|
1. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 1.1. Классификация стали В кузнечно-шч-амповочном производстве (КШП) исходными материалами для обработки служат чёрные и цветные металлы. К чёрным металлам относятся железо и сплавы на его основе - сталь и чугун (последний, как не обладающий необходимой пластичностью, обработке давлением не подвергают и в КШП не используют). Цветные металлы составляют большую группу, в которую входят: алюминий, ванадий, вольфрам, магний, марганец, медь, молибден, никель, ниобий, олово, свинец, тантал, титан, хром, цинк и др. Технически чистое железо (армхо) благодаря магнитным свойствам применяется в электротехнике, приборостроении и некоторых других областях промышленности. Однако технически чистые металлы, в том числе и железо, в КШП имеют ограниченное применение, так как они не обладают необходимым сочетанием свойств, предъявляемых современной техникой к деталям машин и другим изделиям. Поэтому детали изготовляются в основном не из технически чистых металлов, а из сплавов, свойства которых регулируются их составом, способом выплавки и последующей обработкой. Наибольшее применение в КШП получили деформируемые железоуглеродистые сплавы, к которым относится сталь. Кроме основного элемента - железа - сталь содержит углерода от 0,05 до 2 % (теоретически до 2,14 %) и другие примеси. В зависимости от химического состава сталь разделяют на углеродистую я легированную. Сталь, свойства которой в основном зависят от содержания углерода, называют углеродистой. Сталь, в состав которой входят специально введённые элементы для придания ей требуемых свойств, называют легированной. Легированную сталь по количеству введённых элементов условно разделяют на три группы: низколегированную (с содержанием легирующих элементов до 5 %), среднелегированную (от 5 до 10%) и высоколегированную (свыше 10%). Углерод истая стань, кроме углерода, содержит ряд постоянных примесей, к которым относятся: марганец, кремний, сера, фосфор, а также газы, Углерод и постоянные примеси оказывают влияние на свойства стали (табл. 1). Стали классифицируют но химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления и структуре. По первым трём признакам классификация стали приведена в табл. 2. Сталь углеродистую обыкновенного качества выпускают в виде проката (прутков, листов и т. д.), й нормализованном состоянии и в зависимости от назначения и гарантируемых свойств поставляют трёх групп: А, Б, В. В табл. 3 буквы «Ст» означают «сталь», цифры - номер марки. Индексы справа от номера марки означают: «кп» - кипящая, «пс» - полуспокойная, «сп» - спокойная сталь, т. е. степень раскисления - удаления из жидкого металла кислорода. Спокойные стали раскислены хорошо, мало содержат кислорода
Влияние углерода н постоянных примесей на свойства углеродистой стали Элемент Влияние на сталь Углерод (С) С увеличением содержании повышаются твёрдость и прочность, снижаются пластичность, ударная вязкость, теплопроводность, прокаливаемость (глубина проникновения закалки), температура плавления. Прочность достигает максимума при содержании углерода около 1,0 % (для ото-жжёшюй стали) Марганец (Мп) Образуя химические соединения с серой (MnS) и кислородом (МпО), уменьшает вредное влияние этих примесей на сталь, повышая тем самым её прочность Кремний (Si) Как и марганец, снижаег отрицательную роль кислорода в стали, образуя химическое соединение SiO Cepa(S) Примесь вредная. При температурах около 800 °С и выше вызывает красноломкость стали, затрудняег ковку и горячую штамповку из-за обрачования трещин и рванин в металле: снижает прочность, пластичность и ударную вязкость стали Фосфор (Р) Примесь вредная, снижает пластичность и ударную вязкость стали, вызывает её хладноломкость (хрупкость при пониженных температурах). В автоматных сталях (0,06 --0,15 % Р) улучшает обрабатываемость резанием Газы (кислород, азот, водород) Присутствующие в стали в незначительных количествах газы оказывают отрицательное влияние. Кислород и азот загрязняют сталь неметаллическими включениями, сникают пластичность и повышают склонность к хрупкому разрушению. Повышенное содержание водорода сопряжено с опасностью образования флокенов (внутренних трещин), особенно в стали, легированной хромом Таблица 2 Классификация стали по химическому составу, назначению и качеству Сталь Поставляется по ГОСТу Углеродистая обыкновенного качества 380-94 Углеродистая качественная конструкционная 14 959-79 Легированная конструкционная 4543 - 71 Высоколеги ро ванная 5632-72 Шариш подшипниковая 801 - 78 Углеродистая инструментальная 1435-99 Быстрорежущая 19 265 -73 Легированная инструментальная 5950 - 2000
pyillll.l, КППЧОрНИ II MiipKII yl Л1'рО/ШПОЙ ПИЛИ »Г>1.1КШШС11ПОГ<1 КИ-КС11111 Группы Гарантируемые своиспш ii сосм1ннин Марки (с учетом степени Категории постники ркскненсиия) А Механические амнистии СгИ, CiIk.i, < ilnr, (••.leu. СЛкц. (.i.'ni.. С "i ( 'i i« н. ( i inc. ГгЗси, ОтЗГпс, (j*1kii. ("ч^мс, Ст4сп, Ст5ие, CrSeir, (i5I не. Cidiic, Стбсп 1,2,3 Б Химический состав liiт(), IJC-iIkii, b'C'ilui, ЬСт2кп, Ь(л2нс, IX'i2cn, liCi'3Kll, ЬСтЗпс, ЬСтЗси. ЬС'чЗ! пи, БСт4ки, ЬСт4нс, ЬСт4сп, 1>Сг5ие, ЬСт5сл, ВСт5Гнс, ЬСтбпс, ЬОгбсп 1.2 В Механические »Ст1кн, KOrliie, ВСт1сл, свойства и химический BOt2kii, ВСт2ис. ПС'-|-2си, ВОЗкп, 1.2. 3, состав ВСчЗлс, НСтЗен, В<"тЗГпе, ИСт4кн, HCt4iic, В(л4сп, UCr.Snc, ВСг5сл 4,5,6 и затвердевают спокойно, без газовыделения. Кипящие стали недостаточно раскислены, перед разливкой и них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании, частично реагируя с углеродом, выделяется и виде пузырей СО, создана» впечатление кипения стали. Ьукной «Г» обозначается сталь с повышенным содержанием марганца. Слепа от «Ст» буквами И и В обозначены группы стали. Марки, начинающиеся с «Ст» (без букны слева), относятся к группе А. В зависимости ог нормируемых показателей (химического состава и механических свойств) сталь обыкновенное) качества подразделяется на катеюрии. Категория стали обозначается соответствующей цифрой правее индекса степени раскисления, например, Ст5ГпсЗ означает: счаль ipyniiu Л, мирки Ст5, с повышенным содержанием марганца, полу спокойная .тгнггьей категории. В случае заказа стали без указания степени раскисления, по определенной катешрии, последняя пишется за номером марки через гире, например СтЗ 4. Сталь мерной категории пишется без указания номера последней, например Ст4ис. Химический состав углеродистой стали обыкновенного качества должен находиться .для каждой марки н пределах, указанных в табл. 4. Углеродистая качественная конструкционная стали поставляется с гарантированным химическим составом и механическими свойствами (ГОСТ 1050 88). Она отличается от углеродистой стали обыкнопежют качества более низким содержанием вредных примесей и неметаллических включений, а также суженными пределами содержания углерода (чибл. 5). Номера марок обозначены цифрами, указывающими примерно среднее содержание углерода в сотых долях процента. Сталь в виде прокат;!, поковок и других полуфабрикатов изготовляется без термической обработки и термически обработанной.
|
