- •1.Состояние легирующих элементов в стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали.
- •3.Дать полную характеристику материала лц40Mn3ж
- •1.Влияние легирующих элементов на 1 и 2 превращения в стали
- •2.Улучшаемые стали
- •3.Дать полную характеристику р6м5к5
- •1.Влияние легирующих элементов на 3 и 4 превращения в стали
- •2.Стали для силовых упругих элементов
- •2.Требования к материалам для режущих инструментов. Особенности состава, то.
- •3Дать полную характеристику стали 09хгснд
- •1.Коррозия стали. Виды коррозии. Способы обеспечения стойкости к электрохимической коррозии
- •2.Стали для штампов горячего деформирования
- •3.Дать полную характеристику стали 15х11мф
- •2.Медь и её сплавы. Свойства меди. Латуни и бронзы
- •3. Дать полную характеристику стали 15х12внмф
- •1.Влияние легирующих элементов на структуру и свойства титановых сплавов
- •2.Окалиностойкие стали. Особенности состава. Привести примеры марок окалиностойких сталей.
- •3.Дать полную характеристику стали 25х1мф
- •1.Металлокерамические материалы
- •3. Дать полную характеристику стали 60с2хфа
- •1.Способы обеспечения стойкости к электрохимической коррозии
- •3. Дать полную характеристику 30хн2мфа
- •1.Сравнительная характеристика современных жаропрочных материалов
- •3. Дать полную характеристику стали 25хгрт
- •1.Общая характеристика композиционных материалов. Способы их получения
- •3.Дать полную характеристику стали 38хмюа
- •1. Титан. Свойства титана. Влияние легирующих элементов на полиморфизм титана
- •2.Жаропрочные мартенситные стали. Особенности состава, термическая обработка, структура, применение. Привести примеры марок сталей.
- •3.Дать полную характеристику стали 5хнм
- •1.Высокопрочное состояние сталей. Способы его обеспечения
- •2.Жаропрочные аустенитные стали. Особенности состава, роль легирующих элементов, применение
- •1.Дать классификацию инструментальных сталей по теплостойкости. Привести примеры марок
- •2.Азотирумые стали. Особенности состава, роль углерода и легирующих элементов. Термическая обработка и изменение структуры в ходе её. Марки, применение.
- •3.Дать характеристику стали 55хфа
- •1.Дать сравнительную характеристику материалов, износостойких в условиях трения скольжения. Привести примеры марок
- •2. Порошковые твердые инструментальные сплавы. Состав, свойства, применение, марки
1.Дать классификацию инструментальных сталей по теплостойкости. Привести примеры марок
Одной из главных характеристик инструментальных сталей является теплостойкость (или красностойкость), то есть устойчивость против отпуска при нагреве инструмента в процессе работы. Различают инструментальные стали, не обладающие теплостойкостью (углеродистые и легированные стали, содержащие до 3 – 4 % легирующих элементов), полутеплостойкие (содержащие свыше 0,6 – 0,7 %C и 4 – 3 %Cr) и теплостойкие (высоколегированные стали ледебуритного класса, содержащие Cr, W, V, Mo, Co), получившие название быстрорежущих.
Легированные инструментальные стали подобно углеродистым не обладают теплостойкостью и пригодны только для резания относительно мягких материалов с небольшой скоростью. Их используют для инструмента, не подвергаемого в работе нагреву свыше 200 – 250 °С.
Низколегированные стали (11Х, 13Х) рекомендуются для инструментов диаметром до 15 мм, а стали повышенной прокаливаемостью (9ХС, ХВСГ) имеют большую теплостойкость (250 – 280) °С, хорошие режущие свойства и сравнительно мало деформируются при закалке. Их используют для изготовления инструментов диаметром 60 – 80 мм.
В быстрорежущих сталях теплостойкость достигается легированием карбидообразующими элементами (вольфрамом, молибденом, хромом, ванадием) в таком количестве, при котором они связывают почти весь углерод в специальные карбиды. Эти стали сохраняют мартенситную структуру при нагреве до 600 – 650 °С, поэтому применение их позволяет значительно повысить скорость резания (в 2 – 4 раза) и стойкость инструмента (в 10 – 30 раз) по сравнению со сталями, не обладающими теплостойкостью.
Быстрорежущие стали относятся к карбидному (ледебуритному) классу. Их фазовый состав в отожженном состоянии представляет собой легированный феррит и карбиды Cr7C3, Fe3W3C6, VC, в которых также растворен ванадий. В феррите растворена большая часть хрома: почти весь вольфрам, молибден и ванадий находятся в карбидах. Количество карбидной фазы в быстрорежущих сталях достигает 22 – 30 %.
Рис. 3. Схема микроструктуы быстрорежущих сталей. а) Литая и отожженная – сорбитообразный перлит + карбиды + ледебуритная эвтектика б) Горячедеформированная и отожженная – сорбитообразный перлит + карбиды в) Закаленная – мартенсит закалки + аустенит остаточный + карбиды г) Отпущенная – мартенсит отпуска + карбиды. |
2.Азотирумые стали. Особенности состава, роль углерода и легирующих элементов. Термическая обработка и изменение структуры в ходе её. Марки, применение.
Азотирование - химик о-термическая обработка, при которой поверхностные слои насыщаются азотом. Впервые азотирование осуществил Чижевский И.П.. промышленное применение — в двадцатые годы. При азотировании увеличиваются не только твердость и износостойкость, но также повышается коррозионная стойкость. При азотировании изделия загружают в герметичные печи, куда поступает аммиак \ТН3 с определенной скоростью. При нагреве аммиак диссоциирует по реакции: 2NH3>2N+3H2. Атомарный азот поглощается поверхностью и диффундирует вглубь изделия. Фазы, получающиеся в азотированном слое углеродистых сталей, не обеспечивают высокой твердость, и образующийся слой хрупкий. Для азотирования используют стали, содержащие алюминий, молибден, хром, титан. Нитриды этих элементов дисперсны и обладают высокой твердостью и термической устойчивостью. Типовые азотируемые стали: ЗЗХМЮА, 35ХМЮА, ЗОХТ2НЗЮ, Глубина и поверхностная твердость азотированного слоя зависят от ряда факторов, из которых основные: температура азотирования, продолжительность азотирования и состав азотируемой стали. В зависимости от условий работы деталей различают азотирование:
• для повышения поверхностной твердости и износостойкости;
• для улучшения коррозионной стойкости (антикоррозионное азотирование).
В первом случае процесс проводят при температуре 500... 560°С в течение 24... 90 часов, так как скорость азотирования составляет 0,01 мм. ч. Содержание азота в поверхностном слое составляет 10... 12 %, толщина слоя (h) - 0,3... Of6 мм. На поверхности получают твердость около 1000 НУ. Охлаждение проводят вместе с печью в потоке аммиака.
Значительное сокращение времени азотирования достигается при ионном азотировании, когда между катодом (деталью) и анодом (контейнерной установкой) возбуждается тлеющий разряд. Происходит ионизация азотосодержащего газа, и ионы бомбардируя поверхность катода, нагревают его до температуры насыщения. Катодное распыление осуществляется в течение 5...60 мин при напряжении 1100... 1400 В и давлении 0,1...0,2 мм рт. ст., рабочее напряжение 400... 1100 В, продолжительность процесса до 24 часов. Антикоррозионное азотирование проводят и для легированных, и для углеродистых сталей. Температура проведения азотирования - 650... 700°С, продолжительность процесса - 10 часов. На поверхности образуется слой *— фазы толщиной 0,01... 0,03 мм, который обладает высокой стойкостью против коррозии. (f — фаза — твердый раствор на основе нитрида железа Fe3N, имеющий гексагональную решетку).
Азотирование проводят на готовых изделиях, прошедших окончательную механическую и термическую обработку (закалка с высоким отпуском). После азотирования в сердцевине изделия сохраняется структура сорбита, которая обеспечивает повышенную прочность и вязкость.