Свойства металлов. Основные параметры при закалке стали
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
µциально введенные примеси.
Постоянные примеси - это кремний, марганец, фосфор и сера. Марганец и кремний вводят в процессе выплавки в сталь для ее раскисления, т.е. для удаления FeO, поэтому их также называют технологическими примесями. Кроме того, марганец способствует уменьшению содержания сульфида железа FeS в стали: FeS + Mn MnS + Fe. Марганец и кремний растворяются в феррите, повышая его прочность; марганец может также растворяться и в цементите.
Сера - вредная примесь - попадает в сталь главным образом с исходным сырьем - чугуном. Сера нерастворима в железе, она образует с ним соединение FeS - сульфид железа. При взаимодействии с железом образуется эвтектика (Fe +FeS) с температурой плавления 988оС. Поэтому при нагреве стальных заготовок для пластической деформации выше 900С сталь становится хрупкой. При горячей пластической деформации заготовки разрушаются. Это явление называется красноломкостью. Одним из способов уменьшения влияния серы является введение марганца. Соединение MnS плавится при 1620С, эти включения пластичны и не вызывают красноломкости.
Фосфор попадает в сталь главным образом также с исходным чугуном, использованным для выплавки стали. До 1,2% фосфора растворяется в феррите, уменьшая его пластичность. Фосфор обладает большой склонностью к ликвации, поэтому даже при незначительном среднем количестве фосфора в отливке всегда могут образовываться участки, богатые фосфором. Располагаясь вблизи границ зерен, фосфор повышает температуру перехода в хрупкое состояние, т.е. вызывает хладноломкость. Поэтому фосфор, как и сера, является вредной примесью. Чем больше углерода в стали, тем сильнее влияние фосфора на ее хрупкость.
Так называют присутствующие в стали газы - азот, кислород, водород - ввиду сложности определения их количества. Газы попадают в сталь при ее выплавке. В твердой стали они могут присутствовать, либо растворяясь в феррите, либо образуя химические соединения (нитриды, оксиды). Газы могут находиться и в свободном состоянии в различных несплошностях. Даже в очень малых количествах азот, кислород и водород сильно ухудшают пластические свойства стали.
В результате вакуумирования стали их содержание уменьшается, свойства улучшаются. Случайной примесью может быть любой элемент (медь, алюминий, вольфрам, никель), который попал в шихту вместе с металлоломом или чугуном при выплавке стали. Содержание этих элементов ниже тех пределов, когда их вводят специально как легирующие добавки. Легирование осуществляют с целью улучшения механических свойств - прочности, пластичности и т.д. Кроме того, при введении в сталь легирующих элементов меняются физические, химические и другие ее свойства.
Нужный комплекс свойств достигается не только легированием, но и рациональной термической обработкой, в результате которой получается необходимая структура. Высокая прочность развертки, выполненной из легированной инструментальной стали ХВСГ может быть получена и за счет применения термомеханической обработки (ТМО). Объясняется это тем, что частичное выделение углерода из аустенита при деформации облегчает подвижность дислокаций внутри кристаллов мартенсита, что и способствует повышению пластичности.
Таким образом, развертки, выполненные из стали марки ХВСГ после термической обработки имеют высокие механические свойства. Отсутствие склонности к деформациям и трещинам, высокие режущие свойства, допустимую скорость резания 15-25 м/мин.
3. В котлостроении используется сталь 12X1МФ. Укажите состав и группу стали по назначению. Назначьте режим термической обработки, приведите его обоснование и опишите структуру стали после термической обработки. Как влияет температура эксплуатации на механические свойства данной стали?
Высококачественная сталь 12Х1МФ перлитного класса состоит из 0,8-0,15% С, 0,9-1,2% - хрома, 0,25-0,35% - молибдена, 0,15-0,30% - ванадия. Передел длительной прочности (МПа) при = 80 МПа и =60 МПа. Указанная сталь относится к группе конструкционных сталей с низким содержанием углерода, т.к. детали котлов и строительных материалов, для которых она используется, подвергаются сварке. А углерод ухудшает свариваемость. Эту сталь используют также для изготовления деталей машин, подвергаемых цементации. Наличие легирующих элементов увеличивает температурный интервал кристаллизации. Кроме того, диффузионные процессы в легированных сталях протекают медленно. В результате увеличивается склонность таких сталей к дендритной ликвации и полосчатости в структуре. Устраняется дендритная ликвация диффузионным отжигом.
Применяют также поверхностную закалку. Поверхностная закалка является одним из способов увеличения твердости поверхностных слоев изделия. Одновременно повышаются сопротивление истиранию, предел выносливости и т.п. Общим для всех способов поверхностной закалки является нагрев поверхностного слоя детали до температуры закалки с последующим быстрым охлаждением. Эти способы различаются методами нагрева изделий. Толщина закаленного слоя при поверхностной закалке определяется глубиной нагрева, прокаливаемость играет второстепенную роль или вообще не имеет значения.
Можно предложить закалку токами высокой частоты (закалка ТВЧ). Чем больше частота тока, тем тоньше получается закаленный слой. Обычно в практике применяют машинные генераторы с частотой 500-15 000 Гц и ламповые генераторы с частотой более 106 Гц (глубина закалки при таких частотах получается до 2 мм). Индукторы изготавливают из медных трубок, ?/p>