Конструкциялық материалдар және термоөңдеу Конструкционные материалы и термообработка Constructional materials and heat treatment Учебное пособие для специальности: 5В071200– «Машиностроение»

106 
факторов, но структура готового изделия позволяет объективно
оценивать его качество. 
Стали по структуре классифицируют в состояниях после отжига и
нормализации. 
В отожженном состоянии стали подразделяют на: 
-доэвтектоидные, имеющие в структуре избыточный феррит., 
-эвтектоидные, структура которых состоит из перлита., 
-заэвтектоидные, в структуре которых имеются вторичные карбиды, 
выделяющиеся из аустенита., 
-ледебуритные, в структуре которых содержатся первичные карбиды., 
-аустенитные., 
-ферритные. 
После нормализации стали подразделяют на следующие структурные
классы: 
-перлитный., 
-аустенитный., 
-ферритный. 
На формирование структуры стали в наибольшей степени влияет
углерод.
Классификация по назначению. 
По назначению стали делятся на три группы: 
-конструкционные стали, предназначенные для изготовления деталей
машин и элементов строительных конструкций. Подразделяются на: 
-обыкновенного качества., 
-улучшаемые., 
-цементуемые., 
-автоматные., 
-высокопрочные., 
-рессорно-пружинные. 
-инструментальные стали, подразделяют на подгруппы по
изготовлению: 
-режущего инструмента., 
-измерительного инструмента., 
-штампово-прессовой оснастки. 
-стали специального назначения с особыми физическими и
механическими свойствами: 
-нержавеющие., 
-жаростойкие., 
-жаропрочные., 
-износостойкие. 
Классификация по качеству. 
По качеству стали классифицируют на: 
-обыкновенного качества, содержат до 0,06% серы и 0,07% фософра., 

107 
-качественные, содержащие до 0,035% серы и 0,035% фосфора., 
-высококачественные- не более 0,025% серы и 0,025% фосфора., 
-особо высококачественные- не более 0,015% серы и 0,025% фосфора. 
Под качеством понимается совокупность свойств стали, 
определяемых металлургическим процессом ее производства. 
Однородность химического состава, строение и свойства стали зависят
от содержания вредных примесей и газов. 
Классификация по степени раскисления. 
По степени раскисления стали классифицируют на: 
-спокойные., 
-полуспокойные., 
-кипящие. 
Раскислением называют процесс удаления кислорода из жидкой
стали. 
Спокойные стали раскисляют марганцем, алюминием и кремнием в
плавильной печи и ковше. Они затвердевают в изложнице спокойно, 
без газовыделения, с образованием в верхней части слитков усадочной
раковины. 
Кипящие стали раскисляют только марганцем, что недостаточно. 
Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, 
который при затвердевании слитка частично реагирует с углеродом и
выделяется в виде газовых пузырей окиси углерода, создавая
впечатление «кипения» стали. 
Полуспокойные стали по степени их раскисления занимают
промежуточное положение между спокойными и кипящими сталями. 
Частично их раскисляют в плавильной печи и в ковше, а
окончательно- в изложнице за счет содержащегося в металле углерода 
Инструментальные стали. 
Инструментальные стали предназначены для изготовления режущего
и измерительного инструмента. К этой группе сталей относят
углеродистые и легированные стали с высокими твердостью и
износостойкостью.
Основными критериями выбора стали для изготовления режущего
инструмента являются ее износо- и теплостойкость, а также стали
должны обладать твердостью, превышающей твердость
обрабатываемого материала, и высокой прочностью в сочетании с
достаточной вязкостью. 
Углеродистые стали марок У7, У8, У10, У11, У12, У13 обыкновенного
качества или высококачественные применяют при изготовлении
инструмента для резания материалов низкой твердости с небольшими
скоростями. 
Низколегированные стали с небольшой прокаливаемостью применяют
для изготовления инструмента, работающего при температурах до 200-

108 
260ºС. Эти стали, для получения эксплуатационных характеристик, 
подвергают неполной закалке и низкому отпуску. Закалку производят
в масле или горячих средах. 
Сталь марки 7ХФ применяется при изготовлении инструмента, 
работающего с ударными нагрузками- зубила, пуансоны, стамески, 
долота и т.п. 
Сталь марки ХВ4 отличается особой твердостью и износостойкостью
и используется при изготовлении инструмента для чистовой обработки
металлов (развертки, шаберы, пилы по металлу и резцы для обработки
твердых металлов резанием). 
При 
изготовлении высокопроизводительного инструмента, 
предназначенного для работы с высокими скоростями резания, 
применяются быстрорежущие стали. Главным достоинством последних
является высокая теплостойкость (обеспечивается введением
значительного количества карбидообразующих элементов: вольфрама, 
молибдена, ванадия, кобальта). 
Быстрорежущие стали подвергают термической обработке
специальных видов. Для улучшения обрабатываемости резанием после
ковки быстрорежущую сталь отжигают при 800-860ºС. Требуемую
теплостойкость быстрорежущие стали приобретают после закалки и
многократного отпуска. Отличительной особенностью закалки этих
сталей является медленный нагрев и прогревание при 480 и 850ºС в
средах, предотвращающих их окисление и обезуглероживание. Для
сокращения числа операций отпуска после закалки стали ее
обрабатывают холодом (-80ºС). 
Для повышения износостойкости инструмент из быстрорежущих
сталей подвергают цианированию. 
По режущим свойствам быстрорежущие стали разделяют на: 
-нормальной производительности (вольфрамовые Р18, Р12, Р9, Р9Ф5 и
вольфраммолибденовые Р6М3, Р6М5), с теплостойкостью инструмента
до 620ºС., 
-повышенной производительности, имеющие в своем составе кобальт, 
или с повышенным содержанием ванадия (марок Р18Ф2, Р14Ф4), с
теплостойкостью инструмента до 640ºС. 
Инструмент из быстрорежущих сталей применяют преимущественно
для резания высокопрочных и труднообрабатываемых материалов. 
Стали для измерительного инструмента обладают высокой
износостойкостью и свойством сохранять стабильные размеры и
форму изделий в течение длительного времени. 
Высокоуглеродистые хромистые стали марок Х, ХВГ, ХГ, 9ХС нашли
самое широкое применение для изготовления измерительного
инструмента, закаливаемого до твердости 57-60 НRС. Закалку проводят

109 
в масле при температуре 840-880ºС. Инструмент повышенной точности
подвергают обработке холодом при минус 50-80ºС. 
Стали марок 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХН3А используют при изготовлении
плоских и длинномерных измерительных инструментов. Закалку
поверхностного слоя производят, как правило, токами высокой частоты 
(ТВЧ), что позволяет обеспечить высокую износостойкость
поверхностного слоя инструментов при сохранении стабильности их
размеров. 
Сталь марки 38ХМЮА используют при изготовлении инструмента
большого размера и сложной формы 
Стали со специальными свойствами. 
В промышленности широко используют стали и сплавы, 
обладающие специальными свойствами: заданной проводимостью, 
низким удельным электросопротивлением, заданным температурным
коэффициентом линейного расширения, полупроводниковыми и
магнитными свойствами, способностью восстанавливать заданную
форму изделия. 
Широкое применение нашли металлы и сплавы высокой
проводимости: серебро, медь, бронзы и латуни. 
Серебро применяется для изготовления неокисляющихся проводников
электрических контактов ответственных приборов. Специальными
методами из серебра изготовляют покрытия на меди, латуни и
непроводящих материалах: керамике, стекле, полимерах. 
Медь имеет широкое применение благодаря высокой проводимости, 
хорошим механическим характеристикам, более низкой по сравнению с
серебром стоимости. Для защиты меди от окисления токоведущие
элементы серебрят. 
В изделиях с повышенными механическими характеристиками
используют латуни, кадмиевые и бериллиевые бронзы. 
Кадмиевую бронзу используют для изготовления скользящих
контактов, мембран. 
Латуни применяют для изготовления различных токопроводящих
деталей. 
Алюминий характеризуется достаточно высокой электропроводностью
в сочетании с пластичностью и малой плотностью. Он более
распространен в природе, чем медь, более стоек к коррозии. 
Полупроводниковые материалы представляют собой класс материалов
с электронной проводимостью, характеризующихся большей удельной
электропроводностью, чем металлы, но меньшей, чем диэлектрики. Для
получения полупроводников с заданными удельными
электросопротивлением и типом проводимости осуществляют их
легирование. 

110 
Согласно химической классификации полупроводниковых материалов, 
их разделяют на два класса: 
-простые полупроводники, имеющие в своем составе один элемент., 
-сложные полупроводники, являющиеся химическими соединениями и
сплавами. 
Магнитные стали и сплавы характеризуют магнитной
проницаемостью, коэрцитивной силой и остаточной индукцией. В
зависимости от значений этих величин магнитные материалы

жүктеу/скачать 1,99 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: