- •2.8 Превращения чугунов…………………………………………...…… 34
- •1.1 Введение
- •1.2 Структура курса
- •1.3 Типы химических связей в веществе
- •1.4 Методы измерения твердости металлов
- •1.4.1 Измерение твердости по Бринеллю
- •1.4.2 Измерение твердости по Виккерсу
- •1 Рисунок 1.8 - Положение наконечника при определении твердости по Роквеллу, 1-3 этапы воздействия .4.3. Измерение твердости по Роквеллу
- •1.5 Кристаллизация веществ
- •1.5.1 Общие понятия о кристаллической решетке и ее дефектах
- •1.5.2 Дальний порядок и ближний порядок в веществе
- •1.5.3 Дефекты кристаллической решетки
- •1.5.4 Кристаллизация жидкостей и макроструктура слитка
- •1.5.5 Гомогенное зарождение кристаллов
- •1.5.6 Гетерогенное зарождение кристаллов
- •1.5.7 Необходимость управления процессом кристаллизации
- •1. Ковалентной связью называется:
- •2.2 Общие понятия о металлических сплавах
- •2.3 Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов
- •2.5 Структура и физические свойства сплавов железо-углерод
- •2.6 Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов
- •2.7 Превращения сталей в твердом состоянии
- •2.8 Превращения чугунов
- •1. Металлы – это…
- •2. В каком состоянии компоненты сплавов хорошо растворяются друг в друге
- •3. Сплавы механические смеси образуются
- •3.2 Превращения в стали при нагреве
- •3.2.2 Превращения в стали при охлаждении
- •3.2.2 Мартенситное превращение
- •3.2.3 Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита
- •3.3 Отжиг стали
- •3.4 Закалка стали
- •3.4.1 Охлаждение при закалке стали
- •3.4.2 Режимы закалки стали
- •3.5 Отпуск стали
- •3.6 Отпускная хрупкость
- •3.7 Химико-термическая обработка стали
- •3.7.1 Цементация
- •3.7.2 Цементация в твердом карбюризаторе
- •3.7.3 Газовая цементация
- •3.7.4 Азотирование
- •3.7.4 Цианирование
- •3.7.5 Диффузионная металлизация
- •1. Под термической обработкой понимают процессы
- •4.2 Влияние примесей на свойства стали
- •4.2.1 Постоянные примеси
- •4.2.2 Легирующие примеси
- •4.3 Классификация железоуглеродистых сталей
- •4.3.1. Кипящая сталь
- •4.3.2 Спокойная сталь
- •4.3.3 Полуспокойная сталь
- •4.4 Маркировка, свойства, термическая обработка и область применения углеродистых сталей
- •4.4.1 Углеродистые конструкционные стали
- •4.4.2 Автоматные стали
- •4.4.3 Конструкционные низколегированные стали
- •4.4.4 Конструкционные цементуемые стали
- •4.4.5 Конструкционные улучшаемые стали
- •4.4.6 Рессорно-пружинные стали
- •4.4.7 Шарикоподшипниковые стали
- •4.4.8 Износостойкие стали
- •4.4.9 Стали и сплавы с особыми свойствами
- •4.5 Инструментальные стали и сплавы
- •4.5.1 Общая характеристика
- •4.5.2 Углеродистые инструментальные стали (гост 1435).
- •4.5.3 Легированные инструментальные стали
- •4.5.4 Быстрорежущие стали
- •4.5.5 Стали для измерительных инструментов
- •4.5.6 Штамповые стали
- •4.5.7 Твердые сплавы
- •4.6 Чугуны
- •4.6.1 Классификация чугунов
- •4.6.2 Влияние состава чугуна на процесс графитизации
- •4.6.3 Влияние графита на механические свойства отливок
- •4.6.4 Серый чугун
- •4.6.5 Высокопрочный чугун с шаровидным графитом
- •4.6.6 Ковкий чугун
- •4.6.7 Отбеленные и другие чугуны
- •5.2 Алюминий и его сплавы
- •5.3 Классификация алюминиевых сплавов
- •5.3.1 Деформируемые алюминиевые сплавы
- •5.3.1.1 Маркировка деформируемых сплавов
- •5.3.2 Термически неупрочняемые коррозионностойкие и свариваемые сплавы
- •5.3.2.1 Сплавы системы Al—Mn
- •5.3.2.2 Сплавы системы Al—Mg (магналии)
- •5.3.3 Сплавы повышенной пластичности и ковочные
- •5.3.3.1 Коррозионностойкие сплавы повышенной пластичности системы Al—Mg—Si (авиали)
- •5.3.3.2 Ковочные сплавы системы Al—Cu—Mg—Si (дюралюмины)
- •5.3.3.3 Сплавы системы Al-Si (силумины)
- •5.4 Медь и ее сплавы
- •5.4.1 Латуни
- •5.4.2 Бронзы
- •5.4.2.1 Оловянистые бронзы
- •5.4.2.2 Свинцовые бронзы
- •5.5 Титан и его сплавы
- •5.6 Магний
- •5.7 Бериллий
- •6.2 Полиэтилен
- •6.3 Поливинилхлорид
- •6.4 Фторопласт
- •6.5. Полистирол и пластики абс
- •6.6 Полипропилен
- •6.7 Поливинилацетат
- •6.8 Фенолоформальдегидные смолы
- •6.9 Кремнийорганические полимеры
- •6.10 Эпоксиполимеры
- •6.11 Полиуретан
- •6.12 Полиамиды
- •6.13 Пластмассы
- •7.1.1 Структура композиционных материалов
- •7.1.2 Полимерные композиционные материалы (пкм)
- •7.1.3 Композиционные материалы с металлической матрицей
- •7.1.4 Композиционные материалы на основе керамики
- •1. Композиционные материалы
- •Вайнгард, у. Введение в физику кристаллизации металлов [Текст] / у. Вайнгард. - м. : Мир, 1967. – 170 с.
- •Учебное пособие по курсу «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»
4.5 Инструментальные стали и сплавы
4.5.1 Общая характеристика
Инструментальная сталь должна обладать высокой твердостью, износостойкостью, достаточной прочностью и вязкостью (для инструментов ударного действия).
Режущие кромки могут нагреваться до температуры 500…900 оС, поэтому важным свойством является теплостойкость, то есть, cпособность сохранять высокую твердость и режущую способность при продолжительном нагреве (красностойкость).
4.5.2 Углеродистые инструментальные стали (гост 1435).
Содержат 0,65…1,35% углерода.
Стали У7…У13А – обладают высокой твердостью, хорошо шлифуются, дешевы и недефицитны. Из сталей марок У7, У8А изготавливают инструмент для работы по дереву и инструмент ударного действия, когда требуется повышенная вязкость – пуансоны, зубила, штампы, молотки.
Стали марок У9…У12 обладают более высокой твердостью и износостойкостью – используются для изготовления сверл, метчиков, фрез.
Сталь У13 обладает максимальной твердостью, используется для изготовления напильников, граверного инструмента.
Для снижения твердости и создания благоприятной структуры, все инструментальные стали до изготовления инструмента подвергают отжигу.
Для заэвтектоидных сталей проводят сфероидизирующий отжиг, в результате которого цементит вторичный приобретает зернистую форму. Регулируя скорость охлаждения можно получить любой размер зерен.
Окончательная термическая обработка – закалка с последующим отпуском. Закалку для доэвтектоидных сталей проводят полную, а для заэвтектоидных – неполную. Структура закаленных сталей или мартенсит, или мартенсит и карбиды.
Температура отпуска выбирается в зависимости от твердости, необходимой для инструмента.
Для инструментов ударного действия, требующих повышенной вязкости, из сталей У7, У8 отпуск проводят при температуре 280…300 оС, что обеспечивает твердость HRC 56…58.
Для напильников, метчиков, плашек отпуск проводят при температуре
150…200 оС, при этом обеспечивается получение максимальной твердости — НRC 62…64.
Основными недостатками углеродистых инструментальных сталей является их невысокая прокаливаемость (5…10 мм), низкая теплостойкость (до 200 оС), то есть инструменты могут работать только при невысоких скоростях резания.
4.5.3 Легированные инструментальные стали
Содержат 0,9…1,4 % углерода. В качестве легирующих элементов содержат хром, вольфрам, ванадий, марганец, кремний и другие. Общее содержание легирующих элементов до 5%.
Высокая твердость и износостойкость в основном определяются высоким содержанием углерода. Легирование используется для повышения закаливаемости и прокаливаемости, сохранения мелкого зерна, повышения прочности и вязкости.
Термическая обработка включает закалку и отпуск. Проводят закалку начиная с температуры 800…850 оС в масло или ступенчатую закалку, что уменьшает возможность коробления и образования закалочных трещин.
Отпуск проводят низкотемпературный, при температуре 150…200 оС, что обеспечивает твердость HRC 61…66. Иногда, для увеличения вязкости, температуру отпуска увеличивают до 300 оС, но при этом наблюдается снижение твердости HRC 55…60.
Для деревообрабатывающего инструмента из сталей 6ХС и 9ХФ рекомендуется изотермическая закалка, значительно улучшающая вязкость. Повышенное содержание кремния (сталь 9ХС) способствует увеличению прокаливаемости до 40 мм и повышению устойчивости мартенсита при отпуске.
Недостатками сталей, содержащих кремний, являются чувствительность их к обезуглероживанию при термообработке, плохая обрабатываемость резанием и деформированием из-за упрочнения феррита кремнием.
Повышенное содержание марганца (стали ХВГ, 9ХВСГ) способствует увеличению количества остаточного аустенита, что уменьшает деформацию инструмента при закалке. Это особенно важно для инструмента, имеющего большую длину при малом диаметре, например, протяжек.
Хром увеличивает прокаливаемость и твердость после закалки.
Стали используются для изготовления инструмента и ударного, и режущего. “Алмазная” сталь ХВ5 содержит 5% вольфрама. Благодаря присутствию вольфрама, в термически обработанном состоянии имеет избыточную мелкодисперсную карбидную фазу. Твердость составляет HRC 65…67. Cталь используется для изготовления инструмента, сохраняющего длительное время острую режущую кромку и высокую размерную точность (развертки, фасонные резцы, граверный инструмент).