Материал: Хан Б.Х. Раскисление, дегазация и легирование стали

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

178

Легирование стали

Таблица 45

Понижение температуры плавления растворов железа при добавлении 1% элемента

Элемент

Понижение

Элемент

Понижение

температуры ■

температуры

 

 

°C

 

°C

Углерод...............

....

73

Титан...................

20

Кислород*

60

Хром.......................

1

Сера......................

 

30

Молибден ....

3

Марганец ....

3

Вольфрам ....

1

Кремний...............

 

12

Алюминий ....

3

Фосфор...............

 

30

Ванадий ................

2

Медь......................

 

7

Кобальт................

1,5

Никель...............

 

3,5

 

 

* Предел растворимости 0,17%; максимальное понижение 10е.

по формам или в слитки во многом отличается от разливки обыч­

ных сталей.

При добавлении легирующих элементов изменяется жидкоте­

кучесть и поверхностное натяжение жидкой стали вследствие не­ посредственного влияния этих элементов, а также вследствие об­ разования соединений этих элементов с кислородом и азотом. Например, при введении титана, алюминия, хрома жидкотеку­ честь металла снижается, так как при раскислении титаном обра­ зуется большое количество нитридов и окислов титана. Такое же явление наблюдается при легировании стали алюминием.

Хромистая сталь получается густой вследствие образования твердых частичек хромита железа. Марганцовистые и кремни­ стые стали, а также стали, содержащие молибден, вольфрам, ни­ кель, разливаются хорошо вследствие высокой жидкотекучести.

СОРТАМЕНТ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Чрезвычайное разнообразие легированных сталей требует их подразделения на классы по тем или иным признакам. В СССР

на все марки стали имеются специальные ГОСТы [НО]. Кроме из­ вестного разделения по химическому составу и по способу вы­ плавки, легированная сталь классифицируется по следующим

признакам [111]:

1)по структуре, полученной при ускоренном охлаждении ста­ ли на воздухе;

2)по структуре, полученной при медленном охлаждении ста­ ли (в равновесном состоянии);

3)по назначению, т. е. применению стали в реальных усло­ виях эксплуатации.

Сортамент легированных сталей

179

По поведению во время затвердевания сталь подразделяется на спокойную, кипящую и полуспокойную.

Классификация по структуре, получаемой при охлаждении на воздухе, основывается на увеличении закаливаемости сталей по мере повышения в них содержания легирующих элементов.

В соответствии с этой классификацией все легированные стали делятся на пять классов: перлитный, мартенситный, аустенитный,-

ферритный, карбидный. Эта классификация имеет большое зна­ чение для выбора рациональной технологии горячей механичес­ кой и термической обработки. Структура стали определяет ее фи­ зико-механические свойства и обусловливает выбор данной мар­ ки стали для работы в тех или иных условиях.

Классификация легированных сталей по структуре, получа­ емой после медленного охлаждения (в равновесном состоянии),

предусматривает разделение на четыре класса: доэвтектоидный,

заэвтектоидный, ледебуритный и ферритный.

Классификация по назначению основывается на применении

стали и предусматривает разделение на три группы:

1)конструкционная сталь, применяемая для изготовления деталей машин и механизмов, а также различных металлических

конструкций;

2)инструментальная сталь, применяемая для изготовления высококачественного режущего, ударно-штампового и меритель­ ного инструментов;

3)сталь с особыми физическими и химическими свойствами

ив связи с этим имеющая особое специальное назначение в каж­

дом отдельном случае.

Конструкционная сталь в подавляющем большинстве случа­ ев относится к перлитному классу; сталь с особыми свойства­

ми — к аустенитному или ферритному классу; инструментальная

сталь — обычно к карбидному классу.

Для маркировки легированной конструкционной стали в

СССР принята установленная ГОСТом буквенно-цифровая си­ стема, по которой содержащиеся в стали легирующие элементы обозначаются русскими буквами: X — Сг, Н — Ni, М — Mo, Т —

Ti, К —Со, В —W, Г —Мп, С— Si. Ф —V, Ю —А1, Д —Си, Б—

Nb, Р — В; количественное содержание углерода и легирующих элементов обозначается цифрами.

Первые две цифры в маркировке легированной стали по ГОСТ соответствуют среднему содержанию углерода в сотых до­ лях процента. Содержание легирующих элементов, если оно пре­ вышает 1,5%, отмечается следуемой за буквой элемента цифрой, величина которой указывает содержание элемента в стали в про­ центах. Цифра не ставится, если содержание элемента близ­

ко или меньше 1,5%.

12*

180

Дегазация стали

Конструкционная сталь может быть как углеродистой, так и легированной.

Конструкционную углеродистую качественную сталь выплав­ ляют в мартеновских и электрических печах.

Состав конструкционной углеродистой стали обусловливается ГОСТ 1050—57. Углеродистую сталь с низким содержанием углерода (до 0,1%) производят как спокойной, так и кипящей, а с более высоким содержанием углерода — спокойной. Пример­

ные составы углеродистой конструкционной

стали приведены в

табл.

46.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 46

 

Состав

конструкционной углеродистой стали

 

 

 

 

Химический состав, %

 

 

 

Марка

 

 

 

S |

Р |

Сг

стали

с

Мп

Si

 

не более

 

 

 

 

 

 

 

 

Сталь с обычным содержанием марганца

 

 

08кп

0,05-0,12

0,25-0,5

До 0,03

0,04

0,04

0,15

10

0,07—0,15

0,35-0,65

0,17—0,37

0,045

0,04

0,15

30

0,27—0,35

0,5-0,8

0,17—0,37

0,045

0,04

0,3

50

0,47—0,55

0,5-0,8

0,17-0,37

0,045

0,04

0,3

 

Сталь с повышенным содержанием марганца

 

 

15Г

0,12—0,2

0,7-1,0

0,17-0,37

0,045

0,04

0,3

4иГ

0,35—0,45

0,7-1,0

0,17-0 37

0.045

0,04

0,3

30Г2

0,25—0,35 .

1,4—1,8

0,17—0 37

0,045

0,04

0,3

Конструкционную легированную качественную и высокока­

чественную сталь выплавляют в электрических и мартеновских печах. В зависимости от химического состава и механических

свойств сталь подразделяется на качественную и высококачест­ венную, причем высококачественные стали, более чистые по сравнению с качественными в отношении серы и фосфора, обо­ значаются маркой с индексом А.

В соответствии с ГОСТом содержание в качественной стали как серы, так и фосфора, должно быть не более 0,04%; в высо­ кокачественной стали содержание серы не должно превышать 0,03%, а фосфора — 0,035%. Однако указанные пределы не удо­ влетворяют требованиям, предъявляемым к металлу, и поэтому содержание, серы и фосфора в качественной стали должно быть ограничено 0,02 % для каждого элемента.

Марка

Группа стали

стали

Хромистая.......................

40Х

Хромомолибденовая . . .

12ХМ

Хромокремнистая ....

40ХС

Хромомарганцевая . . .

20ХГ

Хромомарганцевая с ти­

18ХГТ

таном .......................

Хромокремнемарганцевая

зохгс

Хромоникелевая ....

40ХН

12ХНЗ

12Х2Н4

Конструкционные легированные стали

 

 

Таблица 47

 

 

 

 

 

 

Химический состав,

%

 

 

С

Si

Мп

Сг

Ni

Мо

Другие

элементы

Качественная сталь

 

 

 

 

0,35-0,4 0,17-0,37

0,5-0,8 0,8-1,1

о

 

 

<0,16

0,17-0,37

0,4-0,7 0,8-1,1

Ао А СО4^

0,4—0,55

_

0,37-0,45

1,2-1,6

0.3-0,6 1,3

1,6

<0,4

0,15-0,25 0,17-0,37

0,9-1,2 0,9-1,2

<0,4

0,16-0,24 0,17-0,37

0,8-1,1 1,0-1,3

<0,4

0,08-0,1 Ti

0,25-0,35

0,9-1,2

0,8-1,1 0,8—1,1

<0,4

-—

0,35-0,45

0,17-0,37

0,3—0,8 0,45-0,75

1,0-1,5

<0,17

0,17-0,37

0,3—0,6 0,6-0,9

2,75-3 25

<0,17 .

0,17-0,37

0,3—0,6 1,25-1,75

3,75-3,75

Высококачественная

сталь

 

 

 

 

Хромомолибленоалюминн-

38ХМЮА

0,35-0,42

0,17-0,37

0,3-0,6 1,35-1,65

<0,4 0,15-0,25

0,7-1,0 Al

евая . . ....................

Хромоникельвольфрамо­

18ХНВА

0,14-0,21

0,17-0,37

0,25-0,55 1,35-1,65

4,0—4,4

0,8—1,2

W

вая ...........................

Хромоникелъмолибдено-

40ХНМА

0,36-0,44

0,17-0,37

0,5-0,8 0,6-0,9

1,25-1,75 0.15-0,25

 

 

вая...........................

 

Хромоникельмолибдено-

ЗЗХНЗМА

0,29-0,37

0,17-0,37

0,5-0,8

0,8-1,1

2,5-3,0 0,2-0,3

 

45ХНМФА 0,42-0,5

0,17-0,37

0,5-0,8

0,8-1,1

1,3-1,8 0,2-0,3

0,1-0,2

V

ванадиевая . . . . . ..

сталей легированных Сортамент

00

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124746