Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали

· Жаростойкие (окалиностойкие) стали обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах, в том числе серосодержащих, при температурах +550-1200°С в воздухе, печных газах (15X5, 15Х6СМ, 40Х9С2, ЗОХ13Н7С2, 12X17, 15X28), окислительных и науглероживающих средах (20Х20Н14С2, 20Х23Н18) и работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии, так как могут проявлять ползучесть при приложении больших нагрузок. Жаростойкие стали характеризуют по температуре начала интенсивного окисления. Величина этой температуры определяется содержанием хрома в сплаве. Так, при. 15% Cr температура эксплуатации изделий составляет +950°С, а при 25% Cr до +130СГС. Жаростойкие стали также легируют никелем, кремнием, алюминием.

32.инструментальные, углеродистые, легированные и быстрорежущие стали

Инструментальной сталью называется сталь, содержащая более 0,7% углерода. Ее основными характеристиками являются прочность и твердость, которые достигают максимальных показателей после термической обработки. Основное применение такой стали – изготовление инструментов.

Выделяют высококачественную и качественную инструментальную сталь. В качественной содержится 0,03% серы и 0,035% фосфора, а в высококачественной – 0,02% серы и 0,03% фосфора.

ГОСТ 1435 допускает выпуск следующих марок инструментальной стали: У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У13; У7А; У8А; У8ГА; У9А; У10А; У11А; У12А; У13А. Для группы качественных инструментальных сталей характерны марки, не содержащие в своем обозначении литеры «А», так как это обозначение высококачественных инструментальных сталей. Литера «У» расшифровывается как «углеродистая», а число за ней показывает, сколько десятых долей процента углерода содержится в данной марке стали. Если после числового значения будет располагаться литера «Г», значит в сплаве высокое содержание марганца. К примеру, обозначение «У13А» можно расшифровать как «Сталь инструментальная углеродистая с содержанием 1,3% углерода, высококачественная».

Небольшая цена на инструментальную сталь и высокая твердость сплава делают этот материал одним из самых востребованных. Но есть у инструментальной стали небольшой недостаток – низкая износостойкость. Именно поэтому этот сплав не принято использовать для изготовления деталей машин и оборудования, испытывающего постоянные нагрузки. Сортамент инструментальной стали составляют круги и квадраты горячекатаные, а также круги, квадраты и полосы кованые.

Инструментальные стали принято делить на три вида:
- углеродистые, выпускаемые по ГОСТу 1435-99;
- легированные, которые производятся в соответствии с ГОСТом 5950-2000;
- быстрорежущие (включая штамповые), изготавливаемые по ГОСТу 19265-73.

Углеродистые инструментальные стали при нагревании теряют прочность, поэтому они применяются для изготовления инструментов, работающих на небольших скоростях, при простых условиях резания, то есть при температуре нагревания (при трении) не более 200 °С. Как правило, этот материал применяется для создания сверл, метчиков, напильников, разверток и т. п. Так как инструментальная углеродистая сталь имеет низкие показатели свариваемости, то она не используется для сварных конструкций.

Легированная инструментальная сталь включает в свой состав некоторые другие элементы, такие как марганец, никель, медь и прочие. Они улучшают ее характеристики. При маркировке таких сталей принято указывать наличие легирующих элементов буквами. Так, при наличии марганца добавляется литера «Г», хрома – «Х», ванадия – «Ф», кремния – «С», вольфрама – «В», меди – «Д», никеля – «Н», титана – «Т», молибдена – «М».

После букв, обозначающих легирующий элемент, в маркировке инструментальных сталей могут стоять цифры. Они означают количество данного элемента в процентах. При отсутствии цифры количество считается приблизительно равным 1%. Также при обозначении легированной инструментальной стали на первом месте указывается количество углерода, выраженное в десятых долях процента. То есть маркировка 6ХС будет указывать на то, что в данном виде стали содержится 0,6% углерода и по 1% хрома и кремния.

Основные сферы применения легированных инструментальных сталей касаются режущего и штампового инструмента. Это разнообразные сверла, плашки, фрезы, метчики, развертки и т. п. Этот вид инструментальной стали также не подходит для сварных конструкций.

При обозначении быстрорежущих сталей в маркировке в начало ставится литера «Р». На втором месте располагается число, обозначающее массовую долю вольфрама. А далее находятся литеры элементов, также содержащихся в сплавах: «М» – молибден, «Ф» – ванадий, «К» – кобальт, «А» – азот. За ними следуют цифровые обозначения их массовых долей. Иногда можно встретить в маркировке литеру «Ш», что означает «электрошлаковый переплав».

При маркировке быстрорежущей инструментальной стали не принято обозначать доли хрома. Также не указывается массовая доля молибдена, если его количество не превышает 1%.

33 металлокерамическе,минералокерамические и сверхтвердые инструментальные материалы Металлокерамические твердые сплавы.

Металлокерамические твердые сплавы получают методом порошковой металлургии путем прессования с последующим спеканием при температуре 1500—2000 °С порошков карбидов тугоплавких металлов: вольфрама, титана, тантала и не образующего карбидов кобальта. Режущими компонентами в сплавах являются карбиды, а кобальт выполняет роль связки.

В промышленности применяются три группы твердых сплавов, отличающихся но составу карбидной основы: однокарбидные, или вольфрамокобальтовые, обозначаемые ВК: ВК2, ВКЗ, ВК4, ВК6, ВК8, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25 (теплостойкость — 800—850 °С); двухкарбидные, или титановольфрамокобальтовые, обозначаемые ТК: Т5К12, Т5К10, Т14К8, Т15К10, Т15К6, ТЗОК4, Т60К6 (теплостойкость — 850—900 °С), и трехкарбидпые, или танталотитановочь- фрамокобальтовые, обозначаемые ТТК: ТТ7К12, ТТ8К7, ТТ7К15, ТТ10К8, ТТ20К9, ТТ21К9 (теплостойкость — 750 °С). Кроме того, имеются мелкозернистые сплавы ВКЗМ, ВК6М (группа М), особомелкозернистые — ВК60М, ВК100М (группа ОМ), крупнозернистые — ВК4В, Т15К12В (группа В) и ВК20К, ВК6КС, BKI0KC (группы К и КС). Фракционный состав сплава определяется цифрами в марке после знака химического элемента. Например, сплав ВК6 содержит 6 % кобальта, остальное — карбиды вольфрама, сплав Т15К6 содержит 6 % кобальта, 15 % карбидов титана и остальное — карбиды вольфрама и т.д.

Минералокерамику получают путем прессования и спекания при температуре 1720—1760 °С тонко измельченного порошка корунда (искусственной окиси алюминия AL2O3) с окисью магния MgO (около 1 %) Зерна корунда являются режущим компонентом, а окись магния — связующим.

Отсутствие в составе минералокерамики дефицитных компонентов, низкая стоимость (порошок электрокорунда в 125 раз дешевле, чем порошок карбида вольфрама), высокая твердость (91—93 HRA). исключительно высокая теплостойкость (2000 °С) придают этому материалу особую привлекательность. Однако пониженная прочность на изгиб (в 3—4 раза ниже, чем у твердых сплавов), низкая ударная вязкость (в 7—10 раз ниже, чем у твердых сплавов) и исключительно низкая сопротивляемость циклическому изменению тепловой нагрузки ограничивают область ее применения получистовым точением цветных и черных металлов с высокими скоростями резания в условиях жесткой технологической системы.

Представителями сверхтвердых материалов являются естественные и искусственные алмаз, рубин, сапфир, а также не встречающийся в природе кубический нитрид бора. Наиболее широкое применение получили алмаз и кубический нитрид бора; рубин и сапфир используются редко и только для тонкого точения цветных металлов.

Алмаз, представляющий собой одну из модификаций углерода, имеет высокую твердость — в три раза выше, чем карбид титана, высокую теплопроводность, малую склонность к адгезии, но низкую прочность, как микролит. Однородная и плотная структура алмаза позволяет получить режущую кромку с небольшим радиусом округления, что обеспечивает работу с малыми сечениями среза. Алмазные лезвийные инструменты успешно используются при тонком точении цветных металлов.

34 классификация чугунов.белые и специальные чугуны

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ

В чугунах, кроме железа и углерода, содержится (в качестве обычно определяемых постоянных примесей) кремний, марганец, фосфор и сера. Чугуны содержат также незначительные количества кислорода, водорода и азота.

По химическому составу чугуны делятся на нелегированные и легированные.

Нелегированными считаются чугуны, в которых количество мар­ганца не превосходит 2% и кремния 4%. При наличии этих элементов в больших количествах или при содержании специальных примесей чугуны считаются легированными. Принято считать, что в малолегированных чугунах количество специальных примесей (Ni, Сr, Сu и т. п.) не превосходит 3%.

При малом и умеренном легировании стремятся улучшить общие свойства чугуна —однородность структуры, сохранение прочности и упругости при нагреве до относительно невысоких температур — 300—400°, повышение износостойкости, повышение прочности и т.д.

При среднем, повышенном и высоком легировании чугун приобре­тает специальные свойства, так как значительно меняется состав твердых растворов и карбидов. В этом случае наибольшее значение приобретает изменение характера металлической основы. Путем легирования можно получить непосредственно в литом состоянии мартенсит, игольчатый троостит и аустенит. Это повышает коррозионностойкость, жаростойкость и меняет магнитные свойства.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СТРУКТУРЕ И УСЛОВИЯМ ОБРАЗОВАНИЯ ГРАФИТА

По степени графитизации, формам графита и условиям их обра­зования различают следующие типы чугунов:

а) белый,

б) половин­чатый,

в) серый с пластинчатым графитом,

г) высокопрочный с шаровидным графитом и

д) ковкий.

Перечисленные названия нельзя считать достаточно удачными, поскольку они отражают только вид излома или некоторые свойства и совершенно не характеризуют вид структуры. Однако эти назва­ния исторически сложились и их придерживаются.

Характер металлической основы чугуна определяется степенью графитизации, состоянием легирования и видом термической обра­ботки.

По степени графитизации белый чугун является почти неграфитизированным, половинчатые чугуны являются малографитизированными, а остальные чугуны —значительно графитизированными (рис.1).