Главная


Технология металлов и сварка




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 17 ... 51 ... 85 ... 119 ... 153 ... 187 ... 221 ... 255 ... 289 ... 323 ... 357 ... 391 ... 425 ... 459 ... 465
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169


скачать книгу Технология металлов и сварка




теяьно, производительности труда, более точное регулирование про­цесса насыщения стали углеродом, упрощение механизации и автома­тизации процесса, улучшение санитарно-гигиенических условий труда. После газовой цементации сразу возможно производить закалку.
...
При скоростной газовой цементации изделия нагревают токами высокой частоты до 1080—1100°С. В результате за 40—50 мин мож­но получить науглероженный слой толщиной 0,8—1 мм. После ох­лаждения до 870°С изделия сразу подвергают закалке.
...
Эта це­ментация осуществляется весьма редко, обычно в расплавленных со­лях. Чаще всего применяют следующий состав солей: 83—84% каль­цинированной соды, 8—10% поваренной соли, 7—8% черного корун­да. В ванну такого состава погружают стальные детали и получают слои толщиной до 0,2 мм за 30—40 мин. Для получения слоя большей толщины часто применяют карбюризатор из четырех компонентов: 78—81% кальцинированной соды, 5—6% поваренной соли, 7—8% хлористого алюминия и 6—8% черного корунда.
...
Цементацию в жидких средах применяют для малоуглеродистой, среднеуглеродистой и малолегированной стали. Цементация проте­кает при 870—890°С для малоуглеродистых сталей, 820—840°С для среднеуглеродистых и 850—870°С для малоуглеродистых легирован­ных сталей. Время выдержки зависит от заданной глубины слоя; ориентировочно 25—45 мин.
...
Цементация в жидких средах имеет ряд преимуществ по сравне­нию с цементацией в твердом карбюризаторе: более высокая скорость процесса, лучшая точность регулировки, возможность термообработ­ки сразу после цементации; весь процесс в три-четыре раза эконо­мичнее.
...
После цементации детали часто получают неудовлетворительную структуру; для ее улучшения можно применять один из трех следую­щих режимов термической обработки:
...
температуре выше критической точки АС2 (для стали, содержащей 0,2% С, при 920° С). В поверхностном слое, при содержании углерода до 0,8%,сталь при такой температуре перегревается; чтобы устранить перегрев и придать высокую твердость поверхностному слою металла производят вторую закалку ог температуры 750—780°С.
...
После такой закалки в поверхностном слое получают мелкоигольчатый мартенсит и зернистый цементит, а в сердцевине мелкозернистый феррит. Для снятия внутренних напряжений затем производят низ­кий отпуск (150—200° С).
...
Азотированием, или нитрированием, называют процесс поверхност­ного насыщения стали или чугуна азотом. Этот процесс осуществля­ется в атмосфере газообразного аммиака ГМН3 при 430—600°С для повышения твердости, износоустойчивости и предела прочности и при 600—800°С только для повышения коррозионной стойкости. Азотирование требует значительного времени (например, для полу­чения азотированного слоя в 0,5 мм требуется около 60 ч). В указан­ном интервале температур аммиак почти полностью диссоциирует по реакции
...
Выделяющийся при этом атомарный азот диффундирует в сталь. После азотирования изделия обычно охлаждают до 200°С в потоке аммиака, а затем на воздухе.
...
Азотирование стали значительно повышает ее поверхностную твердость, которая сохраняется даже при нагревании до 600—650° С, увеличивает износоустойчивость и предел усталости стали, а также повышает сопротивление коррозии на воздухе, в воде и водяном паре.
...
температуре выше критической точки АС2 (для стали, содержащей 0,2% С, при 920° С). В поверхностном слое, при содержании углерода до 0,8%,сталь при такой температуре перегревается; чтобы устранить перегрев и придать высокую твердость поверхностному слою металла производят вторую закалку ог температуры 750—780°С.
...
После такой закалки в поверхностном слое получают мелкоигольчатый мартенсит и зернистый цементит, а в сердцевине мелкозернистый феррит. Для снятия внутренних напряжений затем производят низ­кий отпуск (150—200° С).
...
Азотированию подвергают изделия из сред неуглеродистой и легиро­ванной стали, способной образовать с азотом прочные нитриды. Этому способствуют такие элементы, как Al, Cr, Mo, Ti.
...
Детали до азотирования подвергают термической и окончательной механической обработке (включая шлифовку). После азотирования проводят только окончательное шлифование или доводку в пределах нескольких сотых мм. Поверхностная твердость азотированного слоя в 1,5—2 раза выше цементированного и достигает примерно 1000— 1200 кгс/мм2 по Виккерсу (1—1,2-1010Па).
...
Цианированием называют процесс, при котором поверхность стального изделия насыщается одновременно углеродом и азотом. Применяют твердое, жидкое и газовое цианирование. Более широко распространено жидкое цианирование. Толщина цианированпого слоя обычно равна 0,1—0,2 мм. В результате такой обработки повышаются поверхностная твердость и износоустойчивость. Особенно эффективно цианирование мелких и средних деталей — шестерен, поршней, паль­цев, валиков и т. п.
...
состоящей из 60—80% древесного угля и 40—20% желтой кровяной соли K4Fe(CN)6, проводят в течение 1,5—3 ч при 540—560°С. Этот способ цианирования применяют в основном для повышения режущих свойств инструмента.
...
Работа с цианистыми ваннами любого состава требует строгого соблюдения правил техники безопасности, так как цианистые соли очень ядовиты.
...
— обработка стальных изде­лий смесью, состоящей из науглероживающего п азотирующего газов (например, 70—80% природного газа и 30—20% аммиака).
...
Процесс поверхностного насыщения стали алюминием, хромом, кремнием, бором, бериллием и другими элементами называют диффу­зионной металлизацией. Его осуществляют путем нагрева и выдерж­ки стальных изделий в контакте с одним или несколькими из указан­ных элементов, которые могут находиться в твердом, жидком и газо­образном состояниях.
...
Алитирование — поверхностное насыщение стали алюмини­ем для повышения жаростойкости (до 850—900° С). При нагреве али-гированпой стали на ее поверхности образуется плотная пленка окиси алюминия А1г03> которая в дальнейшем предохраняет основной металл от окисления.
...
При твердом алитировании применяют порошок алюминия или ферроалюминия с добавкой 0,5—2% хлористого аммопия. Процесс проводят при 950—1000° С в течение 3—5 ч (толщина слоя 0,2—0,3 мм) или 12—15 ч (толщина слоя 0,4—0,5 мм).
...
При жидком алитировании изделие погружают в ванну с расплав­ленным алюминием, нагретым до 750—800"С. Процесс продолжается 45—90 мин, толщина алитированного слоя достигает 0,2—0,35 мм.
...
Газовое алитирование стали проводят в закрытых ретортах газо­образным хлористым алюминием, который при высоких температурах частично диссоциирует и насыщает сталь алюминием.
...
Хромирование — поверхностное насыщение стали хро­мом в твердой, жидкой и газообразной средах. При хромировании ста-ли в твердой среде применяют порошкообразную смесь из 40—45% фер­рохрома, 45—50% шамота и 3—5% хлористого аммония. Хромиро­вание проводят при 1100—1150° С в течение 10—15 ч.
...
— поверхностное насыщение стали крем­нием — проводят для повышения износоустойчивости и улучшения коррозионной стойкости и кислотоупорности изделий. При силициро-еании в твердой среде применяют порошкообразную смесь из 60% ферросилиция, 38—39% глинозема или каолина и 2—1% хлористого аммония. Глубина силицированного слоя стали зависит от выдержки, составляет 0,2—0,8 мм.
...
Газовое силщирование стали осуществляется при 950—1050° С в атмосфере хлористого кремния в течение 2—4 ч.
...
Борированис — поверхностное насыщение стали бором для придания износостойкости и высокой твердости, которая сохраняется до 950° С. Кроме того, металлизация производится титаном, берил­лием и другими элементами.
...
По способу производства различают мартеновскую, бессемеров­скую, томасовскуто, кислородно-конверторную, тигельную и электро­сталь. По характеру футеровки плавильных агрегатов различают сталь основную и кислую. По химическому составу — углеродистые и легированные стали*. По назначению углеродистые стали разделяют на конструкционные и инструментальные. Конструкционные стали, в свою очередь, разделяют на строительные и машиностроительные. Строительные стали содержат до 0,3% С; машиностроительные цемен­тируемые — от 0,025 до 0,3% С, улучшаемые термообработкой от 0,3 до 0,5% С, пружинные — от 0,5 до 0,8% С; инструментальные — от 0,7 до 1,3% С.
...
Углеродистую сталь обыкновенного качества группы А изготов­ляют следующих марок: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб, Ст7. По мере увеличения номера стали повышается содержание углерода, а так­же прочность и твердость, но снижается пластичность и ударная вяз­кость.
...
Сталь группы Б изготовляют тех же марок, но перед маркой стали ставят букву Б (БСтО, БСт1кп). Сталь группы В изготовляют следую­щих марок: ВСт2, ВСтЗ, ВСт4 и ВСт5.
...
Стали обыкновенного качества применяют для строительных кон­струкций и неответственных деталей машин. Если из этой стали из­готовляют сварные строительные конструкции, то в ней ограничива­ется содержание углерода, серы, фосфора, азота и других примесей, ухудшающих качество сварки.
...
Углеродистые стали специального назначения имеют дополни­тельные индексы, например стали для мостовых конструкций — СТЗ мост.
...
Как уже отмечалось, в зависимости от степени раскисления сталь может быть кипящей, спокойной и полуспокойной. Кипящую сталь обозначают индексом «кп», спокойную «сп» и полуспокойную «пс». Спокойная сталь обладает более высокими показателями сопротивле­ния динамическому нагружению и ударной вязкости. Буквы М (мар­теновская) и Б (бессемеровская) в марках стали означают способ вы-' плавки. Так, мартеновскую спокойную сталь обозначают МСт. 2сп, бессемеровскую кипящую — БСт. Зкп.
...
зависимости от содержания марганца разделяют на две группы (ГОСТ 1050—74): I группа — стали с нормальным содер­жанием марганца (0,5кп, 0,8кп,..., 20, 25,...,85, где цифры показы­вают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента); II группа — стали с повышенным содержанием марганца (15Г, 20Г,... 70Г, где буква Г означает, что сталь содержит 0,7—1,2% Мп).
...
Высокоуглеродистые качественные стали 55, 60, 65 и 70 применяют для изготовления пружии, рессор и зубчатых колес. Высокие эксплу­атационные свойства достигаются закалкой с последующим отпуском в интервале 300—400° С.
...
предназначены для изготовления режущего, ме­рительного и штамповочного инструмента небольших размеров. Мар­ки этих сталей обозначаются так: буква У и цифры показывают со­держание углерода в десятых долях процента (У7, У8, У13).
...
Высококачественные стали содержат более низкое количество серы (до 0,02%) и фосфора (до0,03%), имеют меньшее содержание неметал­лических включений, обладают повышенными механическими свой­ствами.
...
Наиболее широко в строительстве применяют основную мартенов­скую сталь. Для элементов строительных конструкций, пе подвержен­ных динамической нагрузке н влиянию низких температур, ранее при­меняли бессемеровскую сталь. В сварных конструкциях ьту сталь применяли только для малоответственных назначений. Применение кислорода в конверторном производстве позволило практически пол­ностью заменить бессемеровскую сталь и значительно расширить об­ласть применения стали в строительной технике.
...
Строительные конструкционные стали в основном предназначены для работы в атмосферных условиях при обычных и пониженных тем­пературах.
...
Строительные стали должны обладать хорошей свариваемостью (не образовывать трещин в процессе сварки и не снижать ударную вязкость металла вблизи сварного шва), пластичностью, хорошей обра­батываемостью резанием.
...
Малоуглеродистую сталь обыкновенного качества применяют для изготовления строительных конструкций. По данным институтов электросварки им. Патона и Проектстальконструкции, оптимальный химический состав строительной малоуглеродистой стали cneflvioumH: 0,13—0,18% С; 0,1% Si; 0,4—0,6% Мп; до 0,035% S; до 0,04% Р.
...
Сталь группы В гарантирует не только механические свойства, но и химический состав, что очень важно для строительных сварных конструкции.
...
Стальные фасонные гнутые профили изготавливают из стали марок СтО, Ст1, Ст2, СтЗ по ГОСТ 380—71 и стали марок от 08 до 25 включи­тельно по ГОСТ 1050—74.
...
Стали, предназначенные для изготовления ответственных металло­конструкций, подвергают испытанию на чувствительность к старению после наклепа. Для этого образцы деформируют на 10%. Один обра­зец испытывают на ударную вязкость до старения, другой — после. Старение производят в течение 1 ч при 250° С с последующим охлаж­дением на воздухе.
...
Показатель чувствительности стали к деформационному старению определяют по формуле
...
V Несущие (расчетные) сварные и клепаные конструкции зданий и сооружений изготовляют из мартеновской и кислородно-конверторной стали. Для конструкций, не имеющих сварных соединений, и для свар­ных конструкций, воспринимающих только статические нагрузки, применяют в основном мартеновскую сталь.
...
Нерасчетные элементы конструкций (не несущие большие нагруз­ки) изготовляют из мартеновской и бессемеровской стали. В случае применения сварки следует использовать стали этих марок по группе Б (ГОСТ 380—71). Сталь группы Б, предназначаемую для изготовле­ния строительных конструкций, проверяют на свариваемость по спе­циальному стандарту.
...
Кровельное железо изготовляют из стали марок МСт1кп, КСт1кп. Поставляют его в виде отожженных листов толщиной 0,38—0,82 мм. Листы испытывают на перегиб с образованием двойного кровельного замка; при этом не должны появляться отслаивания, трещины, на­дрывы и изломы.
...
Конструкции из листовой стали: резервуары, газгольдеры, трубо­проводы и другие изделия изготовляют из стали различных марок: мартеновской или конверторной, кипящей или пол у спокойной. Эти ста­ли малочувствительны к концентрации напряжений, не склонны к хрупкому разрушению и старению после наклепа, обладают хорошей свариваемостью, достаточно высокой ударной вязкостью.
...
Арматурная сталь для армирования обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций подразделяется на четыре
...
класса: A-J, A-II, A-IIt и A-IV. Стержни класса А-1 изготовляют из стали: СтЗкп, СгЗсп, СтЗпс, ВСтЗкп2, КСтЗпс2: стержни класса А-П диаметром от 10 до 40 мм —- из стали марки ВСт5сп2.
...
Мостовые металлические конструкции изготовляют из горяче­катаной малоуглеродистой мартеновской стали (ГОСТ 6713—53). Сварные конструкции мостов изготовляют из стали марки М16С. Клепаные конструкции мостов изготовляют из стали марки МСтЗмост. Структура мостовых сталей должна быть мелкозернистой, однород­ной, без внешних дефектов (раковины, пористость, трещины, воло­совины).
...
Прочностные характеристики (предел прочности, предел теку­чести, относительное удлинение, ударная вязкость) имеют решающее значение при выборе марки стали для элементов мостовых конструк­ций.
...
До последнего времени строительные стали не подвергали упроч­нению термической обработкой. Однако исследования показали, что термическое упрочнение малоуглеродистой стали повышает ее меха­нические свойства [предел прочности и предел текучести стали марки МСтЗкп увеличился на 20—30%; ударная вязкость при температуре —20° С составляет не менее 40 Дж/смг (4 кгс-м/ма)|. Термическую обработку осуществляют после прокатки; такая обработка, упрочняя сталь, позволяет уменьшить массу конструкции на 15—20%.
...
Строительные стали можно упрочнить холодной обработкой дав­лением, а также высокотемпературной термомеханической обработкой при прокатке.
...
В связи с бурным развитием строительной техники и машиностро­ения и появлением новых отраслей техники —• ракетной, реактивной, атомной — потребовались сплавы, способные выдерживать широ­кий диапазон температур (от —269 до 1200° С, а в отдельных случаях до 2000—2500° С) при повышенных удельных давлениях, в условиях различных видов износа и агрессивных сред, обладающих определен­ным комплексом магнитных, электрических, оптических и других физических свойств. Нет возможности перечислить все те разнообраз­ные условия, в которых могут работать различные конструкции, ма­шины, механизмы, приборы, агрегаты.
...
Однако углеродистые сплавы, даже после термообработки, не могут по прочности удовлетворять высоким требованиям, предъявляемым к современным материалам. Углеродистая сталь имеет относительно малую прокаливаемость, повышенную склонность к старению и к пере­ходу в хрупкое состояние при пониженных температурах, малую стойкость против коррозии и т. д.
...
Сталь называют легированной, если в ее составе имеются специаль­но введенные (легирующие) элементы или содержится более 1 % Si или 1% Мп.
...
класса: A-J, A-II, A-IIt и A-IV. Стержни класса А-1 изготовляют из стали: СтЗкп, СгЗсп, СтЗпс, ВСтЗкп2, КСтЗпс2: стержни класса А-П диаметром от 10 до 40 мм —- из стали марки ВСт5сп2.
...
Мостовые металлические конструкции изготовляют из горяче­катаной малоуглеродистой мартеновской стали (ГОСТ 6713—53). Сварные конструкции мостов изготовляют из стали марки М16С. Клепаные конструкции мостов изготовляют из стали марки МСтЗмост. Структура мостовых сталей должна быть мелкозернистой, однород­ной, без внешних дефектов (раковины, пористость, трещины, воло­совины).
...
Если сталь легирована одним элементом, например хромом, нике­лем или ванадием, ее называют хромистой, никелевой, ванадиевой и т. д.; если же она легирована двумя или более компонентами, то ее называют сложиолегированной (например, хромоникелевованадиевой).
...
Легирующие элементы в стали могут находиться в свободном со­стоянии. Эти случаи очень редки. Например, свинец и медь встреча­ются в чистом виде в свинцовых и медистых сталях. Механические свойства таких сталей невысоки.
...
Легирующие элементы могут образовывать с железом химические соединения (интермегаллические соединения FeSj, Fe3W, FeCr) и твердые растворы замещения. Интерметаллические соединения часто играют роль упрочняющей фазы.
...
Все легирующие элементы по отношению к углероду подразделя­ются на две группы: элементы, не образующие карбидов, и карбидо-образующие. В периодической системе Менделеева некарбидообразу-ющие элементы стоит правее железа. К ним относятся, например, Ni, Si, Со, Си, At и некоторые другие.
...
Карбвдообразующие элементы в периодической системе Менделее­ва стоят левее железа: к ним относятся Мп, Cr, W, Mo, V, Ti, Nb, Та и др. Менее устойчивые карбиды находятся в начале этого ряда. Если в сплаве несколько легирующих элементов, то сперва образуются карбиды с более активными из них (согласно вышеуказанному ряду). В стали, содержащей карбндообразующие элементы в большом ко­личестве, образуются простые и сложные карбиды.
...
Легирующие элементы, растворенные в аустените (за исключением кобальта), уменьшая критическую скорость закалки, увеличивают прокаливаемость и улучшают закаливаемость стали. Это позволяет получать высокие механические свойства в больших сечениях и при­менять при закалке в качестве охлаждающей среды масло или воздух, что способствует уменьшению внутренних напряжений.
...
При закалке легированной стали в ней остается больше остаточного аустенита, чем в углеродистой. При отпуске легирующие элементы оказывают существенное влияние на превращения, что часто делает необходимым проводить отпуск при более высоких температурах. При одинаковых температурах отпуска твердость легированной стали будет больше, чем углеродистой.
...
Легированные стали содержат три фазы: легированный феррит, легированный аустенит и легированный цементит (карбиды). Легиро­ванный феррит представляет собой твердый раствор легирующих элементов в а-железе. Свойства легированного феррита улучшаются по мере увеличения легирующих элементов. Легированный аустенит представляет собой твердый раствор легирующих элементов в т-же-лезе. Легированный аустенит увеличивает прочность стали не только при комнатных температурах, но и при повышенных, а также сущест­венно изменяет коррозионные, магнитные и электрические свойства.
...
Согласно существующим стандартам легированные стали класси­фицируют по химическому составу, микроструктуре и назначению.
...
Для обозначения марок стали по ГОСТу принята буквенно-цифро­вая система. Буквы обозначают присутствие в стали определенного элемента; цифры, стоящие перед буквами, показывают содержание углерода в конструкционных сталях в сотых долях процента, в инстру­ментальных — в десятых долях процента. Цифры, стоящие за буквами, показывают содержание легирующих элементов в процентах. Буквами обозначены следующие Элементы:
...
легированные стали раз­деляют на тройные, содержащие один легирующий элемент (хромистые, никелевые, молибденовые); четверные, содержащие два легирующих элемента (хромоникелевые, хромомарганцевые и т. д.), и сложные, содержащие три, четыре и более легирующих элементов (хромомар-ганцевоникельтитановая сталь и т. д.).
...
По химическому составу легированные стали делятся на три клас­са: низколегированные с общим содержанием легирующих элементов до 2,5%; среднелегированные — от 2,5 до 10%и высоколегированные, содержащие более 10% таких элементов.
...
Нержавеющие, шарикоподшипниковые, быстрорежущие и неко­торые другие легированные стали выделены в особые группы; они име­ют следующее буквенное обозначение: быстрорежущие — Р, хроми­стые нержавеющие — Ж, шарикоподшипниковые — Ш, хромонике­левые нержавеющие — Я, магнитые — Е.
...
Классификация по структуре. В зависимости от структуры, полу­чаемой после нормализации, легированные стали делят на пять классов: перлитная, мартенситная, аустенитная, ферритная и кар­бидная (ледебуритная).
...
содержат незначительное количество легирующих элементов (обычно не более 5—6%), хорошо обрабатываются давлением и резанием. После нормализации имеют структуру перлита (сорбита, троостита). После закалки и отпуска за­метно повышают механические свойства. Большинство конструкционных и инструментальных сталей относятся к сталям перлитного класса.
...
содержат значитель­ное количество легирующих элементов, характеризуются высокой твер­достью, трудно обрабатываются резанием; вследствие этого не полу­чили широкого распространения. Структура этих сталей —легирован­ный мартенсит и избыточные карбиды.
...
мости от химического состава может быть сорбитной или мартенсит-ной. Стали этого класса имеют высокую твердость и износостой­кость.
...
При ковке стали карбидного класса включения карбидов равно­мерно распределяются в основной металлической массе в виде глобу-лей.
...
По структуре в отожженном состоянии легированные стали делятся на четыре группы: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные.
...
Классификация по назначению. По назначению легированные ста­ли разделяют на три класса конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими свойствами.
...
подразделяются на два под­класса: стали, применяемые при обычных температурах, и стали, при­меняемые при повышенных температурах.
...
Марганцовистые конструкционные стали, содержащие более 1,5%Мп, имеют повышенную склонность к отпускной хрупкости; их удар­ная вязкость резко снижается при медленном охлаждении после от­пуска.
...
Кремнистые стали марок 50С2, 55С2, 60С2, 70СЗА содержат крем­ния от 1,5до 2,8% (ГОСТ 14959—69). Кремний также недефицитный ле­гирующий элемент; из кремнистой стали изготавливают рессоры и пру­жины. После закалки в масле и отпуске при 300—400° С такая сталь приобретает высокую прочность, ударную вязкость и пластич­ность.
...
Хром в СССР не является дефицитным легирующим элементом, поэтому хромистые конструкционные стали широко применяют в промышленности. Хром снижает критическую скорость закалки и увеличивает прокаливаемость стали, повышая устойчивость аустени­та. После закалки и высокого отпуска в стали повышается предел прочности и текучести, пластичность почти не изменяется, а твер­дость повышается благодаря образованию карбидов, вязкость несколь­ко снижается. В машиностроении широко применяют хромистые конструкционные стали марок 15Х, 20Х,..., 50Х (ГОСТ 4543—71) с содержанием 0,7—1,1% Сг.
...
Широкое распространение имеет сталь марки 15ХА. Изделия из этой стали подвергают цементации. Для получения в цементованном слое мартенситной структуры и высокой твердости сталь марки I5XA закаливают с охлаждением в масле для уменьшения дефор­маций изделия.
...
Добавка 0,1 % V к хромистой стали измельчает структуру металла. Это положительно влияет на пластичность стали, уменьшает склон­ность ее к перегреву, повышает механические свойства (особенно ударную вязкость).
...
Из стали марки 40Х изготовляют коленчатые валы и другие ответ­ственные детали. Сталь марки 50ХФА предназначена для изготовления особо ответственных пружин.
...
Хромомолибденовую сталь 35ХМА применяют для изготовления высоконагруженных болтов, шпилек, шестерен, валов. Присадка в сталь 0,4—0,55%) Мо увеличивает ее прокаливаемость, уменьшает склонность к перегреву и устраняет отпускную хрупкость. Благодаря хорошей свариваемости хромомолибденовую сталь используют в свар­ных конструкциях.
...
Хромокремнемарганцовистая сталь 13ХГСА и другие хорошо сва­риваются. Из этой стали изготовляют валики, оси и сварные конструк­ции, работающие при знакопеременных нагрузках.
...
Никель — очень полезный, но в то же время дефицитный легиру­ющий элемент; его следует применять лишь там, где другие легирую­щие элементы не могут обеспечить требуемых параметров. Никель увеличивает прокаливаемость стали, повышает устойчивость аустени­та и уменьшает критическую скорость закалки. После закалки и от­пуска прочность никелевых сталей повышается без заметного умень­шения пластичности и вязкости металла. Чисто никелевые стали не получили широкого примененин, так как сложные стали, в которых
...
Марганцовистые конструкционные стали, содержащие более 1,5%Мп, имеют повышенную склонность к отпускной хрупкости; их удар­ная вязкость резко снижается при медленном охлаждении после от­пуска.
...
Кремнистые стали марок 50С2, 55С2, 60С2, 70СЗА содержат крем­ния от 1,5до 2,8% (ГОСТ 14959—69). Кремний также недефицитный ле­гирующий элемент; из кремнистой стали изготавливают рессоры и пру­жины. После закалки в масле и отпуске при 300—400° С такая сталь приобретает высокую прочность, ударную вязкость и пластич­ность.
...
Хром в СССР не является дефицитным легирующим элементом, поэтому хромистые конструкционные стали широко применяют в промышленности. Хром снижает критическую скорость закалки и увеличивает прокаливаемость стали, повышая устойчивость аустени­та. После закалки и высокого отпуска в стали повышается предел прочности и текучести, пластичность почти не изменяется, а твер­дость повышается благодаря образованию карбидов, вязкость несколь­ко снижается. В машиностроении широко применяют хромистые конструкционные стали марок 15Х, 20Х,..., 50Х (ГОСТ 4543—71) с содержанием 0,7—1,1% Сг.
...
Широкое распространение имеет сталь марки 15ХА. Изделия из этой стали подвергают цементации. Для получения в цементованном слое мартенситной структуры и высокой твердости сталь марки I5XA закаливают с охлаждением в масле для уменьшения дефор­маций изделия.
...
никель используется в сочетании с другими легирующими элемента­ми обладают лучшими свойствами. Хромоникелевые стали (ГОСТ
...
Сталь марок 12ХНЗА и I2XH4A служит для изготовления зубча­тых колес, валов, пальцев, осей и других деталей, подвергаемых цементации.
...
Большое применение получила также хромоникельвольфрамовая сталь (18ХНВА). Ее применяют после закалки и низкого отпуска, а также после цементации с последующей закалкой и отпуском.
...
В течение многих лет основным материалом для строительных стальных конструкций была только малоуглеродистая сталь. Однако такая рядовая сталь не может полностью удовлетворить растущие по­требности строительной техники.
...
Стремление к снижению массы (веса) строительных конструкций и уменьшению их сечений, а также необходимость применения сталей с более высокими физико-механическими свойствами, повышенной коррозионной стойкостью и пониженной чувствительностью к хладо-ломкости и старению вызвали необходимость замены углеродистых сталей низколегированными.
...
Наибольшее применение в строительной технике для металличе­ских конструкций получили низколегированные стали марок 10ХСНД, 15ХСНД, 16ГС, 10Г2СД, 09Г2, 14Г2 и др. Для улучшения структуры, уменьшения ее чувствительности к старению и хладоломкости иногда вводят (в сотых долях) титан, бор, вольфрам, ванадий, цирконий. Низколегированные стали понижают температуру перехода в хрупкое состояние; при температурах ниже —40° С их ударная вязкость не должна снижаться более чем на 50%.
...
Низколегированные строительные стали обладают высокой плас­тичностью и ударной вязкостью. После старения при 40° С ударная вязкость этих сталей должна составлять не менее 0,3 МДж/м* (3 кгс-м/см2). Предел текучести o0i2 является основной характери­стикой стали при расчете элементов строительных конструкций. Если у углеродистых сталей о0>8 220—230 МН/ма (22—23 кгс/мм2), то для низколегированной с'0Л = 340-^370 МН/м2 (34—37 кгс/мм2), т. е. в 1,5 раза выше. Низколегированные строительные стали обла­дают высокой пластичностью (б — 18—20%, ф = 45—50%) и удар­ной вязкостью вдоль волокна аа = 0,8 МДж/мг (8 кгс-м/см2) и по­перек волокна ан = 0,6 МДж/м2 (6 кгс-м/см2).
...
никель используется в сочетании с другими легирующими элемента­ми обладают лучшими свойствами. Хромоникелевые стали (ГОСТ
...
Эти стали применяют для изготовления инструмента в тех случа­ях, когда углеродистая сталь является недостаточно стойкой в рабо­те. Низколегированные
...
Низколегированные инструментальные стали марок X, 9ХС, ХГ, ХВГ и некоторые другие относятся к группе эвтектоидных и заэвтек-тоидных сталей. По сравнению с углеродистыми эти стали обладают несколько большей твердостью и износоустойчивостью.
...
содержат значительное количество карбидообразующих эле­ментов, которые повышают способность стали сохранять твердость и режущие свойства инструмента при повышенных температурах (красностойкость). Обычно для изготовления режущих инструмен­тов применяют сталь марки Р18 (0,8% С, 18% W, 4% Сг и 1,5%У)и сталь марки Р9 (0,9% С, 9% W, 4% Сг и 2—2,5% V) после соответст­вующей обработки. Эти стали называют быстрорежущими; изготов­ленные нз них инструменты могут работать при высоких скоростях резания.
...
Структура литой быстрорежущей стали состоит из перлита, леде­бурита и вторичных карбидов. После обработки давлением и отжига получаем структуру из сорбитообразного перлита и избыточных кар­бидов.
...
Высокие режущие свойства быстрорежущая сталь получает после соответствующей термической обработки (рис. 54). При закалке этой стали из-за плохой ее теплопроводности нагрев до 850°С должен быть очень медленным во избежание термических напряжений и образо­вания трещин с последующей выдержкой при этой температуре. На­грев с 850 до 1300° С, когда сталь уже находится в достаточно пласти­ческом состоянии, наоборот, должен быть очень быстрым, выдержка кратковременная, чтобы предотвратить обезуглероживание поверх­ности инструмента. Высокие температуры при закалке стали Р18 (1250—1300° С) требуются для возможно более полного растворения вторичных карбидов в аустениге. После нагрева до указанных тем­ператур закалки и надлежащей выдержки инструменты охлаждают в масле или на воздухе.
...
В результате закалки получается структура, состоящая из мартенси­та, остаточного аустенита и сложных карбидов. После закалки твер­дость быстрорежущей стали равна HRC 61—63.
...
Для получения необходимых свойств закаленный инструмент под­вергают высокому отпуску при температуре 560°±10°С. При этом из мартенсита выделяются карбиды вольфрама и ванадия, которые по­вышают твердость инструмента. Кроме того, происходит превращение остаточного аустенита в мартенсит. Для некоторых видов инструмен­тов широко применяют ступенчатую закалку быстрорежущей стали в расплавленных солях при 500—550° С.
...
Однократный отпуск стали марки Р18 (рис. 54, б) не обеспечи­вает перевода всего остаточного аустенита в мартенсит. Поэтому для получения наилучших режущих свойств применяют многократный от­пуск стали Р18 (чаще всего три отпуска в течение 1 ч каждый, рис. 54, а). Твердость повышается до HRC 64. В некоторых случаях возможно применение режима /// (рис. 54, в); после каждого отпуска охлажде­ние проводят при температуре 300° С в течение 3 ч. Обработка быст­рорежущей закаленной стали холодом при —80° С, во время которой значительная часть остаточного аустенита переходит в мартенсит, позволяет ограничиться однократным отпуском. После указанной термообработки структура состоит из мартенсита и карбидов. Для повышения режущих свойств инструмент из быстрорежущей стали после отпуска иногда подвергают низкотемпературному цианирова­нию.
...
Легированные стали и сплавы с особыми физическими и химиче­скими свойствами можно разделить на пять классов: нержавеющие; жаростойкие (окалиностойкие, термостойкие) и жаропрочные; износо­устойчивые; магнитные; с особыми тепловыми свойствами.
...
Структура литой быстрорежущей стали состоит из перлита, леде­бурита и вторичных карбидов. После обработки давлением и отжига получаем структуру из сорбитообразного перлита и избыточных кар­бидов.
...
Высокие режущие свойства быстрорежущая сталь получает после соответствующей термической обработки (рис. 54). При закалке этой стали из-за плохой ее теплопроводности нагрев до 850°С должен быть очень медленным во избежание термических напряжений и образо­вания трещин с последующей выдержкой при этой температуре. На­грев с 850 до 1300° С, когда сталь уже находится в достаточно пласти­ческом состоянии, наоборот, должен быть очень быстрым, выдержка кратковременная, чтобы предотвратить обезуглероживание поверх­ности инструмента. Высокие температуры при закалке стали Р18 (1250—1300° С) требуются для возможно более полного растворения вторичных карбидов в аустениге. После нагрева до указанных тем­ператур закалки и надлежащей выдержки инструменты охлаждают в масле или на воздухе.
...
В результате закалки получается структура, состоящая из мартенси­та, остаточного аустенита и сложных карбидов. После закалки твер­дость быстрорежущей стали равна HRC 61—63.
...
Для получения необходимых свойств закаленный инструмент под­вергают высокому отпуску при температуре 560°±10°С. При этом из мартенсита выделяются карбиды вольфрама и ванадия, которые по­вышают твердость инструмента. Кроме того, происходит превращение остаточного аустенита в мартенсит. Для некоторых видов инструмен­тов широко применяют ступенчатую закалку быстрорежущей стали в расплавленных солях при 500—550° С.
...
Однократный отпуск стали марки Р18 (рис. 54, б) не обеспечи­вает перевода всего остаточного аустенита в мартенсит. Поэтому для получения наилучших режущих свойств применяют многократный от­пуск стали Р18 (чаще всего три отпуска в течение 1 ч каждый, рис. 54, а). Твердость повышается до HRC 64. В некоторых случаях возможно применение режима /// (рис. 54, в); после каждого отпуска охлажде­ние проводят при температуре 300° С в течение 3 ч. Обработка быст­рорежущей закаленной стали холодом при —80° С, во время которой значительная часть остаточного аустенита переходит в мартенсит, позволяет ограничиться однократным отпуском. После указанной термообработки структура состоит из мартенсита и карбидов. Для повышения режущих свойств инструмент из быстрорежущей стали после отпуска иногда подвергают низкотемпературному цианирова­нию.
...
Нержавеющая сталь обладает высоким сопротивлением коррозии в различных агрессивных средах. Наиболее широкое применение по­лучили нержавеющие стали, содержащие 0,1—0,45% С и 12—14% Сг. Хром образует на поверхности стали тонкую и плотную пленку окиси хрома, которая надежно защищает изделие от разрушения в агрессив­ной среде. Высокой коррозионной стойкостью обладают также хромо-никелевые стали аустенитного класса (0,12—0,14% С, 17—20% Сг и 8—11% Ni).
...
Жаростойкие стали (окалиностойкие) — это сплавы, которые в течение длительного времени при температурах выше 550° С не раз­рушаются с поверхности под действием газовой среды.
...
Жаростойкие сплавы и стали применяют для изготовления деталей, подвергающихся воздействию высоких температур, но не испытываю­щих большой нагрузки. В некоторых случаях такие стали используют для нагревательных элементов печей.
...
Жаропрочные стали и сплавы должны иметь не только достаточную окалиностойкость, но и сохранять механические свойства при высо­ких температурах.
...
В состав жаростойких сплавов вводят хром, алюминий и кремний, которые увеличивают сопротивляемость стали воздействию окисли­тельных газов (газовой коррозии) при высоких температурах. Дейст­вие этих элементов основано на образовании тонких, плотных оки-сных пленок етз
...
Хромистая сталь (12—14% Сг) обладает достаточной окалино-стойкостью до 750—800° С. При содержании в стали 15—17% Сг окалиностойкость сохраняется до 850—1000° С, а при 30% Сг—до 1100° С.
...
Сложные легированные стали, содержащие большое количество кремния, хрома, никеля (Х6СЮ, 4Х9С2, 1Х12СЮ, Х18Н25СЮ), об­ладают высокой окалиностойкостью при нагреве от 800 до 1100° С.
...
Для изготовления деталей, подверженных действию высоких тем­ператур и давления, обычно применяют хромоникелекремнистую сталь марки Х25Н20С2. Детали паровых и газовых турбин и клапаны из­готовляют из более сложной стали марки 4Х14Н14В2М.
...
Из группы износостойких сталей упомянем марганцовистую сталь (0,9— 1% Си около 12—14% Мп), которая после закалки в воде при 1000—1050° С имеет чисто аустенитную структуру. Эту сталь приме­няют для изготовления деталей, которые при большой вязкости долж­ны обладать и высокой сопротивляемостью износу (черпаки и козырь­ки землечерпательных машин, экскаваторов, драг, дробильные щеки, железнодорожные стрелки и крестовины).
...
необходимы для изготовления постоянных магнитов, которые устанавливают в ряде измерительных приборов, радиоаппаратуре и т. д. Эти стали должны обладать высо­кой коэрцитивной силой и высокой остаточной индукцией. Постоянные магниты изготовляют из сложных сталей, легированных Со, W, Сг, Ni, Си и А1.
...
Высокие магнитные свойства и их стабильность в магнитотвердых сталях достигаются не только путем введения определенных количеств легирующих элементов, но и при соблюдении специальных режимов термической обработки. Сначала проводят нормализацию при тем­пературе 1100—1250° С, затем нагрев под закалку до температур 830— 850° С с охлаждением в масле и, наконец, отпуск при 100° С (охлаж­дение на воздухе).
...
Стали с большим содержанием никеля (35—44%) и малым содер­жанием углерода (до 0,35%) имеют аустенитную структуру, что обес­печивает низкий коэффициент их теплового расширения при нагреве.
...
Известны стали трех марок с особыми тепловыми свойствами: ин­вар (36% Ni) и супер-инвар (31% Ni и 50% Со), платинит (42% Ni) и элинвар (Х8Н36). Коэффициент линейного расширения инвара от —450 до -Г 100° С близок к нулю. Однако при температуре выше 100° С этот коэффициент повышается и при 275° С становится больше коэф­фициента линейного расширения обыкновенных сталей. Инвар при­меняют в точном приборостроении (геодезические и оптические при­боры).
...
Платинит имеет коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициенту линейного расширения стекла, хорошо припаивается к нему (заменяет дорогую платину).
...
Элинвар отличается постоянным модулем упругости, практически не изменяющимся в пределах температур от —50 до +100° С. Из элин­вара изготовляют часовые пружины, камертоны и детали многих фи­зических приборов.
...
Твердые сплавы, изготовленные на основе тугоплавких карбидов, отличаются высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, жаро­стойкостью и хорошим сопротивлением коррозии.
...
По способу производства они разделяются на литые и металло-керамические, получаемые спеканием порошков карбидов вольфрама и титана с кобальтом или никелем.
...
Литые сплавы — стеллиты — содержат до 2,5% С; около 40% Сг; 13—17% W; 50—55% Со и незначительное количество никеля; они обладают высокой твердостью (HRC до 65).
...
Сталинит не содержит дефицитного вольфрама (10% С; 18% Сг; 15% Мп и 57% Fe); имеет очень высокую твердость (HRC 65). Эти спла­вы выпускаются в виде прутков диаметром 5—10 мм и длиной 200— 300 мм. Благодаря высокой твердости при температурах 600—800° С
...
Для получения металлокерамических твердых сплавов использу­ется порошкообразная смесь карбидов вольфрама и металлического кобальта (иногда также карбида титана), которую подвергают прес­сованию и последующему спеканию. В готовом виде металлокерами-ческий твердый сплав состоит из мельчайших зерен карбидов воль­фрама (и титана), связанных между собой кобальтом. Эти сплавы озлащают особо высокой твердостью (HRC до 85) вплоть до темпера­туры 800—900° С.
...
обо­значают так: ТК15, Т5КЮ, Т30К4. Примерный состав сплава Т14К8: 78% карбидов вольфрама, 14% карбидов титана и 8% кобаль­та. Микроструктура вольфрамокобальтовых сплавов состоит из двух фаз: карбидов вольфрама и твердого раствора вольфрама и углерода в кобальте. Микроструктура титановольфрамовых твердых сплавов состоит из карбидов вольфрама и титана и твердого раствора на ос­нове кобальта с карбидами вольфрама и титана.
...
Для деталей, работающих при высокой температуре, от которых тре­буется одновременно жаропрочность, окалиностойкость, коррозион­ная стойкость и твердость, применяют керметы.
...
Керметами называют порошковые сплавы, являющиеся сочетани­ями металлов и неметаллических материалов (карбидов, окислов, нитридов, боридов, силицидов). Связукщим материалом могут слу­жить порошки никеля, кобальта, хрома и др.
...
В зависимости от чистоты температура плавления алюминия колеб­лется от 667 до 660е С. Чистый алюминий обладает высокой пластичностью (S«40%), небольшой прочностью (сгвя^80 МН/м2 (МПа), высокой электропроводностью, относительно высокой тепло­проводностью, теплоемкостью и коррозионной стойкостью на воздухе.
...
зависимости от содержания примесей чистый алюминий по ГОСТ 11069—64 подразделяется на особо чистый А999 (99,999% А1) и вы­сокой чистоты А99, А995, А97, А95 и технически чистый А85, А8, А7, А6, А5 и т. д. Примеси значительно снижают электропроводность, теплопроводность и пластические свойства алюминия.
...
Низкий предел прочности чистого алюминия сильно ограничивает область его применения. В качестве конструкционных материалов промышленность широко применяет сплавы алюминия с другими ме­таллами и неметаллами, сочетающие в себе лучшие свойства чистого алюминия и повышенные прочностные характеристики добавок. За последние годы в технике нашли применение многокомпонентные ле­гированные сплавы на основе алюминия, которые по своим прочност­ным и другим свойствам конкурируют с традиционными сплавами на основе железа и других металлов.
...
Деформируемые алюминиевые сплавы. В зависимости от химичес­кого состава деформируемые сплавы можно разделить на следующие семь групп: сплавы на основе системы А1—Мп (АМц); сплавы на осно­ве системы Al—Mg—Si (АД31, ДДЗЗ, АД35, АВ); сплавы на основе системы Al—Си—Mg (Д1, Д16, В65, ВД17, Д18, Д19); сплавы на осно­ве системы Al—Mg—Мп (AMrl, АМг2, АМгЗ, АМг5, АМгб); сплавы на основе системы Al—Mg—Zn—Си (В93, В94, В95, В96); спла­вы на основе системы Al—Сс—Mg—Ni—Fe (АК2, АК4, AK4-I); сплавы на основе системы Al—Si—Mg—Си (АКб—АК8).
...
Деформируемые алюминиевые сплавы, подвергаемые механиче­ской и термической обработке, имеют специальные буквенные обо­значения, указывающие характер этой обработки; М (мягкий) — отож­женный; Н — нагартованный, Т — термически обработанный (после закалки и естественного старения), Т1 — после закалки и искусст­венного старения, ТН — нагартованный после закалки и естествен­ного старения, ТНВ —■ нагартованный после закалки и естественного старения с повышенным качеством выкатки, О — отожженные лис­ты с повышенной выкаткой, А — плакированные листы, Б — без плакировки (листы), УП — утолщенная плакировка, Р — сплав для заклепок. По новому ГОСТу принята единая цифровая марки­ровка.
...
колеблется от 2 до 7%, а марганца 1,0—1,6%. По структуре эти спла­вы представляют однородный твердый раствор марганца, магния, меди и других элементов в алюминии. Упрочнение указанных сплавов дос­тигается деформацией в холодном состоянии (наклеп, нагартовка).
...
В строительстве и мостостроении термически иеупрочняемые алю­миниевые сплавы применяют для несущих сварных конструкций (фер­мы, арки, балки и т. д.), малонагруженных и ненагруженных эле­ментов конструкций здания (кровельные настилы, стеновые панели, дверные и оконные переплеты, арматурные детали).
...
В строительстве применяют сплавы АМгбМ (5,8—6,8% Mg, 0,5— 0,8% Мп, 0,02—0,1 % Ti), АМг5 (4,7—5,7% Mg, 0,2—0,6% Мп), АМгЗМ (3,2—3,8% Mg, 0,3—0,6% Мп, 0,5—0,8% Si), АМг5ВМ (4,8—5,5% Mg, 0,3—0,6% Мп, 0,02% V). Все эти сплавы обладают высокой корро­зийной стойкостью.
...
Сплав марки АМгб в состоянии поставки (АМгбМ) обладает следу­ющими механическими свойствами: аи = 320 МН/м2 (МПа); НВ 800 МН/м2 (МПа), б =20%. Прочность этого сплава по сравнению со сталью марки СтЗ в 1,9 раза больше; по сравнению с легированной сталью марки 15ХСНД — в 1,38, а марки 10ХСНД — в 1,17 раза.
...
Сплавы этой подгруппы приобре­тают высокие механические свойства и хорошую сопротивляемость коррозии только в результате термической обработки. Эти сплавы делят на авиали (АВ, АД31, АДЗЗ), дуралюмин (Д1,Д16; АК6, АК8), сплавы высокой прочности (В96, В95) и специальные сплавы, работаю­щие при повышенных температурах — жаропрочные (АК4, АК4-1, ВД17). Термическая обработка заключается в закалке и последующем старении. Изменение структуры можно проследить по диаграмме со­стояния системы А1—Си (рис. 55). Выбор температуры закалки опре­деляется левой частью этой диаграммы. При обычной температуре содержание Си составляет 0,5%; с возрастанием температуры раство­римость меди в алюминии увеличивается при эвтектической темпера­туре (548° С).
...
Из диаграммы видно, что алюминий с медью образует ограниченные твердые растворы различной концентрации (в зависимости от тем­пературы) и химическое соединение СиА12. Сплавы А1—Си, содер­жащие до 0,5% Си, после медленного охлаждения имеют однофазную структуру а-раствора меди в алюминии; при содержании 0,5— 5,7% Си — двухфазный а-раствор -|СиА12. Если этот двухфазный сплав нагреть до температуры выше линии предельной растворимости меди в алюминии, то химическое соединение СиА1г растворится в алю­минии и сплав станет однофазным. Это обстоятельство используется При закалке А1—Си сплавов. При быстром охлаждении примерно с температуры 550° С СиА1г не успевает выделиться из а -твердого раст­вора и последний зафиксируется в неустойчивом метастабильном сос­тоянии. Этот пересыщенный твердый раствор сохраняется, как пра­вило, около 30 мин (инкубационный период) и в дальнейшем распадает-
...
колеблется от 2 до 7%, а марганца 1,0—1,6%. По структуре эти спла­вы представляют однородный твердый раствор марганца, магния, меди и других элементов в алюминии. Упрочнение указанных сплавов дос­тигается деформацией в холодном состоянии (наклеп, нагартовка).
...
ся с выделением соединения CuAI2. Происходит процесс старения. После старения прочность и твердость увеличиваются. Во время ин­кубационного периода можно осуществлять пластическую деформацию. По окончании этого периода производить ковку, гибку, отбортовку невозможно.
...
Выделившиеся дисперсные частицы (О'-фаза) не отлича­ются по химсоставу от СиА12 и вызывают упрочнение сплава; так, например, если алюминиевомедный сплав после отжига имеет предел прочности разрыву о„=200 МН/ма (МПа), и свежезака­ленный сплав 250 МН/мг (МПа), то после старения прочность повышается до 400 МН/м* (МПа).
...
приобретает свойства свеже­закаленного сплава (явление возврата). Это широко используют на практике при выполнении различных технологических операций, связанных с пластической деформацией.
...
К сплавам низкой прочности о„ < 300 МН/мг (МПа) относятся марки AMrl, АМг2, АМгЗ, АМг4, АМгб. Они обладают хорошей кор­розийной стойкостью. Средней прочностью ов 300 до 450 МН/м* (МПа) обладают ковочные сплавы АК4, АК6, АК8, а также дуралю-мин Д1, Д16, Д19 и др. Их применяют после закалки и искусственно­го или естественного старения. Холодная пластическая деформация со степенью обжатия 5—10% повышает прочностные свойства дуралюмииа. Сплавы высокой прочности (а„;>450 МН/мг) типа В93, В95 применя­ют после закалки и искусственного старения.
...
Литейные алюминиевые сплавы находят в промышленности широ­кое применение. ГОСТ 2685—63 предусматривает более 35 марок литейных алюминиевых сплавов, которые можно разделить на шесть основных групп (по химическому составу):
...
Улучшение обрабатываемости ретлнием для по­вышения чистоты поперхнопи. Повышение механи­ческой прочности (до 20%) деталей из сплавов АЛЗ. АЛ5 и др.
...
прочностью и удовлетворительной пластичностью (от 2,5 до 8%). Меха­нические свойства и режимы термической обработки некоторых спла­вов этой группы приведены в табл. 5.
...
Механические свойства и режимы термообработки (ТО) некоторых силуминов
...
ных нагрузок в различных климатических условиях. Режимы термо­обработки (ТО) и механические свойства некоторых сплавов этой груп­пы представлены в табл. 6.
...
В строительной индустрии с каждым годом увеличивается при­менение строительных алюминиевых сплавов в качестве основного конструкционного материала в несущих конструкциях зданий и со­оружений, а не только в ограждающих элементах, оконных и двер­ных переплетах.
...
Основными*достоинствами деформируемых и литейных сплавов являются: значительная удельная прочность, высокая технологи­чность (в холодном и в горячем состоянии), сохранение высоких прочностных свойств при отрицательных температурах, повышенная жаростойкость, значительная стойкость против коррозии.
...
Из сплавов марок Д1, Д6, Д16 изготовляют клепаные несущие конструкции сооружений и зданий {арки, фермы, балки и др.), а также различные элементы конструкций, совмещающих функции ограждающих и несущих конструкций (кровельные панели, карка­сы стеновых панелей, подвижные потолки и др.). Для силовых эле­ментов конструкций рекомендуется применять дюралюминий Дб и Д16, а для элементов конструкций средней прочности сплав Д1. Сварку можно применять только в тех конструкциях, в которых сварные швы мало нагружены. Ответственные конструкции не ре­комендуется сваривать, так как в околошовной зоне в результате нагрева прочность значительно понижается. Это не относится к сплавам АВ, АД31, АДЗЗ.
...
Магний — металл И группы периодической системы серебристо-белого цвета, порядковый номер 12, кристаллическая решетка Г12. Температура плавления 651° С, кипения 1007° С, плотность 1740 кг/мэ, оЕ - 180 МН/м2, S — 5%, НВ 300 МН/ма, мягкий, относитель­но легко воспламеняется и горит ослепительным пламенем, выделяя значительное количество тепла. Среди конструкционных материалов он самый мягкий и легкий.
...
Магний выпускают двух марок Мг! и Мг2. В машиностроении в чистом виде магний не применяют, но сплавы на его основе широко используют в различных отраслях промышленности как в литом, так и в деформируемом состояниях. Основные легирующие элементы магниевых сплавов: Al, Zn, Мп, Zr, CI.
...
К вредным примесям относят К, Na, Ni, Fe, Си и газ Н2, снижаю­щие коррозийные и механические свойства сплавов. Легирующие элементы образуют с магнием твердые растворы-и соединения типа Mg3Al3, MgAl, MgZn2, Mg4Al3Zn3 и др. Алюминий (до 10%) и цинк (до 50%) повышают механические свойства магниевых сплавов. Мар­ганец в количестве от 1 до 2,5 % улучшает прочностные свойства, а при малом содержании (0,15—0,5%) только антикоррозийные свойства. Термическая обработка (включая старение) повышает прочностные свойства сплавов на 25—35%,
...
В строительной индустрии с каждым годом увеличивается при­менение строительных алюминиевых сплавов в качестве основного конструкционного материала в несущих конструкциях зданий и со­оружений, а не только в ограждающих элементах, оконных и двер­ных переплетах.
...
Основными*достоинствами деформируемых и литейных сплавов являются: значительная удельная прочность, высокая технологи­чность (в холодном и в горячем состоянии), сохранение высоких прочностных свойств при отрицательных температурах, повышенная жаростойкость, значительная стойкость против коррозии.
...
Из сплавов марок Д1, Д6, Д16 изготовляют клепаные несущие конструкции сооружений и зданий {арки, фермы, балки и др.), а также различные элементы конструкций, совмещающих функции ограждающих и несущих конструкций (кровельные панели, карка­сы стеновых панелей, подвижные потолки и др.). Для силовых эле­ментов конструкций рекомендуется применять дюралюминий Дб и Д16, а для элементов конструкций средней прочности сплав Д1. Сварку можно применять только в тех конструкциях, в которых сварные швы мало нагружены. Ответственные конструкции не ре­комендуется сваривать, так как в околошовной зоне в результате нагрева прочность значительно понижается. Это не относится к сплавам АВ, АД31, АДЗЗ.
...
рых других редкоземельных металлов (например, церия) способству­ют получению мелкозернистой структуры, улучшают механические свойства и пластичность, понижают окисляемость при нагреве.
...
Магниевые сплавы так же, как и алюминиевые, разделяются на деформируемые и литейные. В настоящее время возрос ассортимент деформируемых
...
Сплавы МА1 и МА8 содержат от 1,0 до 2,5% Мп; в состав МА8 входит также церий до 0,35%. Эти сплавы обладают следующими ме­ханическими свойствами: он^ 250 МН/м2, НВ 500 МН/ма, 6 = = 18%, плотность 1760 кг/мя. Сплавы хорошо обрабатываются резанием, отличаются высокой пластичностью в горячем состоянии, обладают удовлетворительной коррозийной стойкостью, хорошо свариваются, относигедьно экономичны.
...
Сплавы МА2, МАЗ, МА5 легированы алюминием (3,5—9,2% А1 с добавкой десятых допей процента цинка и марганца), обладают следующими механическими свойствами: ов=250—320 .МН/м1, НВ 550—600MH/m
...
Сплавы МА9 и ВМ19 относят к жаропрочным, т. е. выдерживаю­щим нагрузку при 350—400° С. Сплав МА9 имеет состав: 0,4—0,8% А1, 1,0—1,8% Мп, 0,1—0,3% Се, а сплав ВМ19 — 2% Мл и 3% Се.
...
широко применяют для изготовления фасонного литья, хотя по сравнению с алюми­ниевыми сплавами обладают значительно худшими литейными свойствами. Они имеют маркировку, подобную алюминиевым сплавам, и могут быть разделены на пять основных групп:
...
на основе системы Mg—Si (МЛ1); Mg—Мп (МЛ2); Mg—Al -Zn (МЛЗ, МЛ4, МЛ5, МЛ6, МЛ7-1); сплавы,содержащис цирконий и редко­земельные металлы (МЛ9, МЛ 10, МЛН, МЛ 12, ВМЛЗ); сплавы, со­держащие торий и другие элементы (МЛ14, ВМЛ1, ВМЛЗ).
...
Сплавы группы I (МЛ1) содержат 1,0—1,5% Si, обладают сравни­тельно низкими механическими свойствами (ов = ПО МН/м8, НВ 44 МН/м2 и S ^ 3%), малой удельной плотностью; их применяют главным образом для отливки деталей, от которых требуется герме­тичность при повышенных давлениях.
...
Сплавы группы /// (МЛЗ) в отличие от первых двух обладают луч­шими механическими свойствами как в литом состоянии, так и после термической обработки. Типичные представители этой группы сплавы МЛЗ, МЛ4 и МЛ5. Упрочняющими фазами при термообработке яв­ляются соединения тина: MgI7Ali2 и MgsAbZns- Из сплава МЛЗ (2,5—3,5% А1, 0,5—1,5% Zn и 0,15—0,5% Мп) отливают детали по­вышенной герметичности (корпуса насосов, части арматуры и Др.). Механические свойства сплава МЛЗ: ов =160 МН/м , НВ 400 МН/м'; 6 =696.
...
Сплав группы IV (МЛ4) (5—7% А1, 2—3% Zn, 0,15—0,5% Мп) после гомогенизации с закалкой на воздухе и последующем старений имеет повышенные механические свойства: о„ = 230 МН/м2, НВ 600 МН/м2 и б - 2—5%.
...
Сплав группы V (МЛ5) обладает аналогичными механическими свой­ствами. Из этого сплава отливают высоконагруженные детали двига­телей и приборов, корпуса пневматических и ручных инструментов и т. д.
...
Сплавы V группы относят к жаропрочным. Литые детали могут ра­ботать при температурах 350—400° С. Сплавы этой группы подверга­ют закалке от температуры 410° С с последующим искусственным ста­рением при 180° С в течение 12 ч. Такая термическая обработка по­вышает ов до 260 МН/м2, НВ до 800 МН/м2 и 5 до 9%.
...
Следует отметить, что литейные магниевые сплавы по удельной прочности превосходят высокопрочные алюминиевые сплавы и неко­торые конструкционные стали.
...
Медь относится к тяжелым цветным металлам, ее плотность 8,94 кг/м3, температура плавления 1083° С, кипения 2360° С, крис­таллическая решетка — гранецентрированный куб. Механические свойства чистой меди после отжига: ов = 220—240 МН/м2, НВ 45 МН/м2, б = 50%, ф = 75%. В чистом виде медь применяют для электротехнических целей (провода, шины, кабель). Согласно ГОСТ 854—66 имеется 10 марок технической меди (М00, МО, Ml, М1Р, М2, М2Р, МЗ, МЗР, М4).
...
пластичностью — латуни с 30—32% Zn. Сплавы, содержащие до 10% цинка, называют томпаками, а от 10 до 20% Zn— полутомпаками. В технике применяют деформируемые и литейные латуни.
...
С увеличением содержания цинка (рис. 57) прочность и пластич­ность латуни сначала повышаются, а затем уменьшаются. При содер­
...
жании до 39% Zn латунь состоит из одной а-фазы. С увеличением содержа­ния цинка до 46% возникает вторая фаза В, представляющая твердый раст­вор CuZn. Эта фаза является твердой и хрупкой структурной составляющей.
...
Широкое применение получили а-латуни, содержащие до 39% Zn и обладающие высокой прочностью. Эти латуни можно обрабатывать давлением в холодном состоянии. Пластичность нагартованного сплава восстанавли­вают рекристаллизационным отжигом при температуре 600—700°С с последу­ющим охлаждением на воздухе. Широ­ко применяют также латуни, содержа­щие от 39 до 45% Zn и имеющие струк­туру а + р твердые растворы. К лату-ням относят также томпак, содержащий 90% и более меди (остальное цинк), и много других нетолько двухкомпонент-ных, но и более сложных сплавов, со­держащих кроме цинка и меди Al, РЬ, Мп, Sn и другие элементы. Эти добавки повышают прочность, а также придают
...
ний и никель, присутствующие в сплаве одновременно, после термической обра­ботки повышают прочность и твер­дость латуней; олово, никель и мар­ганец увеличивают прочность и корро­зийную стойкость латуней, свинец улуч­
...
Рис. 57. Диаграмма состоя­ния системы Си — Zn в со­четании с графиком измене­ния механических свойств сплавов и микроструктуры
...
В СССР применяют следующий принцип маркировки латуней: бук­ва Л означает латунь, следующие буквы означают легирующие эле­менты, цифры показывают содержание меди и легирующих элементов. Согласно ГОСТ 15527—70 существует семь марок обыкновенных а-латуней (Л99, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л62). Специальные латуни, например ЛА 59—32, содержат 59% Си, 2—3% Ni, 2% Al, остальное Zn. Согласно этому же ГОСТу существует 18 марок специальных ла­туней.
...
пластичностью — латуни с 30—32% Zn. Сплавы, содержащие до 10% цинка, называют томпаками, а от 10 до 20% Zn— полутомпаками. В технике применяют деформируемые и литейные латуни.
...
— относительное удлинение; о"к — предел прочности
...
Бронзы. Сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, марган­цем, свинцом, бериллием называют бронзами. Раньше к бронзам от­носили сглавы только двойной системы медь — олово. С течением времени разработаны новые сплавы на медной основе, в которых олово частично или полностью заменено другими элементами. Однако назва­ние сплавов осталось прежним, так как они по многим физико-меха­ническим свойствам и цвету не отличаются от медно-оловянистых сплавов. В зависимости от введенного элемента бронзы называют оловянистыми, алюминиевыми, кремнистыми, марганцовистыми и т. д.
...
На рис. 58 представлена левая часть диаграммы состояния сис­темы Си—Sn, охватывающая бронзы, применяемые в промышленнос­ти. Практический интерес представляют сплавы, содержащие до 14% Sn. Они обладают высокими механическими и антифрикционными свойствами. Сплавы, содержащие до 14% Sn, при медленном охлаж­дении однофазны, состоят из однородного твердого раствора олова в меди (а-фаза). При содержании более 14% 5п(до22%) бронза ста­новится двухфазной (a -j- 6-фаза). Оловянистые бронзы разделяют на две группы: обрабатываемые давлением (до 6% Sn) и литейные (до 15% Sn). Бронзы, подвергаемые обработке давлением, идут на при­готовление прутков, лент, полос, проволоки, трубок и т. д. Литейные оловянистые бронзы применяют для получения различных фасонных литых деталей. Дефицитность и высокая стоимость олова — основной недостаток оловянистых бронз.
...
Бронзы маркируют следующим образом: буквы Бр означают брон­зу, следующие буквы означают легирующий элемент (О — олово, Ц — цинк, Ф— фосфор, Б — бериллий, Н — никель, А — алюми­ний, Ж — железо, К — кремний, Мц — марганец, С — свинец), циф­ры показывают содержание элементов в сплаве. Так, бронза марки БрОФ-10-I имеет следующий химический состав: 10% Sn, 1,02% Р, остальное медь.
...
Алюминиевые бронзы, содержащие от 4 до 11,5% А1, обладают вы­сокими механическими свойствами и высокой коррозийной устойчи­востью, значительно превосходящей устойчивость оловянистой брон­зы и латуни.
...
Алюминиевые бронзы БрА5 и БрАб обладают хорошими пласти­ческими свойствами; из них изготовляют прутки, проволоку, ленты и листы. Они также имеют хорошие литейные свойства. Буква «Л» в конце марки показывает, что бронза литейная.
...
Алюминиевые бронзы упрочняют термической обработкой, состоя­щей из закалки с температуры 850—900° С и последующего отпуска при температуре 400—600° С.
...
Алюминиевые брони,! с добавкой железа и никеля (БрАЖН 10-4-4, БрАЖН 10-4-4Л и БрАЖН 11-6-6) являются сложными сплавами на медной основе, которые пригодны для обработки дав­лением (ковки и штамповки) и для фасонного литья.
...
Бронзы. Сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, марган­цем, свинцом, бериллием называют бронзами. Раньше к бронзам от­носили сглавы только двойной системы медь — олово. С течением времени разработаны новые сплавы на медной основе, в которых олово частично или полностью заменено другими элементами. Однако назва­ние сплавов осталось прежним, так как они по многим физико-меха­ническим свойствам и цвету не отличаются от медно-оловянистых сплавов. В зависимости от введенного элемента бронзы называют оловянистыми, алюминиевыми, кремнистыми, марганцовистыми и т. д.
...
На рис. 58 представлена левая часть диаграммы состояния сис­темы Си—Sn, охватывающая бронзы, применяемые в промышленнос­ти. Практический интерес представляют сплавы, содержащие до 14% Sn. Они обладают высокими механическими и антифрикционными свойствами. Сплавы, содержащие до 14% Sn, при медленном охлаж­дении однофазны, состоят из однородного твердого раствора олова в меди (а-фаза). При содержании более 14% 5п(до22%) бронза ста­новится двухфазной (a -j- 6-фаза). Оловянистые бронзы разделяют на две группы: обрабатываемые давлением (до 6% Sn) и литейные (до 15% Sn). Бронзы, подвергаемые обработке давлением, идут на при­готовление прутков, лент, полос, проволоки, трубок и т. д. Литейные оловянистые бронзы применяют для получения различных фасонных литых деталей. Дефицитность и высокая стоимость олова — основной недостаток оловянистых бронз.
...
Бронзы маркируют следующим образом: буквы Бр означают брон­зу, следующие буквы означают легирующий элемент (О — олово, Ц — цинк, Ф— фосфор, Б — бериллий, Н — никель, А — алюми­ний, Ж — железо, К — кремний, Мц — марганец, С — свинец), циф­ры показывают содержание элементов в сплаве. Так, бронза марки БрОФ-10-I имеет следующий химический состав: 10% Sn, 1,02% Р, остальное медь.
...
Кремнистые бронзы, содержащие 0,6—0,8% Sn и неболыпое ко­личество Ni и Мп, удачно сочетают механические, антифрикционные и
...
Свинцовистые бронзы (БрСЗО, БрСН 60-2,5) содержат 27—63% РЬ. Они обладают весьма высокими антифрикционными свойствами и применяются для изготовления деталей, работающих в условиях
...
Кремнистые бронзы, содержащие 0,6—0,8% Sn и неболыпое ко­личество Ni и Мп, удачно сочетают механические, антифрикционные и
...
Бериллиееые бронзы (1,6—2,2 Be) отличаются высокой прочностью и коррозийной устойчивостью, хорошими пластическими и антифрик­ционными свойствами. Одновременно они обладают высокой электро-и теплопроводностью. Растворимость бериллия в меди при 860° С составляет 2,8%, а с понижением температуры до комнатной умень­шается до 0,2%. Это позволяет проводить термическую обработку, состоящую из закалки с 800° С и искусственного старения в течение 9 ч при температуре 250—350е С. Такая обработка повышает проч­ность и твердость. Бериллиевая бронза хорошо поддается горячей обработке давлением, сварке, резанию. Ее применяют для изготовле­ния мембран, пружин, электроконтактов, часовых механизмов и дру­гих пружинящих деталей.
...
Титан — самый «молодой» из крупных конструкционных металлов, хотя был открыт в 1795 г. Содержание его в земной коре 0,6%. Ти­тан — переходный металл IV группы, порядковый номер 22, плотность 4510 кг/м3. Температура плавления 1800° С, кипения 3400° С; твер­дость НВ 850 МН/м2 и 0В
...
Титан существует в двух модификациях: до 882° С в видеа-титана с гексагональной плотно упакованной кристаллической решеткой и при температуре выше 882° С 6-ти ган с кубической объемно-центри­рованной решеткой.
...
Чистый титан пластичен, мягок; технический ■— хрупкий и твер­дый. Механические свойства титана резко изменяются в зависимости от содержания примесей (N2, Нг, Оа, С). В промышленности применя­ют титан двух марок ВТ 1-1 и ВТ 1-2 (табл. 7).
...




Необычные свойства обычных металлов
Физические методы исследования металлов и сплавов
Ручная дуговая сварка
Технология металлов и сварка
Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учебное пособие
Сварка, резка, пайка металлов
Сварка, резка и пайка металлов