Конструкційні вуглецеві сталі і сплави

Середньовуглецеві стали номерів 3 і 4, що володіють великою міцності призначаються для рейок, залізничних коліс, а також валів, шківів, шестерень і інших деталей вантажопідйомних і сільськогосподарських машин. Застосовують для виготовлення невеликих валів, шатунів, зубчастих коліс і деталей, що зазнають циклічні навантаження. У великогабаритних деталях великих перетинів з-за поганої прокаливаемости механічні властивості значно знижуються.

Високовуглецеві стали 5 і 6, а також з підвищеним вмістом марганцю в основному використовують для виготовлення пружин, ресор, високоміцного дроту та інших виробів з високою пружністю і зносостійкістю. Їх піддають загартуванню та середньому відпуску на структуру троостит в поєднанні задовільною в'язкістю і хорошим межею витривалості.

Вуглецеві якісні сталі.

Ці сталі характеризуються більш низьким, ніж у сталей звичайної якості, вмістом шкідливих домішок і неметалевих включень. Їх поставляють у вигляді прокату, поковок та інших напівфабрикатів з гарантованим хімічним складом і механічними властивостями.

Маркують їх двозначними числами: 08, 10, 15, 20, 60, позначають середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка (ГОСТ 1050-88). Наприклад, сталь 10 містить в середньому 0,10% С, сталь 45 - 0,45% С і т.д.

Спокійні стали маркірують без індексу, напівспокійних і киплячі з індексами відповідно «пс» і «кп». Киплячими виробляють стали О8кп, 10кп, I5кп, I8кп, 2Окп; напівспокійних - О8пс, I0пс, I5пс, 2Опс. На відміну від спокійних киплячі стали практично не містять кремнію (не більше 0.03%,:. В напівспокійних його кількість обмежена 0.05 - 0.17%.

Вміст марганцю підвищується в міру збільшення концентрації вуглецю від 0,25 до 0,80%. Зміст азоту для сталей, переробляються в тонкий лист, обмежена 0,006%, для решти сталей - 0,008%.

Механічні властивості залежать від товщини прокату.

Якісні стали знаходять багатостороннє застосування в техніці, так як в залежності від вмісту вуглецю та термічної обробки володіють різноманітними механічними та технологічними властивостями.

Низьковуглецеві стали за призначенням поділяють на дві підгрупи.

1. Маломіцні і високопластичних сталі 08, 10. Через здатність до глибокої витяжки їх застосовують для холодного штампування різних виробів. Без термічної обробки в гарячекатаному стані ці сталі використовують для шайб, прокладок, кожухів та інших деталей, що виготовляються холодної деформацією і зварюванням.

2. Цементуємих - стали 15, 20, 25. Призначені вони для деталей невеликого розміру (кулачки, штовхачі, малонавантажені шестерні і т.п.), від яких вимагається тверда, зносостійка поверхня і в'язка серцевина. Вони пластичні, добре штампуються і зварюються; використовуються для виготовлення деталей машин і приладів невисокої міцності (кріпильні деталі, втулки, штуцери і т.п.), а також деталей котлотурбостроенія (труби пароперегрівники, змійовики), що працюють під тиском при температурі від - 40 до 425 º С.

Середньовуглецеві стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 відрізняються більшою міцністю, але меншою пластичністю, ніж низьковуглецеві. У поліпшеному стані сталі застосовують для виготовлення деталей невеликого розміру, працездатність яких визначається опором втоми (шатуни, колінчасті вали малооборотних двигунів, зубчасті колеса, маховики, осі і т.п.). При цьому можливий розмір деталей залежить від умов їх праці і вимог до прокаливаемости. Для деталей, що працюють на розтяг - стиск (наприклад, шатуни), необхідна однорідність властивостей металу по всьому перерізу і, як наслідок, наскрізна прокаливаемость. Розмір поперечного перерізу таких навантажених деталей обмежується 12 мм . для деталей (вали, осі і т.п.), що зазнають головним чином напруги вигину і кручення, які максимальні на поверхні, товщина зміцненого при загартуванню шару повинна бути не менше половини радіусу деталі. Можливий розмір поперечного перерізу таких деталей - 30 мм .

для виготовлення більш великих деталей, що працюють при невисоких циклічних і контактних навантаженнях, використовують сталі 40, 45, 50.

Їх застосовують після нормалізації та поверхневої індукційного загартування з нагрівом ТВЧ тих місць, які повинні мати високу твердість поверхні (40 - 58 NRC) і опір зносу (шийки колінчастих валів, кулачки розподільних валів, зуби шестерень)

Індукційної загартуванням з нагрівом ТВЧ упрочняют також поверхня довгих валів, ходових гвинтів верстатів та інших деталей, для яких важливо обмежити деформації при термічній обробці.

У машинобудуванні вуглецеві якісні сталі, використовуються для виготовлення деталей різного, найчастіше невідповідального призначення і є досить дешевим матеріалом. У промисловість ці стали поставляються у вигляді прокату, поковок, профілів різного призначення з гарантованим хімічним складом і механічним властивостями.

Якісні стали широко застосовуються в машинобудуванні та приладобудуванні, так як за рахунок різного змісту вуглецю в них, а

відповідно і термічної обробки можна отримати широкий діапазон механічних і технологічних властивостей.

Висновок

Конструкційні вуглецеві сталі і сплави - це матеріали з цілою гамою властивостей, і в залежності від кількості домішок володіють тими чи іншими якостями, як наприклад, міцність, зносостійкість, твердість, крихкість. До того ж вони порівняно недорогі.

Завдяки цим достоїнствам стали - основний металевий матеріал промисловості.

Джерела інформації

1. Колесов, С.М. «Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів»: - М.: Вища шк., 2004. - 512 с.: Іл.

2. Б.М. Арзамас «Матеріалознавство». М.: Із МГТУ ім. Н. Е. Баумана, 2003. - 648с.: Іл.

3. Ройтман І.А., Кузьменко В.І. «Основи машинобудування в кресленні» М.: Гуманит. вид. центр ВЛАДОС, 2000. - Кн. 1. - 224с.: Іл.

http://ua-referat.com