Материаловедение. Барышев Г.А. - 63 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Высокая прочность достигается совмещением четырех механизмов упрочнения: при легировании, при закалке, при пла-
стическом деформировании, при старении.
При легировании элементы искажают кристаллическую решетку железа, наводят в ней внутренние напряжения, что уп-
рочняет металл.
Мартенситно-стареющие стали под закалку нагревают до 860 °С, затем калят на воздухе. При этом легирующие эле-
менты Al, Cu, Mo, обладающие ограниченной и переменной растворимостью в Fe
α
, переходят γ-раствор (аустенит) и при
охлаждении не выделяются.
Закалка фиксирует железоникелевый мартенсит. Такой мартенсит (безуглеродистый) обладает высокой пластичностью
при прочности свыше σ
в
≥ 100 кг/мм
2
(рис. 6).
Рис. 6. Изменение прочности высокопрочной стали Н18К8М5Т
на разных этапах обработки:
I – при легировании; II – при закалке;
III – после пластической деформации; IV – после старения
При холодной пластической деформации сталь получает явление наклепа.
Заключительная стадия обработки, где металл получает наивысшее упрочнение – старение. Оно проводится нагревом
до 520 °С, где из мартенсита выделяются мелкодисперсные упрочняющие фазы (Ni
3
Ti, Fe
2
Mo, Ni
3
Mo и т.д.) когерентно-
связанные с матрицей. Для мартенситно-стареющих сталей характерно сочетание высокой прочности
σ
в
≥ 220 кг/мм
2
, предела упругости, низкий порог хладноломкости.
Кроме этого стали технологичны: хорошо штампуются, свариваются, обрабатываются резанием. Их применяют: в са-
молетостроении – изготавливают ответственные узлы шасси; в подводных аппаратах (батискафы с глубиной погружения до
9000 км), в ракетной и космической технике при работе в абсолютном купе; как пружинный материал в приборостроении.
Недостаток сплавов – их высокая стоимость.
Лекция 13
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ
Стали, предназначенные для изготовления инструмента (сверла, метчики, резцы, фрезы и др.) относятся к инструмен-
тальным. Они должны быть твердыми (HRC > 60), прочными, износостойкими, теплостойкими, сопротивляться сменам тем-
ператур. Для этого стали должны иметь высокое содержание углерода, для многих инструментов иметь в составе большое
количество легирующих элементов.
По главному показателю – теплостойкости – инструментальные стали подразделяются на группы: углеродистые и низ-
колегированные (до 200 °С), высоколегированные быстрорежущие (до 600…640 °С), твердые сплавы (до 800…1000 °С),
сверхтвердые сплавы (до 1200 °С).
1. УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ
Углеродистые стали выпускаются в соответствии с ГОСТ 1435–90 качественными У8, У9 – У13 и высококачественны-
ми У8А, У9А – У13А. В марке указывается, что сталь углеродистая, а число показывает среднее содержание углерода в де-
сятых долях процента. Они поставляются для изготовления инструмента после отжига на структуру зернистого перлита с
твердостью до 220 НВ. В таком состоянии они хорошо деформируются, обрабатываются резанием, что позволяет применять
накатку, насечки и другие операции. Все стали этой группы обладают низкой прокаливаемостью (рис. 1).
Прокаливаемость оценивается глубиной проникновения мартенсита закалки при термической обработке в мм, характе-
ризуется пятибальной шкалой (рис. 1).
Рис. 1. Прокаливаемость углеродистой стали У12

Страницы