41(9). Объемное и поверхностное деформационное упрочнение

Прочностью металлов и их сопротивлением усталости (которая проявляется при циклических нагрузках и приводит к образованию трещин на поверхности, с которых начинается разрушение) можно также управлять путем деформационного упрочнения в холодном состоянии. С этой целью металл подвергается пластической деформации либо по всему объему (прокатка, штамповка, волочение), либо только с поверхности (дробеструйная обработка, ударное воздействие бойком, накатка шариком или роликом, алмазное выглаживание и т. п.⁴⁴).

С помощью объемной деформации повышают прочность проволоки и холоднокатаного проката – прутков, листа, лент и т. п.

Поверхностному наклепу подвергают крупные пружины, рессоры, коленчатые валы ДВС и др. ответственные детали, что позволяет существенно увеличить ресурс их работы. Обкатывание рабочих поверхностей шариком, помимо повышения износостойкости за счет наклепа, позволяет создавать регулируемый рельеф, который способствует удержанию смазки и продлевает срок службы трущихся деталей (внутренних поверхностей цилиндров ДВС и компрессоров, направляющих станков и т. п.).

Практический опыт показывает, что поверхностный наклеп (при толщине упрочненного слоя 0,1…0,25 мм) повышает предел выносливости на 30…50 %, долговечность в 3…10 раз, сопротивление фреттинг-коррозии⁴⁵ в 1,5…2 раза.

42(30). Классификация сталей

Сталь принято классифицировать по трем основным характеристикам – назначению, составу и качеству.

1. По назначению различают стали:

• конструкционные, предназначенные для изготовления разнообразных деталей машин (машиностроительные стали), конструкций и сооружений (строительные и судостроительные стали);

• инструментальные, предназначенные для изготовления режущего и штампового инструмента.

• с особыми физическими свойствами (электротехнические, парамагнитные и т. д.).

Для некоторых групп сталей указывают их специализированное назначение: автоматная, литейная, рессорно-пружинная, строительная, быстрорежущая, шарикоподшипниковая, электротехническая и т. п.

2. По составу различают стали:

• углеродистые (в зависимости от содержания углерода, делятся на низко-, средне- и высокоуглеродистые – до 0,25; 0,3…0,55; 0,6 и более % С, соответственно);

• легированные (в зависимости от суммарного содержания легирующих элементов делятся на низко-, средне- и высоколегированные – до 2,5; от 3 до 10 и свыше 10 %, соответственно).

3. По качеству (определяемому содержанием вредных примесей) различают стали:

• обыкновенного качества, содержат не более 0,05 % S, 0,04 % P, 0,08 % N, маркируются буквами Ст (например, БСт3, Ст5Гпс);

• качественные, содержат не более 0,04 % S и P и меньшее количество неметаллических включений (например, 30, 60Г, 25ХГМ, У8, 9ХС);

• высококачественные, содержат не более 0,025% S и P, обозначаются буквой А в конце марки (например, 12Х2Н4А, У12А);

• особовысококачественные, содержат не более 0,015 % S и 0,025 % P, обозначаются буквами в конце марки, стоящими через черточку и указывающими на способ выплавки: ВД – вакуумно-дуговой, ВИ – вакуумно-индукционный, П – плазменный, Ш – шлаковый, ЭЛ – электронно-лучевой (например, 45ХН2МФ-Ш).

При расшифровке автоматных и литейных сталей о качестве обычно умалчивают, т. к. они имеют повышенное содержание вредных примесей.