23. Углеродистые стали, их классификация, маркировка. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.

Углеродистые стали – сплавы железа и углерода, где углерода менее 2,14% при наличии постоянных примесей. Гостом регламентировано содержание 4 постоянных примесей: P,S (вредные примеси), Si, Mn (попадают в результате окисления). Раскисление проводят для удаления углерода , который присутствует в виде оксидов:FeО, Fe₂О₃,

Fe₃О₄. Если оксиды оставить, будет повышенная хрупкость. Оксиды сплывают на поверхность в виде шлаков и удаляются. Частично Si, Mn остаются. Верхний предел содержания: Si-до 0,4%, Mn-до 0,8%, P и S – верхний предел не выше 0,05%.

В зависимости от химического состава различают стали углеродистые и легированные.

В свою очередь углеродистые стали могут быть:

-малоуглеродистыми, т. е. содержащими углерода менее 0,25%;

-среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60%

-высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60%

Легированные стали подразделяют на:

-низколегированные содержание легирующих элементов до 2,5%

-среднелегированные, в их состав входят от 2,5 до 10% легирующих элементов;

-высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов.

Обозначение марки легированной стали состоит из букв, указывающих, какие компоненты входят в ее состав, и цифр, характеризующих их среднее содержание: А - азот Ю - алюминий Р – бор и т.д.

Назначение

 Конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий. Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.

Углеродистые иструментальные стали маркируются буквой У (У8 ; У10 ; У12 и т.д. Здесь цифры означают содержание стали в десятыхдоляхпроцента).  С особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар.  С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.

Качество

 В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:

Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора.

-Обыкновенного качества — P и S — до 0.05 % (маркировка Ст).

-Качественная — P и S — до 0.035 % (маркировка Сталь для конструкционной, для инструментальной У).

-Высококачественная — P и S — до 0.025 % (маркировка А в конце марки).

-Особовысококачественная — Р и S — до 0.015 % (маркировка Ш в конце марки).

Степень раскисления

 По степени удаления кислорода из стали, т. е. По степени её раскисления, существуют:

-спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами "сп" в конце марки (иногда буквы опускаются);

-кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами "кп";

24. Конструкционные стали общего назначения (стали обычного качества, качественные и высококачественные, листовые стали для холодной штамповки, автоматные стали). Конструкционные стали используются для изготовления деталей различных конструкций.

Конструкционная сталь: обыкновенного качества, качественная, высококачественная, особо высококачественная. Обыкновенного качества: Ст1,Ст2,…,Ст6. Чем больше цифра, тем больше С.Верхний предел P и S до 0,05%. Используется для изготовления деталей строительных конструкций. Для таких конструкций должна быть хорошая сваривамость. Таковой она является в Ст1-Ст3.Ст3-Ст6- хуже свариваемость, выше прочность.Качественная сталь: Сталь 10, 15,20,…,45,..,80.Для машиностроения.

Верхний предел P и S до 0,03%. Ст2 КП (кипящая), Сталь20 ПС (полуспокойная). Высококачественная: стали 40А,…,55А. Верхний предел P и S до 0,025%. Стали для листовой холодной штамповки – стали с пониженным содержанием углерода(не выше 0.1%), пониженным содержанием кремния. Стали для листовой штамповки: кипящие, полуспокойные. Автоматные стали – стали, из которых делают простые детали на станках-автоматах. (болты, гайки, шайбы, штифы).Автоматные стали маркируют: А11,А12,А20,А30,А40Г.Цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента.

25. Чугуны, их классификация и маркировка. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей. Чугуны - сплавы железа и углерода, где углерода более 2,14% . в чугуны входят такие же постоянные примеси, как и в стали. Примеси влияют на процесс графитизации. C и Si –основные графитизирующие элементы.

Mn – способствует отбелу. Чугуны могут содержать больше фосфора и серы, чем стали. Они охрупчивают материал.

. В зависимости от состояния углерода в чугуне, различают:

-белые чугуны, в которых весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида

- серые - пластинчатая или червеобразная форма графита;

высокопрочные - шаровидный графит;

-ковкие - хлопьевидный графит

-вермикулярные (форма графита между серым и высокопрочным чугуном)

-половинчатый чугун (в нем есть элементы белого и серого чугунов).

Все чугуны исключительно литейные материалы, ковка и штамповка исключены. Наиболее высокую твердость имеют белые чугуны. По старой маркировки было две цифры через тире.

Серый чугун обозначают буквами "СЧ25" (цифрой, обозначается предел прочности при растяжении в МПа*10^-1)

высокопрочный - "ВЧ" , ковкий - "КЧ 60-10"(60- предел прочности при растяжении в МПа*10^-1, 10 – относительное удлинение в %)

СЧ10 - серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;

ВЧ70 - высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа; КЧ35 - ковкий чугун с растяжением примерно 350 МПа. Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из

антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом: АЧ – антифрикционный чугун, С - серый, В - высокопрочный, К - ковкий. А цифры обозначают порядковый номер сплава.