Матеріалознавство

 

12.4.2. Інструментальні вуглецеві сталі.

Ці сталі характеризуються високою твердістю, міцністю, зносостійкістю, але мають невисокий опір деформаціям. Вони випускаються якісними і високоякісними. З цих сталей виготовляють дрібний інструмент який не має теплостійкості.

Ці сталі називають ще слюсарними (для молотків, долота, зубил, стамесок, пилок), вини більш пластичні:  сталі марок У7, У8, У8А.

Для дрібного інструменту фрез, свердел, мітчиків, різців по м'якому металу та деревині, вимірювального інструменту застосовують сталі марок У10, У11, У10А. Сталі У12, У13, У13А використовують для інструменту, що працює буз ударних навантажень (напилки, рашпілі, бритви пили тощо).

 

12.4.3. Конструкційні леговані сталі.

В залежності від комплексу легуючих елементів конструкційні леговані сталі набувають певних властивостей, що визначаються впливом легуючих елементів. З цією ознакою леговані сталі поділили на декілька груп, що визначають переважну галузь використання.

-конструкційні будівельні  низьколеговані сталі (ГОСТ 19281 – 73, ГОСТ

19282 – 72). Ці сталі мають невисоку границю міцності, твердість, але хороше відносне подовження, в’язкість і високу зварюваність, штампованість, ливарність. Воно вміщують ≤ 0,22 %С і незначно леговані Mn, Si, Cr, Ni, Cu. Метою легування є збільшення  прогартованості і часткове зміцнення. Ці стали використовують для зварених металоконструкцій, армування залізобетону, листового  та профільного прокату, тросів, канатів,   цвяхів:   сталі   марок   12Н3А,   14Г2,   16ГС,   15ХСНД,   14Г2АФ,

25Х2ГНТРА .

-штамповані машинобудівельні сталі (ГОСТ 9045 – 80). Ці сталі мають низьку границю  текучості,  високе  відносне  подовження,  низьку твер-

 

дість. В них обмежений вміст вуглецю (0,12%) і кремнію. Їх частіше легують V(0,02 – 0,04%) , Al (0,02 – 0,07%), Cr, Mn. З цих сталей листовим штампуванням, витяжкою, волочінням виготовляють деталі автомобільної  промисловості,  обшивки  вентиляторів,  короби  тощо:  сталі  марок

08Ф, 09Г2С, 10Г2Ф, 08Ю, 12ХМ.

-машинобудівельні цементовані сталі (ГОСТ 4543 – 71). Ці сталі використовують із зміцненням хіміко-термічною обробкою цементуванням, ціануванням. Вміст вуглецю складає 0,15 – 0,25%. Сталі низько леговані Cr, Ni, Mn, Si, Ti, V. Початково пластичні і в’язкі сталі внаслідок ХТО набувають твердості, міцності і зносостійкості поверхневого шару і мають високу стійкість до ударних навантажень. З цих сталей виготовляють зубчасті колеса, розподільчі вали, копіри, гільзи, гідро циліндри, поршневі пари: сталі марок 18ХГТ, 20ХГР, 25ХГМ, 20Х, 18Х2Н4ВА.

-машинобудівельні покращувані сталі (ГОСТ 4543 – 71). Це середньо вуглецеві сталі (0,3 – 0,5%С) леговані Cr, Ni, Mn, Si, Ti. Їх використовують для відповідальних деталей машин після термічної обробки – покращення (гартування + високотемпературне відпущення), що дає оптимальне поєднання міцності, в’язкості  і пластичності. З цих сталей виготовляють колінчасті вали, вали двигунів (шатуни), редукторів, штоки, деталі турбін, компресорів: сталі марок  30Х, 40ХН, 30ХГСА, 40ХФА, 38ХМЮА.

-автоматні сталі (ГОСТ 1414 – 75). Ці сталі мають збільшену оброблюваність різанням на верстатах, бо збільшений вміст сірки і фосфору забезпечує підвищену крихкість  зрізаної стружки, забезпечуючи високу чистоту поверхні. Однак механічні властивості цих сталей невисокі, і тому їх використовують для невідповідальних деталей масового попиту (шайби, гравери, шпильки, згони, та інше): сталі марок А1, А30, А20СГ, АЦ45Х, А40Г.

-пружні  сталі  (ГОСТ  14959  –  79).  Це середньо  вуглецеві  сталі  (0,6  –

0,8%С), низьколеговані Mn, Si, Cr, Ni. Вони мають високу границю пружності, опір малим деформаціям, релаксаційну здатність при достатній в’язкості і пластичності. Виготовляють з  цих сталей різні пружини, ресори, демпфери: сталі марок  65Г, 60С2, 60С3ФА, 70С2ХА.

-особливо  високоміцні і в’язкі сталі. По хімічному складу це без вуглецеві

(≤0,03%С), складно і високо леговані ( до 20 % Ni, 10% Co, , Mo, Ti). Вони є особливо високоякісними  і дуже дорогими, тому їх використовують для деталей особливого призначення і якості: хімічної апаратури, теплоенергетичних установок, деяких штампів. Вони мають також високу корозійну, жаро і холодностійкість: сталі марок Н18 К9М5, Н4Х12К15Т,

03Н10Х11М2Т, Н18К8М5Т.

-корозійностійкі сталі (ГОСТ 5632 – 72). Мають високу стійкість до хімічної корозії за рахунок  легування Cr (~ 10 – 17%),  Nі (до 10%). Вміст вуглецю може бути різним. Застосовують для деталей, що працюють в агресивних середовищах (вода, пар, розчини кислот та лугів) гідравліч-

 

ного, теплоенергетичного обладнання, лопатки турбін, труби, карбюратори: сталі марок  12Х13, 20Х17Н2, 95Х18, 09Х15Н8Ю, 10Х17Н13М3Т.

-Жаростійкі,  теплотривкі  сталі  (ГОСТ  20072  –  74).  Це  окалиностійкі сталі, температурний інтервал експлуатації яких перебільшує 550ºС. Вони також опираються хімічній корозії і повинні мати високу границю повзучості і тривалої міцності. Жаростійкі сталі використовують для виготовлення труб, клапанних, деталей паро  і газотурбінних двигунів. Ці сталі поділяють по температурі експлуатації: І група – 400..550ºС: 15ХМ,

25Х2М1Ф, ІІ група – 500..650ºС: сталі марок40Х10С2М, 30Х13Н7С2МФ.

-кріогенні сталі (ГОСТ 5632 – 72). По хімічному складу є низько вуглецеві (~0,1%С) і високолеговані Cr, Ni, Mn, Si, Ti. Особливість цих сталей висока пластичність і в’язкість, які не змінюються при зниженні температури до -296ºС. Їх використовують для деталей холодильних установок, кріогенного     обладнання:     сталі     марок     08Х18Н10,     12Х18Н10Т,

03Х20Н16АГ6, 0Н6А.

-зносостійкі сталі (ГОСТ 5635 – 72). Ці сталі або безвуглецеві або високовуглецеві (1,1..1,3%С). Висока стійкість цих сталей до