Охарактеризуйте макроструктуру непрерывнолитого слитка.
Структура литого слитка состоит из трех основных зон.
Первая зона — наружная мелкозернистая корка 1, состоящая из
дезориентированных мелких кристаллов — дендритов. При первом
соприкосновении со стенками изложницы в тонком прилегающем слое
жидкого металла возникает резкий градиент температур и явление
переохлаждения, ведущее к образованию большого количества центров
кристаллизации. В результате корка получает мелкозернистое
строение.
Вторая зона слитка — зона столбчатых кристаллов 2. После образования
самой корки условия теплоотвода меняются (из-за теплового
сопротивления, из-за повышения температуры стенки изложницы
и других причин), градиент температур в прилегающем слое жидкого металла резко уменьшается и, следовательно, уменьшается
степень переохлаждения стали. В результате из небольшого числа
центров кристаллизации начинают расти нормально ориентированные
к поверхности корки (т. е. в направлении отвода тепла) столбчатые
кристаллы.
Третья зона слитка — зона равноосных кристаллов 3. В центре
слитка уже нет определенной направленности отдачи тепла. Температура
застывающего металла успевает почти совершенно уравниваться
в различных точках и жидкость обращается как бы в кашеобразное
состояние, вследствие образования в различных ее точках зачатков кристаллов. Далее зачатки разрастаются осями — ветвями
по различным направлениям, встречаясь друг с другом. В результате этого процесса образуется равноосная структура.
Зародышами кристалла здесь являются обычно различные мельчайшие
включения, присутствующие в жидкой стали, или случайно
в нее попавшие, или не растворившиеся в жидком металле.
В зоне столбчатых кристаллов металл более плотный, он содержит
меньше раковин и газовых пузырей. Однако места стыка столбчатых
кристаллов обладают малой прочностью.
Жидкий металл имеет больший объем, чем закристаллизовавшийся,
поэтому залитый в форму металл в процессе кристаллизации
сокращается в объеме, что приводит к образованию пустот, называемых
усадочными раковинами; усадочные раковины могут быть сконцентрированы
в одном месте, либо рассеяны по всему объему слитка
или по его части. Они могут быть заполнены газами, растворимыми
в жидком металле, но выделяющимися при кристаллизации. В хорошо
раскисленной так называемой
спокойной стали, отлитой
в изложницу с утепленной
надставкой, усадочная
раковина образуется в верхней
части слитка, и в объеме
всего слитка содержится
малое количество газовых
пузырей и раковин (рис. 36,а).
Недостаточно раскисленная,
так называемая кипящая
сталь , содержит раковины и пузыри во всем объеме. Спокойный металл поэтому более плотный, чем кипящий.
Охарактеризуйте призначення і склад сталі 12хнза. Якої термічної обробки піддаються готові вироби з цієї сталі і яким властивостям ці вироби повинні володіти.
Назначение стали 12ХНЗА – шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.
Химический состав стали 12ХНЗА: С 0,09 – 0,16%; Mn 0,30 – 0,60%; Si 0,17 – 0,37%; Cr 0,60 – 0,90%; Ni 2,75 – 3,15%; P не более 0,025%; S не более 0,025%; Cu не более 0,30%.
Температура ковки °С: начала 1200, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101 – 300 мм – в яме.
Свариваемость – ограниченная. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом.
Обрабатываемость
резанием – в горячекатаном состоянии
при НВ 183 – 187
= 1,26;
=0,95.
Склонность к отпускной хрупкости – склонна.
Флокеночувствительность – чувствительна.
3. Охарактеризуйте склад і призначення сталі 30ХГСА, роль легуючих елементів. Обґрунтуйте, якій термічної обробки піддаються заготовки з цієї сталі для поліпшення оброблюваності.
Назначение – различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.
Состав стали: С 0,28 – 0,34 %; Mn 0,80 – 1,10 %; Si 0,90 – 1,20 %; Cr 0,80 – 1,10%; P не более 0,025%; S не более 0,025%; Cu не более 0,30%; Ni не более 0,30.
Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Сечение до 50 мм охлаждаются на воздухе, 51 – 100 мм – в ящиках.
Свариваемость – ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется следующая термообработка. КТС без ограничений.
Обрабатываемость
резанием – в горячекатаном состоянии
при НВ 207 – 217 и
=
710 МПа;
=
0,75;
= 0,85.
Флокеночувствительность – чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости – склонна.
5. Охарактеризуйте призначення і склад сталі 15ХФ. Якої термічної обробки піддаються готові вироби з цієї сталі і яким властивостям ці вироби повинні володіти.
Назначение – для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы, распределительные валки, плунжеры, копиры).
Химический состав: С 0,12 – 0,18%; Si 0,17 – 0,37%; Mn 0,40 – 0,70%; Cr 0,80 – 1,10; V 0,06 – 0,12%; P не более 0,035%; S не более 0,035%; Cu не более 0,30%; Ni не более 0,30.
Температура ковки, °С: начало 1250; конца 800. Поковки сечением более 60 мм охлаждаются медленно.
Свариваемость – сваривается КТС без ограничений, РДС – с подогревом и последующей термообработкой.
Флокеночувствительность – малочувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости – малосклонна.
6. Охарактеризуйте склад сталі 09Г2С і її призначення. Опишіть розходження мікроструктури нормалізованих листів із цієї сталі та тих, що отримані шляхом контрольованої прокатки.
Назначение – различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70 до +145°С под давлением.
Состав: С не более 0,12%; Si 0,5 – 0,8%; Mn 1,3 – 1,7%; Cr не более 0,30; Ni не более 0,30; Cu не более 0,30%; P не более 0,035%; %; S не более 0,040%; As не более 0,08%; N не более 0,008%.
Температура ковки, °С: начала 1250, конца 850.
Свариваемость – сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС.
Обрабатываемость
резанием – в нормализованном, отпущенном
состоянии
=
520 МПа;
=
1,0;
= 1,6.
Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.
Флокеночувствительность – не чувствительна.
8. Пояснить, как изменяются свойства стали 2 во время холодной прокатки. Дайте описание структуры стали до и после холодной прокатки. расчитайте изменение границы текучести стали если во время холодной прокатки , если металл получил относительную деформацию в 60%.
Сталь 2 относится к конструкционным углеродистым сталям обыкновенного качества. Содержание углерода в данной стали колеблется от 0,09 до 0,15 %. Что в свою очередь влияет при охлаждении на формирование структуры стали. Холодная пластическая деформация сопровождается наклепом. С помощью диаграммы железо-углерод можем построить кривую охлаждения
из кривой видим, что при холодной прокатке мы нагреваем металл в аустенитную область, при дальнейшей прокатке крупные равноосные зерна вытягиваются в направлении прокатки, на пересечении зерен аустенита начинают зарождаться зерна феррита. При дальнейшем остывании металла зерна измельчаются , конечная структура состоит из феррита и цементита.
15. Охарактеризуйте формування структури в прокаті зі сталі 30 при повільному охолодженні від температури кінця прокатки до кімнатної. Як змінюється структура сталі під час прискореного охолодження в потоці стана?
Сталь 30 конструкционная, углеродистая качественная.
Химический состав: С – 0,27-0,35%, Si – 0,7-0,37%, Mn – 0,5-0,8%, Cr – не более 0,25%, S – не более 0,04%, P – не более 0,035%, Cu – не более 0,25%, Ni – не более 0,25%, As – не более 0,08%.
16. Поясните до якого структурного класу належить сталь 35Х і яка формується структура в умовах повільного охолодження кутика після прокатки.
Сталь 35Х – конструкционная, легированная.
Охлажденная на воздухе после прокатки сталь будет иметь структуру – феррит и пластичный перлит разной дисперсности.