- •2.8 Превращения чугунов…………………………………………...…… 34
- •1.1 Введение
- •1.2 Структура курса
- •1.3 Типы химических связей в веществе
- •1.4 Методы измерения твердости металлов
- •1.4.1 Измерение твердости по Бринеллю
- •1.4.2 Измерение твердости по Виккерсу
- •1 Рисунок 1.8 - Положение наконечника при определении твердости по Роквеллу, 1-3 этапы воздействия .4.3. Измерение твердости по Роквеллу
- •1.5 Кристаллизация веществ
- •1.5.1 Общие понятия о кристаллической решетке и ее дефектах
- •1.5.2 Дальний порядок и ближний порядок в веществе
- •1.5.3 Дефекты кристаллической решетки
- •1.5.4 Кристаллизация жидкостей и макроструктура слитка
- •1.5.5 Гомогенное зарождение кристаллов
- •1.5.6 Гетерогенное зарождение кристаллов
- •1.5.7 Необходимость управления процессом кристаллизации
- •1. Ковалентной связью называется:
- •2.2 Общие понятия о металлических сплавах
- •2.3 Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов
- •2.5 Структура и физические свойства сплавов железо-углерод
- •2.6 Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов
- •2.7 Превращения сталей в твердом состоянии
- •2.8 Превращения чугунов
- •1. Металлы – это…
- •2. В каком состоянии компоненты сплавов хорошо растворяются друг в друге
- •3. Сплавы механические смеси образуются
- •3.2 Превращения в стали при нагреве
- •3.2.2 Превращения в стали при охлаждении
- •3.2.2 Мартенситное превращение
- •3.2.3 Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита
- •3.3 Отжиг стали
- •3.4 Закалка стали
- •3.4.1 Охлаждение при закалке стали
- •3.4.2 Режимы закалки стали
- •3.5 Отпуск стали
- •3.6 Отпускная хрупкость
- •3.7 Химико-термическая обработка стали
- •3.7.1 Цементация
- •3.7.2 Цементация в твердом карбюризаторе
- •3.7.3 Газовая цементация
- •3.7.4 Азотирование
- •3.7.4 Цианирование
- •3.7.5 Диффузионная металлизация
- •1. Под термической обработкой понимают процессы
- •4.2 Влияние примесей на свойства стали
- •4.2.1 Постоянные примеси
- •4.2.2 Легирующие примеси
- •4.3 Классификация железоуглеродистых сталей
- •4.3.1. Кипящая сталь
- •4.3.2 Спокойная сталь
- •4.3.3 Полуспокойная сталь
- •4.4 Маркировка, свойства, термическая обработка и область применения углеродистых сталей
- •4.4.1 Углеродистые конструкционные стали
- •4.4.2 Автоматные стали
- •4.4.3 Конструкционные низколегированные стали
- •4.4.4 Конструкционные цементуемые стали
- •4.4.5 Конструкционные улучшаемые стали
- •4.4.6 Рессорно-пружинные стали
- •4.4.7 Шарикоподшипниковые стали
- •4.4.8 Износостойкие стали
- •4.4.9 Стали и сплавы с особыми свойствами
- •4.5 Инструментальные стали и сплавы
- •4.5.1 Общая характеристика
- •4.5.2 Углеродистые инструментальные стали (гост 1435).
- •4.5.3 Легированные инструментальные стали
- •4.5.4 Быстрорежущие стали
- •4.5.5 Стали для измерительных инструментов
- •4.5.6 Штамповые стали
- •4.5.7 Твердые сплавы
- •4.6 Чугуны
- •4.6.1 Классификация чугунов
- •4.6.2 Влияние состава чугуна на процесс графитизации
- •4.6.3 Влияние графита на механические свойства отливок
- •4.6.4 Серый чугун
- •4.6.5 Высокопрочный чугун с шаровидным графитом
- •4.6.6 Ковкий чугун
- •4.6.7 Отбеленные и другие чугуны
- •5.2 Алюминий и его сплавы
- •5.3 Классификация алюминиевых сплавов
- •5.3.1 Деформируемые алюминиевые сплавы
- •5.3.1.1 Маркировка деформируемых сплавов
- •5.3.2 Термически неупрочняемые коррозионностойкие и свариваемые сплавы
- •5.3.2.1 Сплавы системы Al—Mn
- •5.3.2.2 Сплавы системы Al—Mg (магналии)
- •5.3.3 Сплавы повышенной пластичности и ковочные
- •5.3.3.1 Коррозионностойкие сплавы повышенной пластичности системы Al—Mg—Si (авиали)
- •5.3.3.2 Ковочные сплавы системы Al—Cu—Mg—Si (дюралюмины)
- •5.3.3.3 Сплавы системы Al-Si (силумины)
- •5.4 Медь и ее сплавы
- •5.4.1 Латуни
- •5.4.2 Бронзы
- •5.4.2.1 Оловянистые бронзы
- •5.4.2.2 Свинцовые бронзы
- •5.5 Титан и его сплавы
- •5.6 Магний
- •5.7 Бериллий
- •6.2 Полиэтилен
- •6.3 Поливинилхлорид
- •6.4 Фторопласт
- •6.5. Полистирол и пластики абс
- •6.6 Полипропилен
- •6.7 Поливинилацетат
- •6.8 Фенолоформальдегидные смолы
- •6.9 Кремнийорганические полимеры
- •6.10 Эпоксиполимеры
- •6.11 Полиуретан
- •6.12 Полиамиды
- •6.13 Пластмассы
- •7.1.1 Структура композиционных материалов
- •7.1.2 Полимерные композиционные материалы (пкм)
- •7.1.3 Композиционные материалы с металлической матрицей
- •7.1.4 Композиционные материалы на основе керамики
- •1. Композиционные материалы
- •Вайнгард, у. Введение в физику кристаллизации металлов [Текст] / у. Вайнгард. - м. : Мир, 1967. – 170 с.
- •Учебное пособие по курсу «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»
4.5.4 Быстрорежущие стали
Стали получили свое название за свойства. В следствии высокой теплостойкости (550…650 оС), изготовленные из них инструменты могут работать с достаточно высокими скоростями резания.
Стали содержат 0,7…1,5 % углерода, до 18 % основного легирующего элемента – вольфрама, до 5 % хрома и молибдена, до 10 % кобальта. Добавление ванадия повышает износостойкость инструмента, но ухудшает шлифуемость. Кобальт повышает теплостойкость до 650 оС и вторичную твердость HRC 67…70.
Микроструктура быстрорежущей стали в литом состоянии имеет эвтектическую структурную составляющую. Для получения оптимальных свойств инструментов из быстрорежущей стали необходимо по возможности устранить структурную неоднородность стали – карбидную ликвацию. Для этого слитки из быстрорежущей стали подвергаются интенсивной пластической деформации (ковке). При этом происходит дробление карбидов эвтектики и достигается более однородное распределение карбидов по сечению заготовки.
Затем проводят отжиг стали при температуре 860…900 оС. Структура отожженной быстрорежущей стали – мелкозернистый (сорбитообразный) перлит и карбиды, мелкие эвтектоидные и более крупные первичные. Количество карбидов около 25 %. Сталь с такой структурой хорошо обрабатывается резанием. Подавляющее количество легирующих элементов находятся в карбидной фазе. Для получения оптимальных свойств стали в готовом инструменте необходимо при термической обработке обеспечить максимальное насыщение мартенсита легирующими элементами. При закалке быстрорежущие стали требуют нагрева до очень высоких температур, около 1280 оС. Нагрев осуществляют в хорошо раскисленных соляных ваннах BaCl2, что улучшает равномерность прогрева и снижает возможность обезуглероживания поверхности. Для снижения термических фазовых напряжений нагрев осуществляют ступенчато: замедляют нагрев при температурах 600…650 оС и при 850…900 оС. Охлаждение от закалочной температуры производится в масле.
Структура стали после закалки состоит из легированного, очень тонкодисперсного мартенсита, значительного количества (30…40 %) остаточного аустенита и карбидов вольфрама.
Твердость составляет 60…62 HRC. Наличие аустенита остаточного в структуре закаленной стали ухудшает режущие свойства.
Для максимального удаления аустенита остаточного проводят трехкратный отпуск при температуре 560 оС. При нагреве под отпуск выше 400 оС наблюдается увеличение твердости. Это объясняется тем, что из легированного остаточного аустенита выделяются легированные карбиды. Аустенит при охлаждении от температуры отпуска превращается в мартенсит отпуска, что вызывает прирост твердости. Увеличению твердости содействуют и выделившиеся при температуре отпуска мелкодисперсные карбиды легирующих элементов. Максимальная твердость достигается при температуре отпуска 560 оС.
После однократного отпуска количество аустенита остаточного снижается до 10%. Чтобы уменьшить его количество до минимума, необходим трехкратный отпуск.
Твердость стали после отпуска составляет 64…65 HRC. Структура стали после термообработки состоит из мартенсита отпуска и карбидов.
При термической обработке быстрорежущих сталей применяют обработку холодом. После закалки сталь охлаждают до температуры — 80 … — 100 оС, после этого проводят однократный отпуск при температуре 560 оС для снятия напряжений. Иногда для повышения износостойкости быстрорежущих сталей применяют низкотемпературное цианирование.
Основными видами режущих инструментов из быстрорежущей стали являются резцы, сверла, протяжки, метчики машинные, ножи для резки бумаги. Часто из быстрорежущей стали изготавливают только рабочую часть инструмента.