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

28 
болаттың құрамында 15% Cr емес, шамамен 1,5% Cr бар. Стандартқа 
кірмей қалған болаттар әртүрлі таңбаланады. Мысалы, ЭП 395, ЭИ 347, ЭП 
398 және т.б. Бұл болаттардың химиялық құрамы кестелерде беріледі. 
Мұндағы Э әрпі бұл болат «Электросталь» зауытында қорытылғанын 
кӛрсетеді де, ал «И» әрпі зерттелетін болат, «П» әрпі сыналатын болат 
екенін кӛрсетеді. Таңбалау цифраларының химиялық құрамына қатынасы 
жоқ, олар тек рет санын кӛрсетеді. 
3. Конструкциялық легірленген болаттар 
Легірленген болаттардың механикалық қасиеттері кӛміртекті болаттарға 
қарағанда (термиялық ӛңдеуден кейін) жоғары. Бұл болаттар аз 
легірленген (құрылыс болаттары) және легірленген болаттар (машина 
жасайтын) болып екіге бӛлінеді.
Аз легірленген болаттардың пісірілігіштігі,, коррозияға тӛзімділігі 
жоғары болады. Бұл болаттар пісіру конструкцияларын, құбырларды, ірі 
құрылыс бұйымдарын, кӛпірлерді, үйлердің, крандардың негізгі 
қаңқаларын жасау үшін қолданылады. Бұл болаттардағы негізгі легірлеуші 
элементтермарганец пен кремний. Олардың соғу ттқырлығын азайтпау 
үшін, марганец пен ркемний мӛлшері 2%-дан аспауы керек. Құрамындағы 
кӛміртегі мӛлшері 0,1...0,2%-дан аспайды. Жоғарыда айтылған 
элементтерден басқа болат құрамында онша кӛп емес, шамамен мӛлшері 
0,3...0,5%-ға тең хром, никель және мыс болады. Болат ӛндірісінде мұндай 
болаттарға 18Г2С, 25Г2С, 30ХГ2С, 15ГС және т.б. маркалы болаттар 
жатады.
Легірленген болаттарды термиялық немесе химиялық-термиялық 
ӛңдеусіз машина жасауға қолданбайды. Мұнда химиялық-термиялық 
ӛңдеу ретінде цементациялау қолданады, соған сәйкес легірленген 
болаттар цементацияланатын және жақсартылатын болат болып бӛлінеді. 
Цементацияланатын болаттарға аз кӛміртекті (0,1...0,25%C) болаттар 
жатады, ал жақсатылатын болаттар құрамында кӛміртегі 0,5%-ға дейін 
болады. Мұндағы негізгі элементке беріктік сипаттамасын біраз 
арттыратын хром жатады. Оның мӛлшері 2%-дан аспайды. Хром болат 
құрамында карбид түзіп босаңдатылған болаттың қаттылығы мен 
беріктігін арттырады. Молибден, вольфрам, ванадий де хромға ұқсас әсер 
етеді. Бірақ оларды қымбаттығына байланысты тек арнайы қасиетін 
арттыру үшін ғана қосады. Механикалық қасиетін арттыру мақсатымен
Болатқа марганец пен никель қосады, шынықтырылатын болат үшін 
маңызы зор. 
Легірленген 
болаттарда кӛміртегі мӛлшері 0,4% шамасында. 
Легірленген болаттар бірнеше топқа бӛлінеді, олардың аттары 
құрамындағы 
элементтермен 
анықталады: 
хромды, 
марганецты, 
хроммарганецті және т.б. Осылардың ішінде машина жасауда кӛп 
қоладанылатындарын қарастырайық. 

29 
Хромды болаттардың термиялық ӛңдеуден кейін беріктігі кӛміртегі 
болаттарға қарағанда жоғары. 15Х, 15ХА, 15ХР, 15ХРА, 20Х, 20ХР 
маркалы кіріктірілетін болаттар тозуға тӛзімді және орташа қысым мен 
жылдамдықта 
жұмыс 
істейтін 
саусақшалар, ӛстер, итергіштер, 
плунжерлар, тісті дӛңгелектер сияқты бӛлшектер жасауға қолданылады. 
Жақсартылатын болаттар деп орташа кӛміртекті (0,3...0,5% С) 
шынықтырылып және жоғарғы температуралық босаңдатудан ӛткізілетін 
конструкциялық болаттарды айтады. Мұндай ӛңдеуден кейін болаттың 
құрылымы сорбиттен тұрады да, соққы күштерін жақсы қабылдайды. 
Жақсартылған болаттар 30Х, 30ХРА, 35Х, 35ХРА, 38ХА, 40Х, 45ХЦ, 45Х, 
50Х біліктер, ӛстер, тӛлкелер, саусақшалар, бұлғақтар, тісті дӛңгелектер 
жасауда қолданылады. 40Х, 38ХА, 40ХР маркалы болаттардан муфталар, 
кривошиптер, фрикциялық дискілер, турбо-компрессор турбиналарын 
жасайды. 
Марганецті болаттар құрамына мыналар кіреді: 10Г2, 35Г2, 40Г2, 25Г2, 
50Г2, 10Г2. Бұл болаттардың пісірілгіштігі мен пластикалық қасиеттері 
жоғары, сондықтан ернемектер, жалғамалар, құбырлар және бекіткіш 
бӛлшектер жасауға қолданылады. 35Г2, 40Г2, 50Г2 маркалы болаттардың 
тозуға тӛзімділігі жоғары, олардан ӛстер, щетмойындар, иінді біліктер, 
шоктар, тісті дӛңгелектер жасайды. 
Хроммрганецті болаттар біріктіріліп пісірілетін негізгі қосылыстар мен 
тозуға тӛзімді машина бӛлшектерін жасауда қолданылады. Бұл болаттар 
20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА маркалы болып шығарылады. 
Термиялық ӛңделуі шынықтыру мен тӛменгі температуралы босаңдатудан 
тұрады.
Хромникельді болаттар құрамында никель болғандықтан, оның 
шынықтыру тереңдігі артады, сондықтан бұл болаттардан жоғары 
жүктемеленетін бӛлшектер жасалады. Беріктігі мен тұрақтылығы жоғары 
12Х12, 12ХНЗА, 12Х2Н4А, 20ХНЗА, 20ХН, 30ХНЗА, 40ХН, 45ХН, 50ХН 
маркалы болаттар шығарылады. 
Арнайы қолданылатын легірленген болаттар рессорлар, серіппелер, 
шарикті 
мойындіректер, 
құбырлар, 
соққы 
түрендерін 
жасауға 
қолданылады. Бұл болаттардың термиялық ӛңдеуден кейін аққыштық, 
серпімділік және тӛзімдік шегі жоғары, ал тұтқырлығы жеткілікті болуы 
керек. 
Рессорлы-серіппелі болаттар құрамына кіретін негізгі элементтерге 
кремний (Si), марганец (Mn), хром (Сr) және ванадий (V) жатады. Жоғары 
айтылған бӛлшектерді жасауда мына: 55ГС, 55Г2, 50ХГА, 50ХФА, 55Х 
маркалы болаттар қолданылады. Бұл маркалы болаттардың құрылымы 
820...850°C температурада шынықтыру мен 400...470 температурада 
босатудан кейін тростит және сорбит болады. 
Домалау мойынтіректерін жасауға ШХ6, ШХ9, ШХ15, ШХ15СГ 
маркалы болаттар қолданылады. Термиялық ӛңдеуден кейін қаттылығы 

30 
НRC=50…65-ке тең болады. ШХ15СГ маркалы болаттан үлкен 
мойынтіректер жасалады. 
4. Легірленген аспаптық болаттар. 
Аспап жасайтын болаттардың қаттылығы, тозуға тӛзімділігі, беріктігі 
мен жылуға тӛзімділігі жоғары болу керек. Бұл болаттардан кескіш 
аспаптар, соғу штамптары мен ӛлшеу аспаптары жасалады. 
Кескіш аспаптар жасайтын аз легірленген аспаптық болаттар. Кесу 
барысында кескіш аспаптың кесу қыры 500...900°C-қа дейін қызады. 
Қызғанда аспап кескіш қабілеті мен жоғары қаттылығын жоғалтпауы 
керек. Бұл қасиет аспаптық болаттардың негізгі қасиетіне жатады да, оны 
жылуға тӛзімділігі деп атайды. Аз легірленген аспаптық болаттардың 
жылуға тӛзімділігі 300°C-тан аспайды. 
Аз легірленген аспаптық болаттар құрамында легірлеуші элементтер 
мӛлшері 1-6, ал кӛміртегі 0,9-1,2%-ға дейін болады. Бұл болаттардың 
шынықтырылғыштығы жақсы болады және олар Х, 9ХС, ХВСГ, ХГ, ХВГ, 
9ХВСГ, 9Х5ВФ, ХВ5 маркалы болаттар болып шығарылады. Мұндағы 
негізгі легірлеуші элементтер хром, вольфрам, ванадий. 
Бұл легірлеуші элементтер карбид түзетіндерге жатады, болаттың 
қаттылығын жоғарылатады және оның тозуға тӛзімділігін арттырады. 
Бұл болаттардың термиялық ӛңдеуіі 800...850°C температураға дейін 
қыздырып, майда шынықтыру және 150...200°C тӛменгі босаңдатудан 
тұрады. Жоғарыда айтылған болаттардан бұрғы, фреза, зенкер, 
таңбалағыш тартакескіш, пуансон, тескіш, штамп, қолара, фильер және 
баасқалар жасалады.
Тез кескіш болаттар жоғарғы легірленген аспаптық болаттарға жатады. 
Бұл болаттардың негізгі легірлеуші элементтіне вольфрам жатады, оның 
мӛлшері 18%-ға дейін, кӛміртегі 0,7...1,5%-ға дейін, хром 4,5%-ға дейін, 
молибден 5%-ға дейін, кобальт 10%-ға дейін болады. Тез кескіш 
болаттардың кӛп тараған маркаларына РІ8, Р9, Р9М5, Р12, Р6М3Ф2, Р9К5, 
Р9К10, Р12Ф3, Р18Ф2К5, Р4, Р7Т маркалы болаттар жатады. 
Марка белгілеуде Р әрпі «Рапид» - «жылдам» деген сӛзден алынған, 
одан кейінгі сан кұрамындағы вольфрамның орташа мӛлшерін кӛрсетеді, 
ал қалған әріптерден кейінгі сандар оның құрамына кіретін элементтер 
мӛлшерін кӛрсетеді. 
Тез кескіш болаттар кесу қасиетіне байланысты үш: қалыпты 
ӛнімділікті, кӛтеріңкі ӛнімділікті, ӛнімділігі тӛмен топқа бӛлінеді. 
Қалыпты ӛнімділікті болаттарға РІ8, Р9, Р18Ф2, Р12, Р6М3Ф2, маркалары 
жатады. Бұл топқа кіретін болаттардың жылуға тӛзімділігі 630°C-ке дейін 
болады, мұнндай температура қаттылығы НRС=60 тӛмен түсірмей 
сақтайды.
Бұлар жақсартудан ӛткен конструкциялық болаттар мен қаттылығы 
HRC=300-ден аспайтын шойындарды кесуге қолданылады. ӛнімділігі 

31 
жоғары болаттардың жылуға тӛзімділігі 650°C-қа дейін және қиын 
ӛңделетін материалды кесуге қолданылады. Бұл топтағы болаттар 
құрамына вольфрамнан басқа аванадий мен кобальт кіреді. Бұл болаттарға 
Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18Ф2К5 маркалары жатады.
Ӛнімділігі тӛмен болаттардың жылуға тӛзімділігі 600°C-ке дейін 
болады. Бұл топтарға Р4 мен Р7Т маркалары жатады, олардан 
таңбалағыштар, темір кекіш ара пышақтары, ағаш ӛңдеу аспаптары және 
т.б. жасалады. 
Бұл болаттардың жоғары кескіш қасиеттері термиялық ӛңдеуден, яғни 
шынықтыру мен босаңдатудан кейін пайда болады. Бұл болаттар 
құрылымы бойынша ледебуритті класқа жатады. Алынған құйманы әуелі 
шыңдайды, сонан соң 860...900C° температурасында шынықтырады. 
Босаңдатудан кейін болаттың құрылымы сорбиттен, аустениттен бӛлінген 
екінші майда карбидтен және эвтектикаға кіретін ӛте ірі алғашқы 
карбидтерден тұрады. Мысалы, Р18 болатты шынықтырғанда 1250… 
1280°C температурасына дейін қыздырып, май ортасына суытады. 
Қыздыру температурасы жоғары болған сайыын, легірлеуші элементттер 
аустениетте ериді, сондықтан мартенситтегі легирлеуші элементтер 
мӛлшері кӛп болады. 
Тез кескіш болаттардың жылу ӛткізгіштігі ӛте тӛмен, сондықтан оларды 
қыздыру сатылы жүргізіледі: аспапты әуелі 500...600°C температуралы 
тұзды астауда сосын температурасы 800°C-қа тең астауда және содан кейін 
үшінші 
астауда 
1200°C-ке 
дейін 
қыздырады 
(5.5-сурет). 
Шынықтырылғаннан кейін болаттың құрылымы мартенситтен және 
қалдық аустениттен (30%-ға дейін) тұрады. Қаттылығы – HRC=60…62. 
Құрамындағы аустенит кескіш қасиетін тӛмендетеді, сондақтан аспап 
560°C температурада үш рет босаңдатудан (4.1-сурет) ӛтеді. Бұл ӛңдеуден 
кейін қалдық аустенит мӛлшері азаяды да, қаттылығы HRC=64…65-ке 
дейін артады. Шынықтыру мен босаңдату арасында суықпен ӛңдеу (-
80°C...-100°C) жүгізіледі, ол аспап дайындау үдерісін қысқартады. 
Тез кескіш болаттардан оның қымбаттылығына байланысты кескіш 
аспаптың жұмыс бӛлігін ғана жасайды, ал аспап тұлғасы кӛміртекті 
болаттан жасалады. 
Мысалы, Р18 болатты шынықтырғанда 1250... 1280°С температу- расына 
дейін қыздырып, май ортасында суытады. Қыздыру темпе- ратурасы 
жоғары болған сайын, легірлеуші элементтер аустенитте ериді, сондықтан 
мартенситтегі легірлеуші элементтер мӛлшері кӛп болады. 
Тез кескіш болаттардың жылу ӛткізгіштігі ӛте тӛмен, сондықтан оларды 
қыздыру сатылы жүргізіледі: аспапты әуелі 500...600°С температуралы 
тұзды астауда, сосын температурасы 800°С-қа тең аста- уда және содан 
кейін үшінші астауда 1200°С-ке дейін қыздырады (6,2-сурет). 
Шынықтырылғаннан кейін болаттың құрылымы мартенситтен және 
қалдық аустениттен (30%-ға дейін) тұрады. Қаттылығы - НRС =60...62. 

32 
Қүрамындағы аустенит кескіш қасиетін тӛмендетеді, сондықтан аспап 
560°С температурасында үш рет босаңдатудан ӛтеді. Бүл ӛңдеуден кейін 
қалдық аустенит мӛлшері азаяды да, қаттылығы НRС=64...65-ке дейін 
артады. Шынықтыру мен босаңдату арасында суықпен ӛңдеу (-80°С...-
100°С) жүргізіледі, ол аспап дайындау үдерісін қысқартады. 
Тез кескіш болаттардан оның қымбаттылығына байланысты кескіш 
аспаптың жүмыс бӛлігін ғана жасайды, ал аспап түлғасы кӛміртекті 
болаттан жасалады. 
 
6.2-сурет. 
Тез кескіш болаттарды термиялық ӛңдеу 
сызбанүсқасы 
Штамп аспаптарын жасауга арналган легірленген болаттар. 
Бұл болаттардың қаттылығы мен тозуға тӛзімділігі жоғары бо- луы қажет. 
Суықтай штамптау штамптарын жасауға қолданылатын болаттар жоғарыда 
айтылған қасиеттерден басқа, термиялық ӛңдеуде аз деформациялануы 
қажет, ӛйткені онда штамптың кӛлемі ӛзгереді. 
Штамп жасау үшін X, Х9, 9ХС, Х12М, ШХ15, ХВ2, Х12Ф, ХГЗСВ және 
т.б қолданылады. Егер штампқа соққы күштері әсер ететін болса, онда 
штамптар жасауға 4ХС4, 4ХВС, 5ХНМ, 5ХГМ маркалы болаттар 
қолданылады. Бүл болаттардың тұтқырлығы жоғары. 
Егер штамптар тозу мен қысым жағдайында жүмыс істесе, онда 
штамптарды Х12, Х12Ф, ХГЗСВ болаттарынан жасайды. 
Бүл 
болаттардың 
қаттылығы 
шынықтырумен 
480...580°С 
температурасында босаңдатудан кейін НRС=38...45-ке тең болады. Ыстық 
күйінде штамптауда қолданылатын штамптар жасауға арналған болаттарда 
жоғарыда айтылған қасиеттерден басқа, жылуға тӛзімділігі және жылу 
ӛткізгіштігі жоғары болуы қажет. Бұл қасиеттер болат 600°С-ке дейін 
қызғанда сақталуға тиіс, ол үшін болаттарда хром, молибден және 
вольфрам, ал шынықтырғыш қасиетін арттыру үшін никель мен марганец 
қосады. Құрамындағы кӛміртегі онша кӛп емес (0,5...0,6% С), ол соғу 
тұтқырлығын 

33 
камтамасыз етеді. 
Шынықтыру мен жоғарғы босаңдатудан кейін мұндай болат- тардың 
қаттылығы НВ =350...450-ге тең болады. Бұл болаттарға 5ХНМ, 5XГМ, 
5XНВ маркалары жатады. 
Ӛлшеуіш аспап ӛз пішіні меп ӛлшемін ұзақ уақыт сақтауы, беріктігі, 
қаттылығы, тозуға тӛзімділігі жоғары және сызықша үлғаю коэффициенті 
тӛмен болуы керек. Ӛлшеуіш аспаптар үшін маркалары X, Х19, ХГ 
болаттар қолданылады. Шынықтырудан соң аспаптарды тӛмен 
температуралық босаңдатудан ӛткізеді. 
Металдардың тотыгуы. 
Тотығу немесе коррозия деп металдардың қоршаған орта әсерінен бұзылу 
үдерісін айтады. Коррсгзия бұйымның қызмет ету уақытының қысқаруына 
әкеледі 
де, металдың бастапқы қасиетін жояды. Металл коррозиясы 
химиялық және электрохимиялық болып екіге бӛлінеді. 
Химиялык коррозия металдың газды ортамен әсерлесуі нәтижесінде пайда 
болады. 
Электрохимиялық коррозия металдың электролит- пен әсерлесуі 
нәтижесінен пайда болады. Электролит деп тұздар, қышқылдар және 
сілтілердің сулы ерітінділерін айтады. Электрохимиялық тотығу үдерісі 
жүруі үшін, металдың элек- тролитпен беттесу бетінде әлеует 
айырмашылығы тууы керек. Металдардың электролиттерде еру қасиеті 
электрод әлеуетімен си- патталады (В). Оны нӛл деп есептелетін сутегі 
әлеуетіне қатысты анықтайды. 
Элементтердің әлеуеттері мынадай ретпен орналасады: 

жүктеу/скачать 1,99 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: