7. Инструментальные (углеродистые и легированные) стали. Маркировка, обл-ть применения.

Железо-углеродистые сплавы с %-м содержанием углерода меньше 2,14% наз. сталями. По назначению различают конструкционные, инструментальные и со спец. св-ми. Инструментальные прим-ся для изготовления режущего инструмента, ударного инстр-та и др., для изготовления штампов. Инстр-е стали бывают углеродистыми и легированными. Инст-е углерол-е - это стали с %-м содержанием углерода от 10,7% до 1,5% : У 7, У7А, У10, У10А, У13, У13А. «У» показывает, что сталь инструментальная углеродистая. Цифры показывают % содержание углерода в десятых долях, «А» - сталь высококачественная. К легированным сталям относят стали, содержащие один или более легирующих элементов, улучшающие качество и св-ва сталей. В зав-ти от суммарного содержания легирующих элементов, легированные стали подразделяются на низколегированные (<2,5%), среднелегированные (2,5%-10%), высоколегированные (>10%, но при содержании одного легирующего элемента >8%). В зав-ти от наибольшего %-го содержания легирующего элемента стали наз. хромистыми (20Х), марганцовистыми (14Г, 65Г2), хромоникельмолибленовыми (40ХНМА) и др.

В — вольфрам; К — кобальт; Т — титан, А-азот, Д - медь, Ф - ванадий, Б - ниобий, Ц- цирконий, В - бор, П - фосфор, Ю -алюминий, Ч-редкоземельные, С - кремний. «А», стоящая в конце мар-ки, показывает, что сталь высококач-я, если «А» стоит в начале -сталь автоматная. Н-р: 12ХНЗ-0,12% углерода, 1% хрома, 3% никеля. Ш — стоящая впереди указывает, что сталь шарикоподшипниковая, Р -инструментальная, Е — магнитная (прим-ся для изготовления магнитных сердечников).

Хром повышает твёрдость, прочность, уменьшает пластичность, увел-т коррозионную стойкость. Никель увелич. прочность, пластичность, кор-ю ст-сть, сопротивление удару. Вольфрам резко повыш. твердость, теплост-сть, придает прочность. Ванадий увелич. плотность, прочность, способствует измельчению зерна, сопротивление удару, разрыву. Кобальт увелич. жаропрочность и магнитные св-ва. Молибден увелич. упругость, прочность, кор-ю ст-сть, теплост-сть. Кремний увелич. прочность, не уменьшая пластичности; увелич. упругость, кор-ю ст-сть, улучшает магнитные св-ва. Марганец увелич. износуст-сть без потери пластичности, прокаливаемость деталей при термообработке. Кроме того, Si, Mn, AI применяются в качестве раскислителей при выплавке всех видов сталей.

8. Термообработка сталей. Структурные превращения в me и сплавах.

Т.О. проводят с целью изменения структуры и св-в. Критические температуры обознач. не цифрами, а условными индексами. Температура по линии PSK обозначается А1, температура по линии GS-A3, t по SE- Am. Если рассматр. нагрев передI индексом 1,3 или m ставят букву с. Охлаждение, букву г. Отжиг-нагрев ME, наход-ся в неустойчивом состоянии и перевод его в более устойчивое. Отжиг рода-t нагрева< А1, при этом фазовые превращения не происходят-рекристаллизация. Отжиг 2рода – t нагрева > А1, происходят фазовые превращения. Примен для устранения неровностей по хим составу. В общем случае явл разупрочняющей ТО. Закалка- нагрев наЗО-50гр выше критич А1, A3 с фазовыми превращениями и охлаждением в различных средах (вода, масло) с целью получения неравновесной структуры (мартенсит). Упрочняющая ТО. Отпуск- нагрев закаленных сплавов до t <A1, выдержка при этой темпер с послед охлажд на воздухе. Разупрочняющая. Старение-искусственное- нагрев изд после 1закалки t <A1, естественное- вылеживание изд после закалки на воздухе. Упрочняющая. Нормализация- нагрев до темпер отжига и охлажд на воздухе. Примен только для низкоуглеродистых сталей, т.к. повышенное содержание углерода в стали и ее охлажд на воздухе приводит к получению неравновесных структур соответствующих закалке.

Структурные превращения.

Первое превращ. при нагреве стали, происходит при температуре около 727°С. Оно состоит в превращении перлита (ферритно-цеметитной смеси) в аустенит. При нагреве стали до точки Acl, после определенной выдержки сталь приобретает равновесный двухфазный состав: доэвтектоидная сталь: Ф+П=Ф+А, заэвтектоидная сталь: п+ц.=А+Ц. При дальнейшем нагреве доэвтектоидных сталей, начиная с t, равных Асз + (30—50°С), наблюдается заметный рост зерен аустенита, [приводящий к снижению прочности термически обраб стали. В заэвтектоидных сталях это явление начинается с температур Ас1 + (30—50°С). При медленном охлаждении для доэвтектоидных сталей: при достижении определенной t (точки на линии SG) аустенит начинает распадаться А—» (Ф +А) при температуре, соответств линии PSK А –»П (Ф+Ц).

Т.о., сталь снова будет состоять из двух фаз (Ф+П). Для заэвтектоидной стали, начиная с температур, лежащих на линии SE, из аустенита будет выделяться избыточный углерод в виде вторичного цементита; при температуре 727°С аустенит превратится в перлит А -> II (Ф + Ц]. В зависимости от степени переохлаждения может образовываться перлит- грубая смесь Ф и Ц. Сорбит-дисперсная смесь Ф и Ц. Троостит-тонкая смесь Ф и Ц. Мартенсит (при самой низкой t)- пересыщенный твердый раствор углерода в железе, очень твердый и очень хрупкий. «С