АНАЛИЗ
МИКРОСТРУТУРЫ И СВОЙСТВ ЛЕГИРОВАННЫХ
СТАЛЕЙ
«ПЕРЕМЕНА»
2007
АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ
И СВОЙСТВ
ЛЕГИРОВАННЫХ
СТАЛЕЙ
Зав. редакцией
О.И. Молоканова
Подписано к печати
________ 2007 г. Формат 60х84/16. Печать офс.
Бум. офс. Усл. печ.
Л. 0,9. Уч.-изд. Л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ
___
Вгпу. Издательство «Перемена»
Типография издательства «Перемена»
100131, Волгоград, пр. Им. В.И. Ленина, 27
22
3
АНАЛИЗ
МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЛЕГИРОВАННЫХ
СТАЛЕЙ
Цель работы:
1. Изучить влияние легирующих элементов
на структуру и свойства сталей.
2. Научить
использовать приобретенные знания при
решении практических задач по выбору
марки стали и назначении режимов
термической обработки в условиях
школьных мастерских.
Краткие теоретические сведения
Легированной
называют сталь, содержащую один или
несколько специальных элементов (хром,
никель, титан, ванадий, молибден и др.,
называемых легирующими элементами) в
различных комбинациях и в количествах,
которые вводятся в сталь при ее выплавке
с целью получения определенных свойств.
Каждый легирующий
элемент обозначается буквой: Н – никель;
Х – хром; К – кобальт; М – молибден; Г
– марганец; Д – медь; Р – бор; Б – ниобий;
Ц – цирконий; С – кремний; П – фосфор;
Ч – редкоземельные металлы; В – вольфрам;
Т – титан; А азот; Ф – ванадий; Ю –
алюминий.
Первые цифры в
обозначении показывают среднее
содержание углерода в сотых долях
процента. Цифры, идущие после буквы,
указывают на примерное содержание
данного легирующего элемента (при
содержании элемента менее или около
1% цифра отсутствует; при содержании
около 2% - цифра 2 и т.д.).
Следовательно,
сталь состава 0,10-0,15%С и 1,3-1,7%Mn
будет обозначаться 12Г2; сталь состава:
0,28-0,35%С; 0,8-1,1%Cr;
0,9-1,2%Mn;
0,8-1,2%Si
– 30ХГС и т.д.
Для того чтобы
показать, что в стали ограничено
содержание серы и фосфора ( S
< 0,03%; Р < 0,03%), а также что соблюдены
все условия металлургического
производства высококачественной стали,
в конце обозначения марки ставят букву
А.
Химических
элементов с абсолютно одинаковыми
атомными радиусами нет, поэтому введение
любого легирующего элемента вызывает
искажения кристаллической решетки,
т.е. появление или увеличение количества
дефектов кристаллического строения:
если легирующий элемент растворяется
в кристаллической решетке матричного
материала, то появляются точечные
дефекты; если же элементы образуют
химические соединения или механические
смеси (эвтектика), то появляются
поверхностные и объемные дефекты.
18
Таблица 5
Ориентировочные
режимы термической обработки
и твердость
легированных инструментальных сталей
Марка
стали
Отжиг
Закалка
Отпуск
Темпе-ратура, 0С
Твер-дость НВ,
МПа
Темпе-ратура, 0С
Охлажда-ющая
среда
Твер-дость НRС
Темпе-ратура, 0С
Твер-дость НRС
7ХФ
ХВ4
Х
9ХС
ХВГ
780-800
800-820
770-800
790-810
780-800
Не более 2290
Не более 2850
Не более 2290
Не более 2410 Не
более 2550
820-840
800-820
830-850
820-840
840-860
840-860
830-850
Масло
Вода
Вода
Вода
Масло
Масло
Масло
62-64
63-65
65-67
62-63
62-63
62-63
200-220
140-170
130-150
170-210
180-250
200-300
56-60
62-67
62-65
58-60
58-60
62-58
Сталь 7ХФ применяют
для деревообрабатывающих инструментов
(топоров, долот, зубил), ленточных пил,
а сталь ХВ4 для инструментов чистового
резания твердых материалов с небольшой
скоростью и граверных работ. Это стали
неглубокой прокаливаемости.
Стали Х, 9ХС, ХВГ
– стали глубокой прокаливаемости и
применяются для изготовления режущего
инструмента (метчики, плашки, развертки,
фрезы, протяжки, токарные резцы, калибры).
Быстрорежущие
стали обладают способностью не терять
режущих свойств при нагреве до 600…6500С.
Поэтому ими можно обрабатывать материал
со скоростями, в 3…4 раза выше допускаемых
для углеродистых инструментальных
сталей. Они применяются для изготовления
инструмента, работающего с большими
подачами: фрезы, долбяки, протяжки,
сверла.
7
0С
I
0С
II
1539
1539
А4
А4
1392
1392
γ
----- α + γ
911
911
А3
А3
α
γ
α ----
α + γ
Легирующий элемент,
%
а
б
Рис. 1. Схема
диаграмм состояния железо-легирующий
элемент: а – открытая область γ-железа;
б – замкнутая область γ-железа.
