- •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
1.5.2. Качественные конструкционные углеродистые стали для деталей машин
Качественные конструкционные углеродистые стали поставляются по химическому составу и механическим свойствам в соответствии ГОСТ 1050-88. К этим сталям по сравнению со сталями обыкновенного качества предъявляют более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04%, фосфора не более 0,035%).
Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 0,8, 10,15,20,25,30,35, 40, 45, 50, 55, 60. При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскиления: кп, пс или сп. В случае спокойной стали, степень раскисления не указывается.
Таблица 5.2. Состав углеродистых конструкционных качественных сталей, % (ГОСТ 1050-88)
Марка стали |
Массовая доля элементов, % | |||
|
Углерода |
Кремния |
Марганца |
Хрома, не более |
05кп |
Не более 0,06 |
Не более 0,03 |
Не более 0,40 |
0,10 |
08кп |
0,05-0,12 |
Не более 0,03 |
0,25-0,50 |
" |
08пс |
0,05-0,11 |
0,05-0,17 |
0,35-0,65 |
" |
08 |
0,05-0,12 |
0,17-0,37 |
" |
" |
10кп |
0,07-0,14 |
Не более 0,07 |
0,25-0,50 |
0,15 |
10пс |
" |
0,05-0,17 |
0,35- 0,65 |
" |
10 |
0,07-0,14 |
0,17-0,37 |
" |
" |
11кп |
0,05-0,12 |
Не более 0,06 |
0,30-0,50 |
" |
15кп |
0,12-0,19 |
Не более 0,07 |
0,25-0,50 |
0,25 |
15пс |
" |
0,05-0,17 |
0,35-0,65 |
" |
15 |
" |
0,17-0,37 |
" |
" |
18кп |
0,12-0,20 |
Не более 0,06 |
0,30-0,50 |
0,15 |
20кп |
0,17-0,24 |
Не более 0,07 |
0,25-0,50 |
0,25 |
20пс |
" |
0,05-0,17 |
0,35-0,65 |
" |
20 |
" |
0,17-0,37 |
" |
" |
25 |
0,22-0,30 |
" |
0,50-0,80 |
" |
30 |
0,27-0,35 |
" |
" |
" |
35 |
0,32-0,40 |
" |
" |
" |
40 |
0,37-0,45 |
" |
" |
" |
45 |
0,42-0,50 |
" |
" |
" |
50 |
0,47-0,55 |
" |
" |
" |
55 |
0,52-0,60 |
" |
" |
" |
58(55пп)1 |
0,55-0,63 |
0,10-0,30 |
Не более 0,20 |
0,15 |
60 |
0,57-0,65 |
0,17-0,37 |
0,50-0,80 |
0,25 |
Таблица 5.3 Механические свойства углеродистых конструкционных качественных сталей
Марка стали |
Механические свойства, не менее | |||
|
Предел текучести т, Н/мм2 (кгс/мм2) |
Временное сопротивление разрыву в, Н/мм2 (кгс/мм2) |
Относительное удлинение, 5, % |
Относительное сужение ,% |
|
|
|
% | |
08 |
196 (20) |
320 (333) |
33 |
60 |
10 |
205 (21) |
330(34) |
31 |
55 |
15 |
225(23) |
370(38) |
27 |
55 |
20 |
245(25) |
410(42) |
25 |
55 |
25 |
275(28) |
450(46) |
23 |
50 |
30 |
295(30) |
490(50) |
21 |
50 |
35 |
315(32) |
530(54) |
20 |
45 |
40 |
335(34) |
570(58) |
19 |
45 |
45 |
355(36) |
600 (61) |
16 |
40 |
50 |
375(38) |
630(64) |
14 |
40 |
55 |
380(39) |
650(66) |
13 |
35 |
58(55пп) |
315(32) |
600(61) |
12 |
28 |
60 |
400(41) |
680(69) |
12 |
35 |
Низкоуглеродистые стали марок 05 кп, 08, 08кп, 10, 10кп обладают высокой пластичностью и невысокой прочностью. Эти стали без термообработки применяются для малонагруженных деталей (прокладки, шайбы, змеевики, штампованные детали, капоты тракторов, кузова автомобилей, элементы сварных конструкций и т.д.). Низкоуглеродистые стали с повышенным количеством углерода (15,20,20кп,25) применяются после цементации и закалки с отпуском для деталей, работающих на износ: оси, втулки, шестерни, шпиндели, вилки и т.д.
Среднеуглеродистые стали 30,35,40,45,50,55, 60 применяются в основном после закалки и высокого отпуска для изготовления, валов, осей, зубчатых колес, шестерен, штоков, бандажей и т.д.
Высокоуглеродистые стали, содержащие углерода более 0,6% поставляются по ГОСТ 14959-79 "Сталь конструкционные рессорно-пружинная". Эти стали марок 65,70,75,80,85 используются для изготовления пружин, рессор, амортизаторов, прокатных валков, бандажей вагонов и т.д.
Таблица 5.4 Состав и свойства конструкционных углеродистых рессорно-пружинных сталей (ГОСТ 14959-79)
Марка стали |
Состав сталей, % |
Механические свойства, не менее | ||||||
|
С |
Мn |
Si |
Cr |
0,2, МПа |
в, Мпа |
, % |
, % |
65 |
0,62-0,70 |
0,50-0,80 |
0,17-0,37 |
не более 0,25 |
420 |
710 |
10 |
30 |
70 |
0,67-0,75 |
" |
" |
" |
430 |
730 |
9 |
" |
75 |
0,72-0,80 |
" |
" |
" |
900 |
1100 |
7 |
" |
80 |
0,77-0,85 |
" |
" |
" |
950 |
1100 |
6 |
" |
85 |
0,82-0,90 |
" |
" |
" |
1000 |
1150 |
6 |
" |
Механические свойства сталей 75,80 и 85 весьма высоки, так как определяются после закалки и среднего отпуска.