение вязкости достигается снижением содержания углерода и повышением температуры отпуска, что обеспечивает твердость HRC 45-55.
4.4 Стали для штампов горячего деформирования.
Стали для штампов горячего деформирования работают в условиях ударного нагружения и периодического нагрева и охлаждения, поэтому должны обладать достаточной прочностью, износостойкостью, вязкостью, прокаливаемостью,теплостойкостью,окалиностойкостью,разгаростойкостью.
В соответствии с указанными требованиями для штампов горячей штамповки применяются легированные стали с содержанием углерода 0,3-
-0,6% после закалки и отпуска при Т=550-680С на троостит или троостосорбит.
Для молотовых штампов применяются стали 5ХНМ, 5ХМВ,5ХНВС, термообработанные на твердость HRC 40-45.
Для изготовления тяжлонагруженного инструмента, работающего с разогревом поверхности до 700˚ С, применяются стали 3Х2В8Ф, 4Х2В5МФ. Они сохраняют твердость HRC 45 до температуры 670˚ С.
Для инструментов высокоскоростной штамповки применяются вязкие и разгаростойкие стали 4Х5МФС, 4Х5В2ФС, 4Х4ВМФС.
Для пресс-форм литья под давлением, работающим в тяжелых условиях (действие расплава металла, нагрев и охлаждение) применяются стали повышенной тепло и разгаростойкости (3Х2В8Ф, 4Х5В2ФС), а также мартенситно- стареющие стали.