Конструкционные легированные стали

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 6Следующая ⇒

Методические материалы

Правильно выбранный материал в значительной мере определяет качество детали и машины в целом

При выборе материала учитывают следующие факторы свойства материала, служебное назначение, условия работы детали или конструкции, способ формирования детали, стоимость и дефицитность материала

Все машиностроительные материалы распределяются на следующие группы.

I    Черные металлы – сплавы на основе железа, это стали и чугуны

II    Цветные металлы и сплавы на их основе – медь, цинк, свинец, олово, алюминий, магний, титан, сплавы - латуни, бронзы, баббиты, силумины, дюралюмины и др.

III   Неметаллические материалы – дерево, резина, пластмассы, металлокерамика, кожа и др.

IV   Порошковые материалы

Стали

Стали классифицируют по химическому составу, качеству и по степени раскисления, по назначению, по технологическому признаку.

1.1. По химическому составу стали бывают углеродистые (Fe, С и примеси) и легированные (Fe, С, легирующие элементы и примеси) По содержанию углерода – низкоуглеродистые (<0,2%С), среднеуглеродистые (0,2 – 0,6%С) и высокоуглеродистые (>0,6%С). По содержанию легирующих элементов – низколегированные (< 4% ЛЭ), среднелегированные (4-10% ЛЭ), высоколегированные ( ≥ 10% ЛЭ).

1.2. Классификация по качеству – обыкновенного качества, качественная, высококачественная и особовысококачественная – в зависимости от содержания вредных примесей – серы и фосфора.

1.3. По степени раскисления – кипящая, полуспокойная, спокойная

1.4. Классификация по назначению – конструкционные, инструментальные, с особыми свойствами.

1.5. По технологическому признаку – литейные и деформируемые.

1. Углеродистые стали

а) Углеродистые стали обыкновенного качества Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6.

Содержание углерода в марке не указано, в среднем в зависимости от марки может быть 0,06 – 0, 49% углерода.

Область применения

Изготовляют следующих

марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, ... , Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп. Буквы «Ст» обозначают «Сталь», цифра – условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы «кп», «пс», «сп» – степень раскисления («кп» – кипящая, «пс» – полуспокойная, «сп» – спокойная). Отсутствие индекса означает, что сталь спокойная. Буква «Г» в конце маркировки означает повышенное содержание марганца. Когда нужно отразить в маркировке гарантию свариваемости, в конце добавляют строчные буквы "св", к примеру Ст3св.

Область применения: Ст0 – неответственные и малонагруженные детали (планки, угольники, шайбы, прокладки, стопорные кольца); Ст1, Ст2 – малонагруженные детали (крепёж, кронштейны, заклёпки); Ст3, Ст4 – в строительстве; Ст5 – умеренно нагруженные детали машин (валы, оси, детали строительных конструкций, оправки, штифты); Ст6 – детали машин повышенной твёрдости (валы, оси, коленчатые валы, шпиндели, червяки, крупные поковки, шпонки).

Перед буквами Ст в зависимости от гарантированных свойств в маркировке может обозначаться группа поставки:

- А – стали поставляют с гарантированными механическими свойствами,

- Б – стали поставляют с гарантированными химическими свойствами,

- В – стали поставляют с гарантированными химическими и механическими свойствами.

Например. БСт1, ВСт3.

В группе «А» буква «А» в марке не указывается, например Ст1пс

б) углеродистые качественные стали (ГОСТ 1050–88 и ГОСТ 1050-2013). Изготавливают следующих марок: 05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 11кп, 15кп, 15пс, 15, 18кп, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60. Цифры в марках указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы "кп" и "пс" – степень раскисления (кипящая или спокойная), "пп" – пониженной прокаливаемости (снижено содержание Mn).

По требованиям ударной вязкости в зависимости от температурных условий эксплуатации и назначения конструкций, углеродистые стали разделены на 6 категорий. Например, сталь ВСт3кп2 изготовляется по 2-й категории, ВСт3пс6 — по 6-й, ВСт3сп5 и ВСт3Гпс5 — по 5-й.

Слово "селект"в конце марки означает суженный интервал процентного содержания легирующих элементов. Буква К в конце маркировки означает котельную сталь, предназначенную для производства паровых котлов и сосудов высокого давления.б) Углеродистая качественная конструкционная сталь 08кп, 08, 10кп, 10, 15, 20кп, 20, 25, 30,35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70.

Цифры указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Область применения:

08 – 35 – малонагруженные детали: трубки, втулки, валики, ключи, шайбы, шпильки, болты, муфты, зубчатые колеса и др.

40 – 70 – умеренно нагруженные детали: шестерни, зубчатые колеса, рейки, ключи, муфты, шпильки, шпонки, ходовые винты, шпиндели и др.

в) Углеродистые инструментальные стали – У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13.

Цифра показывает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Например, У7 –0,7% С, У13 - 1,3%С.

Углеродистые инструментальные стали могут быть высокого качества, тогда в конце марки ставится буква «А», например, У8А.

Область применения У7, У8 – зубила, клейма, ножницы, молотки, штампы и др.

У9, У10, У11 –метчики, сверла, ножовки, резцы, развертки (режущий инструмент).

У12, У13 – напильники, бритвы, граверный и хирургический инструмент.

2. Легированные стали

Конструкционные легированные стали, как и углеродистые бывают качественные, высококачественные, особовысококачественные, в конце маркировки ставится буква «Ш» для сталей электрошлакового переплава и буквы ВД для сталей вакуумно–дугового переплава: 20Ш, 08Х18Н10ВД.

В марках легированных сталей если цифры после соответствующей буквы нет, то содержание этого элемента менее 1 %. Впереди марки цифра не указывается, если в стали углерода до 0,09 %, ставится 0 при содержании углерода до 0,08 %.

а) Цементуемые – содержание углерода 0,10 – 0,30% – для деталей, работающих одновременно в условиях износа и ударных нагрузок, например, шестерни, зубчатые колеса, втулки, оси и др.

15Х, 20Х – для изделий небольшого сечения и несложной формы

20ХН, 12ХН3А, 18ХГТ, 30ХГТ – для изделий средних размеров.

12Х2Н4А, 18Х2Н4В, 18Х2Н4МА, 20ХГНР, 25ХГМ – для изделий больших размеров

б) Улучшаемые – содержание углерода 0,35 - 0,5 %, 

марки 35, 40, 45, 50 – для мелких деталей невысокой прочности.

40Х, 45Х, 40ХР, 40ХГ – для средних деталей повышенной прочности (ролики, втулки и др.)

30ХН2МФ, 38ХН3МФ, 40ХНМ – для крупных и сложных по конфигурации деталей (кулачковые муфты, червяки, шестерни и др.)

в) Пружинно-рессорные – содержание углерода 0,5 – 0,7 %

65, 70, 75 – для обычных пружин

50С1, 55С2, 60С2, 70С3А, 60Г, 50ХГ, 60СГ – пружины и рессоры автомобилей, тракторов и железнодорожного транспорта.

70С2ХА – пружины часовых механизмов и приборов

50ХФА, 60С2Н2А – крупные, особо ответственные пружины и рессоры

г) Шарикоподшипниковые – углерода приблизительно 1 %

Обозначаются буквами «ШХ» в начале марки, следующая цифра указывает среднее содержание хрома в десятых долях процента. В конце марки может быть указан вид металлургического переплава:

«Ш» – электрошлаковый (ШХ15Ш); «ВД» – вакуумно–дуговой (ШХ15ВД).

ШХ6, ШХ9, 111Х15, ШХ15СТ – кольца, шарики, ролики

Содержание хрома указывается в десятых долях процента

д) Строительные – углерода до 0,25 %, т.е. низкоуглеродистые стали

Ст3, Ст4 – обычная прочность, широкое применение в строительстве

Строительные, содержащие 0,10-0,20 % углерода – низкоуглеродистые и низколегированные стали (ГОСТ 19281–89) – 10ХНДП, 14Г2АФ, 15Г2АФД, 10Г2Б, 09Г2СД, 15Г2АФДпс, 15Г2СФ, 16Г2АФ, 18Г2АФпс, (ГОСТ 19281–2014) – 07ГФБ, 08ХМФЧЮА, 09ГСФЮ, 09Г2ФБ, 10Г2ФБЮ, 12ГСБЮ,13ХФЮ, 20ФЮ, 14ХГНДЦ, (ТУ 24.11.027-91) – 09Н2МФБА-А, (ТУ 14-106-548-99) – 09ГСФА, и т.д.

Область применения:

09Г2, 14Г2, 17ГС, 14ХГС, 10ХСНД, 15ХСНД – легированные строительные стали, могут работать при отрицательных температурах в условиях Севера

е) Повышенной обрабатываемости резанием (автоматные) (ГОСТ 1414–75, ТУ 14-1-3283-81, ТУ 14-1-3283-81; ТУ 14-1-4492-88; ТУ 14-1-2252-2007), содержащие 0,08-0,45 % углерода и повышенное содержание серы (0,05-0,30 %), фосфора (0,05-0,16 %) и

часто марганца (0,6-1,55 %). А12, А20, А30, А40, А40Г, АС11, АС40

Эти стали хорошо обрабатываются резанием и на станках-автоматах из-за повышенного содержания серы. В марках АС – повышенное содержание свинца.

В обозначении марки первая буква «А» указывает, что сталь автоматная; цифры в ней показывают содержание углерода в сотых долях процента: A11, А40Г, А10Х16Н15Т; буква «С» сразу за буквой "А" обозначает содержание в стали свинца:

АС18ХГТ, АС35Г2, буква «Ц» сразу за буквой "А" – кальция: АЦ45Х, АЦ40Г2, АСЦ30ХМ,

буква "В" сразу за буквой "А" – висмута: АВ40Х, АВ19ХГН, АВЦ30ХМ, буква «Е» сразу за буквой "А" – селена: А35Е, А40ХЕ.

Область применения – для неответственных деталей, производимых в больших количествах – винты, гайки, оси, кольца, шайбы и др.

ж) Литейные (ГОСТ 977–88), содержащие до 0,9 % марганца, до 0,52 % кремния и не более 0,06 % серы и 0,08 % фосфора. В конце марки литейной стали ставится буква «Л».

Область применения:

- низкоуглеродистые (20ХЛ) – для деталей, подвергающихся ударным нагрузкам, арматуры, сварно-литых конструкций;

- среднеуглеродистые (40ХНМЛ) – для станин и валков прокатных станов, крупных зубчатых колес;

- 20ФЛ – для крупногабаритных деталей грузовых вагонов;

- 08ГДНФЛ – для ответственных крупных деталей в судостроении, работающих до –60 °С.

8) Судостроительные (ГОСТ Р 52927-2008), содержащие около 0,08-0,12% С, 0,45-1,6%

Mn, 0,1-0,4% Si, 0,1-1,3% Cr, 0,3-0,65% Cu, 0,65-2% Ni, 0,08-0,18% Mo, 0,01-0,06% Al,

0,02-0,06% V, 0,02-0,05% Nb, S и P – не более 0,005-0,01%:

- нормальной прочности: А, В, D, Е;

- повышенной прочности: A27S, ..., E27S; А32, ..., Е32; А36, ..., Е36; А40, ..., Е40; A40S,

D40S, E40S.

- нормальной и повышенной прочности с гарантией сопротивляемости слоистым разрывам с индексами Z25, Z35: BZ25, ..., EZ35; A27SZ25, ..., E27SZ35;..., E40Z35.

- нормальной и повышенной прочности улучшенной свариваемости с гарантией сопротивляемости слоистым разрывам с индексом W: BW, DW, EW; A27SW, ..., E40SW.

- высокой прочности улучшенной свариваемости с гарантией сопротивляемости слоистым разрывам с индексом W: D460W, E460W; D500W, E500W.

- нормальной, повышенной и высокой прочности улучшенной свариваемости с гарантией сопротивляемости слоистым разрывам с индексом W для конструкций, работающих при низких температурах:

- нормальной прочности улучшенной свариваемости с гарантией сопротивляемости слоистым разрывам: FW.

- повышенной прочности улучшенной свариваемости с гарантией сопротивляемости слоистым разрывам: F32W; ... , F40SW.

- высокой прочности улучшенной свариваемости с гарантией сопротивляемости слоистым разрывам: F460W, F500W.

Условные обозначения индексов в марке стали

S — сталь, отличающаяся от требований Регистра по химическому составу или другим

характеристикам;

Z25 — сталь с нормируемой величиной относительного сужения в направлении толщины Zz ≥ 25%;

W — сталь улучшенной свариваемости с нормируемым значением Zz ≥ 35 %;

PC — сталь, поставляемая под техническим наблюдением Регистра (например, PCD32).

При обозначении категории стали повышенной прочности к символу категории может добавляться буква Н (например, PCDH32).

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?