- •Методические указания к лабораторным работам
- •Часть I
- •Содержание
- •Лабораторная работа №1. Классификация, маркировка и применение конструкционных материалов
- •1.1. Цель и задачи работы
- •1.2. Указания к самостоятельной работе
- •1.3. Классификация материалов
- •1.4. Способы маркировки металлических материалов
- •1.5. Углеродистые стали
- •1.5.1. Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества общего назначения
- •1.5.2. Качественные конструкционные углеродистые стали для деталей машин
- •1.5.3. Инструментальные углеродистые стали
- •1.6. Маркировка легированных сталей
- •1.7. Особые способы маркировки сталей
- •1.7.1. Маркировка сталей для отливок
- •1.7.2. Маркировка автоматных сталей
- •1.7.3. Стали для подшипников
- •1.7.4. Маркировка быстрорежущих сталей
- •1.7.5. Маркировка строительных сталей
- •1.7.6. Магнитные стали
- •1.7.7. Стали специальных способов выплавки
- •1.7.8. Нестандартные легированные стали
- •1.8. Чугуны
- •1.9. Порошковые материалы
- •1.10. Медь и сплавы на основе меди
- •1.10.1. Латуни
- •1.10.2. Бронзы
- •1.11. Алюминий и сплавы на основе алюминия
- •1.12. Магний и сплавы на основе магния
- •1.13. Титан и сплавы на основе титана
- •1.14. Содержание отчета
- •1.15. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. Определение плотности дислокаций методом электронной микроскопии
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Приборы, материалы, учебные пособия
- •2.3. Краткие теоретические сведения
- •2.3.1. Оптическая схема электронного микроскопа.
- •2.3.2. Способы исследования металлографических объектов на электронном микроскопе
- •2.3.3. Приготовление угольно-серебряных реплик.
- •2.3.4. Определение плотности дислокаций по электронно-микроскопическим фотографиям
- •2.3.5. Определение плотности дислокаций методом ямок травления
- •2.4. Порядок выполнения работы
- •2.5. Содержание отчета
- •2.6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3. Механические свойства конструкционных материалов
- •3.1. Цель и задачи работы
- •3.2. Условия работы и методы испытания материалов
- •3.3. Механические свойства конструкционных материалов
- •3.4. Определение количественных характеристик механических свойств
- •3.4.1. Испытания на статическое растяжение
- •3.4.2. Испытания на твердость
- •3.4.2.1. Твердость по Бринелю
- •3.4.2.2. Твердость по Роквеллу
- •3.4.2.3. Твердость по Виккерсу и микротвердость
- •3.4.3. Связь между твердостью и прочностью материалов
- •3.5. Программа и порядок выполнения работы
- •3.6. Содержание отчета
- •3.7. Контрольные вопросы
- •3.8. Варианты заданий
- •3.9. Рекомендуемая литература
- •4.3.2. Влияние температуры рекристаллизации на структуру и свойства холоднодеформированных металлов
- •4.4. Порядок выполнения работы
- •4.5. Содержание отчета
- •4.6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5. Термический анализ сплавов
- •5.3.2. Построение диаграмм состояния
- •5.3. Анализ диаграмм состояния
- •5.4. Порядок выполнения работы
- •5.5. Содержание отчета
- •5.6. Контрольные вопросы
1.5.1. Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества общего назначения
К этой группе относят, стали, содержащие до 0,5% углерода, при производстве которых не предъявляют высоких требований. Эти стали поставляются по ГОСТ 380-94. Стали маркируются порядковым номером от 0 до 6 после букв "Ст", обозначающих слово "сталь". Для обозначения степени раскисления после номера марки добавляют индексы: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.
Таблица 5.1. Состав углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества, % (ГОСТ 380-94)
Марка стали |
Углерод |
Марганец |
Кремний |
Сера |
Фосфор |
Ст0 |
Не более 0,23 |
- |
- |
Не более 0,06 |
Не более 0,07 |
Ст1кп |
0,06-0,12 |
0,25-0,50 |
Не более 0,05 |
Не более 0,05 |
Не более 0,04 |
Ст1пс |
" |
" |
0,05-0,15 |
" |
" |
Ст1сп |
" |
" |
0,15-0,30 |
" |
" |
Ст2кп |
0,09-0,15 |
" |
Не более 0,05 |
" |
" |
Ст2пс |
" |
" |
0,05 - 0,15 |
" |
" |
Ст2сп |
" |
" |
0,15-0,30 |
" |
" |
Ст3кп |
0,14-0,22 |
0,30-0,60 |
Не более 0,05 |
" |
" |
Ст3пс |
" |
0,40-0,65 |
0,05-0,15 |
" |
" |
Ст3сп |
" |
" |
0,15-0,30 |
" |
" |
Ст3Гпс |
" |
0,80-1,10 |
Не более 0,15 |
" |
" |
Ст3Гсп |
0,14-0,20 |
" |
0,15-0,30 |
" |
" |
Ст4кп |
0,18-0,27 |
0,40-0,70 |
Не более 0,05 |
" |
" |
Ст4пс |
" |
" |
0,05-0,15 |
" |
" |
Ст4сп |
" |
" |
0,15-0,30 |
" |
" |
Ст5пс |
0,28 - 0,37 |
0,50-0,80 |
0,05-0,15 |
" |
" |
Ст5сп |
" |
" |
0,15-0,30 |
" |
" |
Ст5Гпс |
0,22-0,30 |
0,80-1,20 |
Не более 0,15 |
" |
" |
Ст6пс |
0,38-0,49 |
0,50-0,80 |
0,05-0,15 |
" |
" |
Ст6сп |
" |
" |
0,15-0,30 |
" |
" |
Массовая доля хрома, никеля, меди должна быть не более 0,30%, а мышьяка не более 0,08%. |
Стали согласно этому ГОСТу поставляются по химическому составу, который должен соответствовать нормам, указанным в таблице 5.1. Гарантируются: содержание углерода, которое растет с увеличением номера стали от 0,06 до 0,49%, содержание марганца колеблется от 0,25% до 0,8%. Имеются 3 марки с повышенным содержанием марганца (0,8 - 1,2%), в маркировку этих сталей входит буква Г, обозначающая повышенное его содержание: Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс. Содержание кремния колеблется в зависимости от степени раскисления: для кипящих сталей не более 0,05%, для полуспокойных 0,05% - 0,15%, для спокойных сталей 0,15-0,30%. Ограничивается содержание вредных примесей серы и фосфора, а также случайных примесей, вносимых в сталь из шихты, - хрома, никеля, меди, мышьяка.
Конструкционные стали обыкновенного качества выплавляются в крупных мартеновских печах и кислородных конвертерах. Эти стали дешевые и используются для металлоемких строительных конструкций в виде горячекатаного сортового фасонного и листового проката: балок, прутков, швеллеров, уголков, листов, труб и т.д., а также для малоответственных деталей машин: осей, валов, шестерен, втулок, болтов, гаек и т.д.