Контрольные вопросы:

1. Что называется сплавом? Как классифицируют сплавы? Что такое фаза?

2. Что представляет собой твердый раствор? Приведите примеры.

3. В каком случае в результате сплавления получается химическое соединение? Приведите примеры.

4. Что представляет собой механическая смесь. Приведите примеры.

5. Охарактеризуйте основные компоненты и фазы системы железо-углерод.

6. Охарактеризуйте основные типы диаграмм состояния.

7. Что такое линия ликвидуса и солидуса?

8. Что такое эвтектика?

9. Что представляет собой сталь доэвтектическая, эвтектическая и заэвтектическая? Каков фазовый состав этих сталей?

10. Что представляют собой доэвтектические, эвтектические и заэвтектические чугуны? Какой фазовый состав этих чугунов?

11. Какие превращения происходят при кристаллизации сплава железо-углерод (рассмотреть диаграмму железо-углерод)

Глава 4. Углеродистые и легированные стали и чугуны

Сталь является основным материалом, широко ис­пользуемым в машино- и приборостроении, строительстве и для изготовления инструментов. Стали классифицируют по следующим признакам: химическому составу, назначению, качеству и степени раскисления и др.

По химическому составу различают стали углеродистые и легированные. Если свойства стали определяются содержанием углерода, она называется углеродистой.

Углеродистые стали по содержанию в них углерода подразделяют на низкоуглеродистые (до 0,25% С), среднеуглеродистые (0,25 - 0,6% С) и высокоуглеродистые (более 0,6% С).

Легированной называют сталь, в состав которой кроме углерода дополнительно вводят элементы для придания стали тех или иных свойств. По количеству введенных легирующих элементов легированную сталь делят на 3 группы:

Низколегированную (суммарный состав легирующих элементов до 2,5%); среднелегированную ((от 2,5 до 10%) и высоколегированную (более 10%). В зависимости от введенных элементов различают стали хромистые, маргановистые, хромоникелевые и т.д.

По назначению стали делят на конструкционные, инструментальные и с особыми физическими и хи­мическими свойствами — специальные.

Конструкционные стали представляют наиболее обширную группу, предназначенную для изготовления деталей машин, приборов и элементов строительных конструкций. Из конструкционных сталей можно выделить цементуемые стали, улучшаемые, автоматные, высокопрочные и рессорно-пружинные.

Инструментальные стали подразделяют на стали для изготовления режущего, измерительного инструмента и штампов холодного и горячего деформирования.

Стали специального назначения – это нержавеющие (коррозионно-стойкие), жаропрочные, жаростойкие, теплоустойчивые, электротехнические, износостойкие и др.

По качеству стали классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Различие между ни­ми— в количестве вредных примесей (серы и фосфора) и неметаллических включений. Стали обыкновенного качества содержат до 0,06 % S и 0,07 % Р, качественные—до 0,035 % S и 0,035 % Р; высококачественные — не более 0,025 % S и 0,025 % Р, а особо высококачественные — не более 0,015 % S и 0,025 % Р.

Классификация по степени раскисления. Раскислением называется процесс удаления кислорода из жидкой стали. По степени раскисления стали разделяют на спокойные (обозначение – сп), полуспокойные (пс), кипящие (кп).

Спокойные стали раскисляют марганцем, алюминием и кремнием в печи и ковше. Они затвердевают в изложнице спокойно, без газовыделе­ния, с образованием в верхней части слитков усадочной раковины. При прокате могут давать анизотропию механических свойств.

Кипящие стали раскисляют только марганцем. Они раскислены недо­статочно. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кис­лорода, который при затвердевании слитка частично реагирует с углеро­дом и выделяется в виде пузырей окиси углерода, создавая впечатление «кипения» стали. По сравнению со спокойной сталью такие слитки не имеют усадочной раковины. Кипящая сталь прак­тически не содержит неметаллических включений продуктов раскисления. Кипящие стали относительно дешевы. При прокатке слитков такой стали газовые пузыри, заполненные окисью углерода, завариваются. Листы из такой стали, предназначенные для изготовления деталей кузовов авто­машин вытяжкой, имеют хорошую штампуемость при выполнении операций холодной листовой штамповки.

Полуспокойные стали по степени их раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими сталями. Частично их раскисляют в печи и ковше, а частично — в изложнице за счет содержащегося в металле углерода. Ликвация в слитках полуспокойной стали меньше, чем в кипящей, и приближа­ется к ликвации в слитках спокойной стали.