- •1 Конструкційна міцність і шляхи її підвищення
- •1.1 Загальні положення
- •1.2 Конструкційна міцність матеріалів
- •1.2.1 Загальні положення
- •1.2.2 Механічні властивості та способи їх
- •1.3 Методи підвищення конструкційної
- •1.4 Залізовуглецеві сплави основні конструкційні
- •1.4.1 Загальні положення
- •1.4.2 Вуглецеві сталі
- •1.4.3 Чавуни
- •2 Термічна обробка
- •2.1 Загальні положення термічної обробки
- •2.2 Перетворення при нагріванні і охолоджуванні сталі
- •2.2.1 Утворення аустеніту при нагріванні
- •2.2.2 Перетворення аустеніту при охолоджуванні
- •2.2.3 Перетворення мартенситу при нагріванні
- •2.3 Види термічної обробки
- •2.3.1 Відпал
- •2.3.2 Гартування
- •Vкрит.- критична швидкість гартування
- •2.3.3 Відпуск
- •2.3.4 Дефекти термічної обробки
- •2.4 Поверхневе зміцнення
- •2.4.1 Загальні положення
- •2.4.2 Поверхневе гартування
- •2.4.2.1 Гартування з індукційним нагрівом
- •2.4.2.3 Поверхневе гартування в електролітах
- •2.4.2.4 Гартування з нагрівом лазерним променем
- •2.4.3 Хіміко-термічна обробка (хто)
- •3 Леговані сталі
- •3.1 Загальні положення
- •3.2 Конструкційні сталі
- •3.2.1 Сталі підвищеної оброблюваності
- •3.2.2 Низьковуглецеві сталі для цементації
- •3.2.3 Середньовуглецеві сталі для поліпшення
- •3.2.4 Ресорно-пружинні сталі
- •3.2.5 Підшипникові сталі
- •3.2.6 Високоміцні сталі
- •3.2.7 Зносостійкі сталі та сплави
- •3.3 Інструментальні сталі
- •3.3.1 Загальні положення
- •3.3.2 Сталі для різального інструменту
- •3.3.2.1 Вуглецеві і леговані інструментальні сталі
- •3.3.2.2 Швидкорізальні сталі
- •3.3.3 Штампові сталі
- •3.3.4 Сталі для вимірювальних інструментів
- •3.3.5 Тверді сплави
- •3.4 Спеціальні сталі
- •3.4.1 Корозійностійкі (нержавіючі) сталі
- •3.4.2 Жаростійкі сталі і сплави
- •3.4.3 Жароміцні сталі і сплави
- •3.4.4 Магнітні сталі і сплави
- •4 Кольорові метали і сплави
- •4.1 Алюміній і сплави на його основі
- •4.1.1 Загальна характеристика алюмінію
- •4.1.2 Алюмінієві сплави
- •4.2 Магній і сплави на його основі
- •4.2.1 Загальна характеристика магнію і його сплавів
- •4.2.2 Магнієві сплави, що деформуються
- •4.2.3 Ливарні магнієві сплави
- •4.3 Титан і сплави на його основі
- •4.3.1 Загальна характеристика титану і його сплавів
- •4.3.2 Промислові титанові сплави
- •4.4 Берилій і сплави на його основі
- •4.4.1 Властивості берилію
- •4.4.2 Берилієві сплави
- •4.5 Мідь і її сплави
- •4.5.1 Загальна характеристика міді і її сплавів
- •4.5.2 Латунь
- •4.5.3 Бронзи
- •Література
- •Курс лекцій з дисципліни
- •108/2007. Підп. До друку Формат 60х84/16.
- •84313, М. Краматорськ, вул. Шкадінова, 72
3.2 Конструкційні сталі
Конструкційними називають сталі, які використовують для виробництва машин, конструкцій і споруд.
Розрізняють такі види конструкційних сталей:
- вуглецеві звичайної якості та якісні;
- підвищеної оброблюваності;
- цементовані;
- покращувальні;
- пружинно-ресорні;
- підшипникові;
- зносостійкі;
- високоміцні.
Вуглецеві сталі звичайної якості та якісні сталі розглянуті раніше.
3.2.1 Сталі підвищеної оброблюваності
На оброблюваність сталі роблять вплив різні чинники, основними з яких є: швидкість різання; зусилля різання; чистота оброблюваної поверхні; вид операції (точіння, фрезерування, свердлення, фрезерування та ін.).
Оброблюваність знижується при підвищенні твердості і міцності сталі. Збільшення змісту вуглецю в сталі унаслідок зміцнення приводить до зниження оброблюваності.
Розмір зерна, не впливаючи на твердість, знижує в'язкість. Знижена в'язкість сприяє отриманню сипкої, недовгої стружки і її легшому відділенню. Низьковуглецеві сталі і технічне залізо, не дивлячись на малий зміст вуглецю і малу міцність, погано обробляються через велику в'язкість і пластичність.
Велике значення має теплопровідність сталі. При низькій теплопровідності тепла, що виділяється при різанні, замало або зовсім не поглинається виробом і відбувається його концентрація в точках різання. Це приводить до розігрівання різальної кромки інструменту і зниження його стійкості. Мала теплопровідність характерна для аустенітних сталей, тому, не дивлячись на низьку твердість, вони погано обробляються.
Підвищення оброблюваності досягається введенням в сталь сірки, селену, теллуру, кальцію, свинцю, фосфору. Такі сталі називаються автоматними і маркірують буквою А. Наявність свинцю в цих сталях вказує буква С, селену Е, кальцію Ц, двозначна цифра після цих букв указує на зміст вуглецю в сотих частках відсотка.
Автоматним сталям характерні схильність до крихкого руйнування, знижена межа утомленості, анізотропія механічних властивостей, низька корозійна стійкість і тому їх використовують для виготовлення маловідповідальних деталей.
Автоматні сірчисті сталі А11, А20, А30, А35, А40Г містять до 0,30% сірки і до 0,15% фосфору. Для зниження схильності до червоноламкості в них збільшено зміст марганцю до 1,5%. Сірка в автоматних сталях знаходиться у вигляді сульфідів марганцю, які сприяють утворенню короткої і ламкої стружки і зменшують тертя між стружкою та інструментом. Фосфор, збільшуючи крихкість фериту, полегшує відділення і подрібнення стружки і сприяє отриманню гладкої блискучої поверхні різання.
Автоматні сталі АС14, АС40, АС35Г2, АС45Г2, АС12ХН, АС14ХГН, АС20ХГНМ, АС30ХМ, АС38ХГМ, АС40ХГНМ містять до 0,35% Рb і за оброблюваністю перевершують сірчисті. Свинець не розчиняється в сталі і присутній у вигляді дрібних відособлених включень, що при механічній обробці робить стружку більш ламкою. Окрім цього, від теплоти різання свинець плавиться і за рахунок змащування ефективно знижує тертя між інструментом і виробом. Проте при великих швидкостях різання свинець може випаровуватися, що приводить до схоплювання інструменту з оброблюваною деталлю. Свинець не погіршує міцності, але трохи зменшує пластичність і в'язкість.
Автоматні сталі А35Е, А45Е, А40ХЕ містять до 0,1% Se, який практично не знижує їх корозійної стійкості. Підвищення оброблюваності пов'язане з оточенням твердих оксидних включень селенідами і сульфоселенідами, що зменшує їх стираючу дію.
Автоматні сталі АЦ20, АЦ30, АЦ40Х, АЦ40Г, АЦ40ХН3 й ін. містять кальцію до 0,008% з можливим додаванням свинцю, теллуру і селену. Кальцієві сталі обробляються твердосплавним інструментом при високих швидкостях різання.