Структура сталей и сплавов, устойчивых к воздействию температуры и агрессивной среды. Практическое значение различных металлов. Ознакомление с разделом материаловедения "Легированные стали". Анализ классификационных признаков легированных сталей.
Аннотация к работе
Все материалы по химической основе делятся на две основные группы - металлические и неметаллические. К металлическим относятся металлы и их сплавы. К черным относятся железо и сплавы на его основе - стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным. Чистые металлы обладают низкими механическими свойствами по сравнению со сплавами и поэтому их применение ограничивается теми случаями, когда необходимо использовать их специальные свойства (например, магнитные или электрические).легированный сталь материаловедение Легированные стали классифицируются по следующим признакам: 1. По равновесной структуре, т.е. по структуре после медленного охлаждения (отжига), различают: А) Доэвтектоидную. По структуре после охлаждения на воздухе (нормализации) различают три основных класса сталей: А) Перлитный. Стали перлитного класса характеризуются небольшим содержанием легирующих элементов;Маркируются легированные стали с помощью цифр и букв, указывающих примерный химический состав стали. Первые цифры в марке показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Каждый элемент обозначается своей буквой: Н - никель, Г - марганец, Ц - цирконий, Т - титан, X - хром, Д - медь, С - кремний, А - азот, К - кобальт, Р - бор, П - фосфор, Ф - ванадий, М - молибден, Б - ниобий, В - вольфрам, Ю - алюминий, Е - селен, Ч - редкоземельные элементы. Цифры, идущие после буквы, указывают примерное содержание данного легирующего элемента в процентах.К этим сталям относятся 14Г2, 17ГС, 14ХГС. К сталям такого типа относятся 14Г2АФ, 17Г2АФБ. Некоторые стали (14Г2, 17ГС, 15ХСНД) подвергают закалке и отпуску. Эти стали предназначены для деталей машин, работающих в условиях трения и износа, испытывающих ударные и переменные нагрузки (кулачки, зубчатые колеса, коленчатые валы двигателей и др.) Они подвергаются цементации, закалке и низкому отпуску. Эти стали подвергаются улучшению, состоящему из закалки в масле и высокого отпуска.Стали, имеющие высокую поверхностную твердость, подвергаются закалке и низкому отпуску или химико-термической обработке. Стали, содержащие 13 % хрома - наиболее распространенные и дешевые коррозионностоикие стали. Стали 12X17, 15Х25Т, 15X28 имеют более высокую коррозионную стойкость по сравнению со сталями, содержащими 13 % хрома. Она появляется при нагреве свыше 400°С вследствие образования карбидов Чтобы карбиды хрома не образовывались, надо либо использовать стали с пониженным содержанием углерода (до 0,04 %), либо дополнительно легировать сталь более сильными карбидообразующими элементами, чем хром. Под жаростойкими (окалиностойкими) сталями понимают стали, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности при высокой температуре (свыше 550 °С).Эти материалы должны иметь однородную структуру с минимальным количеством примесей и включений. Они делятся на низконикелевые, содержащие 45-50 % Ni (45H, 50Н), и высоконикелевые, содержащие 79-83 % Ni (79HM, 81НМА.) Для замены дорогостоящих пермаллоев используется сплав алсифер, содержащий 9,6 % Si, 5,4 % Al и остальное - железо. Электротехнические сплавы делятся на материалы высокой электрической проводимости и сплавы с повышенным электрическим сопротивлением. Сплавы с повышенным электрическим сопротивлением используются для нагревательных элементов и точных элементов сопротивления (реостатов, резисторов, катушек сопротивления и др.). Электрическое сопротивление данных сплавов выше сопротивления металлов, составляющих сплав.Стали У7, У7А - для инструментов и изделий, подвергающихся толчкам и ударам и требующих высокой вязкости при умеренной твердости (зубила, слесарные и кузнечные молотки, штампы, клейма, масштабные линейки, инструменты по дереву, центры токарных станков и т. д.). Стали У8, У8А - для инструментов и изделий, требующих повышенной твердости и достаточной вязкости (зубила, кернеры, матрицы, пуансоны, ножницы по металлу, отвертки, столярный инструмент, буры средней твердости). Стали У9, У9А - для инструментов, требующих высокой твердости при наличии некоторой вязкости (кернеры, штемпели, зубила по каменным породам и столярный инструмент). Стали У10, У10А - для инструментов, не подвергающихся сильным толчкам и ударам, требующих высокой твердости при незначительной вязкости (строгальные резцы, фрезы, метчики, развертки, плашки, буры по каменным породам, ножовочные полотна, зубила для насечки напильников, волочильные кольца, калибры, напильники, гребенки). Стали У11, УНА, У12, У12А - для инструментов, требующих высокой твердости (напильники, фрезы, сверла, бритвы, плашки, часовой инструмент, хирургический инструмент, пилы по металлу, метчики).Исходя из выше изложенного материала можно сделать выводы, как и в какой степени изменяется структура стали при добавлении легирующих элементов.
План
Содержание
Введение
1. Легированная сталь - общее понятие
2. Классификация легированных сталей
3. Маркировка легированных сталей
4. Легированные стали машиностроения
4.1 Конструкционные стали
4.2 Стали и сплавы, устойчивые к воздействию температуры и агрессивной среды
4.3 Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
4.4 Инструментальные стали
5. Материалы изменяющие свойства стали
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Материаловедение - наука о связях между составом, строением и свойствами материалов и закономерностях их изменений при внешних физико-химических воздействиях. Все материалы по химической основе делятся на две основные группы - металлические и неметаллические. К металлическим относятся металлы и их сплавы. Металлы составляют около 4/5 всех известных химических элементов. В свою очередь металлические материалы делятся на черные и цветные. К черным относятся железо и сплавы на его основе - стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным. Чистые металлы обладают низкими механическими свойствами по сравнению со сплавами и поэтому их применение ограничивается теми случаями, когда необходимо использовать их специальные свойства (например, магнитные или электрические). Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее применение в технике приобрели черные металлы. На основе железа изготавливают более 90 % всей металлопродукции. Однако цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают их незаменимыми. Из цветных металлов наибольшее промышленное значение имеют алюминий, медь, магний, титан и др. Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают различные неметаллические материалы - пластмассы, керамика, резина и др. Их производство и применение развивается в настоящее время опережающими темпами по сравнению с металлическими материалами. Но использование их в промышленности в качестве конструкционных материалов относительно невелико и предсказание того, что неметаллические материалы существенно потеснят металлические, не оправдалось. Технология конструкционных материалов представляет собой совокупность современных знаний о способах производства материалов и средствах их переработки в целях изготовления изделий различного назначения. Ее основные разделы: металлургия, литейное производство, обработка давлением, сварка, обработка резанием.
Цель данной работы: ознакомление с разделом материаловедения «Легированные стали».
Задачи: 1. Найти понятие определяющее «Легированная сталь».
2. Создать классификацию легированных сталей.
3. Определить действия легирующих материалов на сталь.
1. Общее понятие
Легированные стали - это такие стали, которые для обеспечения требуемых свойств содержат легирующие компоненты.
Легирующими компонентами называют такие элементы периодической системы Д.И. Менделеева, которые специально вводят в сталь с целью изменения ее структуры и свойств. Все другие компоненты, попадающие в сталь при выплавке из руд, шихты или воздуха, являются примесями, среди которых различают постоянные (вредные и полезные) и случайные примеси. Характерно, что кремний и марганец, относящиеся к полезным примесям и вводимые в сталь в качестве технологических добавок для раскисления (без них выплавка стали практически невозможна), также могут быть легирующими компонентами, если они присутствуют в металле в количествах, сверх требуемых по технологии выплавки (например, при содержании марганца и кремния в количестве 1 % и более).
В зависимости от концентрации в сталях легирующих компонентов различают конструкционные низколегированные (до 2-3 %) и среднелегированные (3-10 %) стали, высоколегированные стали с особыми свойствами (более 10 %). В машиностроении наиболее широкое применение нашли конструкционные стали, содержащие 1-6 % легирующих компонентов. Важным условием легирования сталей является то, что легирующими компонентами могут быть лишь те элементы периодической системы Д.И. Менделеева, которые взаимодействуют с основными компонентами стали: железом и углеродом. Только в этом случае возможно изменение структуры и свойств сталей.