Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Классификация машиностроительных сталей

15.11.2018

Стали являются конструкционным материалом, удовлетворяющим многочисленным требованиям: жесткости и прочности (статической, циклической, динамической), а также долговечности и надежности. Стали относят к универсальным конструкционным материалам, так как при эксплуатации стальные изделия выдерживают различное внешнее воздействие при климатических, пониженных, криогенных и повышенных температурах, а также под воздействием внешней среды — промышленной атмосферы, влаги, горячих газов, агрессивных реагентов.

Физические, химические, технологические свойства сталей обусловлены такими свойствами металла-основы — железа, как:

• высокий модуль нормальной упругости;

• высокая теплопроводность и низкий коэффициент линейного расширения;

• отсутствие коррозионной стойкости большинства сталей (коррозионно-стойкие стали получают при специальном легировании).

Многообразие механических свойств связано с полиморфизмом железа и возможностью легирования железа углеродом и другими элементами в широком диапазоне концентраций; с применением практически всех видов термической обработки: отжига, нормализации, закалки с отпуском, закалки со старением, а также химико-термической обработки — цементации, азотирования, нитроцементации, борирования и др.

Из сталей изготовляют детали широкой номенклатуры, что объясняется хорошими технологическими свойствами материала: деформируемостью различными способами, свариваемостью, обрабатываемостью резанием и другими видами.

В настоящее время не существует единой системы классификации сталей. В основном ее проводят по ряду общих признаков:

• назначение;

• химический состав;

• качество;

• структура после отжига или нормализации;

• технология получения заготовки;

• основное свойство с учетом условий работы изделия.

Наряду с приведенной классификацией существуют более

частные классификации определенных групп сталей.

По назначению стали подразделяют на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими свойствами (магнитными, электрическими и т. п. — в данном учебном пособии не рассматриваются).

Конструкционной называется сталь, которую применяют для производства различных передающих нагрузку деталей машин, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве. Эти стали обладают определенным комплексом механических, химических, физических и технологических свойств.

Конструкционные стали, в свою очередь, подразделяют на машиностроительные и строительные.

Отдельную группу составляют инструментальные стали, которые применяют для изготовления инструментов, предназначенных для обработки материалов резанием и давлением, а также для производства измерительных инструментов. Особенность этих материалов заключается в том, что они должны иметь комплекс механических свойств: высокую твердость, прочность, износостойкость, теплостойкость и др.

По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. В каждой из этих двух групп существует градация, в которой учитывают количественный химический состав сплава (табл. 14.1). Стали низко- и среднелегированные чаще всего называют просто легированные.

На долю углеродистых сталей, содержащих до 0,75 % С, приходится 80 % общего объема выплавляемой стали благодаря тому, что в них сочетаются удовлетворительные механические свойства с хорошей деформируемостью и обрабатываемостью режущим инструментом.

По качеству выделяют стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особовысококачественные.

Качество стали определяется металлургическим производством. Показателями качества является содержание вредных примесей — серы (S) и фосфора (P). Стали обыкновенного качества содержат не более 0,05 % S и до 0,04 % Р, качественные — 0,04 % S и 0,035 % Р, высококачественные — 0,025 % S и 0,025 % Р, особовысококачественные — 0,015 % S и 0,025 % Р.

По структуре классификация сталей в значительной мере условна. В равновесном состоянии (после отжига) углеродистые и легированные стали подразделяют на:

• доэвтектоидные;

• эвтектоидные;

• заэвтектоидные.

Высоколегированные стали, принадлежащие не системе железо — цементит, а тройным и четверным системам железо — углерод — легирующий элемент, после отжига могут иметь ферритную или аустенитную структуры.

По состоянию образцов небольших сечений после нагрева до температуры 900 °C и охлаждения их на воздухе (термообработка подобна нормализации) стали подразделяют на классы:

• перлитный (углеродистые и низколегированные);

• мартенситный (средне- и высоколегированные);

• аустенитный (средне- и высоколегированные);

• ферритный (средне- и высоколегированные).

По технологическим свойствам машиностроительные стали подразделяют на:

• высокопластичные — для обработки давлением;

• автоматные — с повышенной обрабатываемостью резанием;

• свариваемые — образуют сварное соединение с прочностью, близкой прочности основного металла.

По основному свойству, с учетом условий работы изделий (вида и величины механической нагрузки), выделяют следующие группы машиностроительных сталей:

• стали с различным уровнем статической прочности;

• стали с повышенной циклической прочностью;

• стали износостойкие;

• стали с повышенной контактной выносливостью;

• стали рессорно-пружинные;

• подшипниковые стали и др.

Отдельную группу составляют машиностроительные стали с особыми физико-химическими свойствами.

По основному свойству материала, связанному с условиями работы изделий (температурный режим или воздействие внешней среды), стали подразделяют на:

• коррозионно-стойкие;

• жаростойкие;

• жаропрочные.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: