Класифікація та маркування легованих сталей

За сумарною кількістю легувальних елементів розрізняють низьколеговані (до 2,5% легувальних елементів), середньолеговані (2,5…10%) та високолеговані сталі (понад 10%).

За призначенням розрізняють конструкційні, інструментальні та леговані сталі з особливими властивостями.

Для позначення марок легованих сталей стандартами розроблена система, яка передбачає цифрово-літерний запис марки. Кожний легуючий елемент позначається літерою: А – азот; Б – ніобій; В – вольфрам; Г – марганець; Д – мідь; К – кобальт; М – молібден; Н – нікель; П – фосфор; Р – бор; С – кремній; Т – титан; Ф – ванадій; Х – хром; Ц – цирконій; Ю – алюміній. В марці записують числами на початку вміст вуглецю, великими літерами і числами за ними — вміст легуючих елементів. Вміст вуглецю в конструкційних сталях записують в сотих частках відсотка. В інструментальних сталях вміст вуглецю записують в десятих частках відсотка. Якщо за літерою відсутня цифра, то вміст цього елемента не більше 1%. Якщо вміст в сталі сірки та фосфору менший 0,03%, наприкінці марки записують літеру А.

Тема 4.4. Конструкційні леговані сталі.

Сталі для цементації містять 0,1...0,3% вуглецю і легуючі елементи, що підвищують межу плинності та подрібнюють зерно. Їх використовують у стані найбільшого зміцнення, тобто після гартування та низького відпуску. Для отримання високої зносостійкості в деталях, що труться, наприклад, зубчасті колеса, кулачки тощо, поверхневий шар робочих поверхонь цементують. Після гартування та низького відпуску робоча поверхня має твердість 58...62 НRС, а серцевина — 30...42 НRС. Хромисті сталі 15Х, 20Х, а також 15ХФ і 20ХР, додатково леговані ванадієм і бором, утворюють групу дешевих сталей нормальної міцності, їх використовують для виготовлення невеликих деталей (діаметром не більше 25 мм), що працюють при середніх навантаженнях.

Хромонікелеві сталі І2ХНЗА, 20ХНЗА, 20Х2Н4А використовують для виготовлення великих відповідальних деталей, сталь 18Х2Н4МА — для деталей, що несуть великі статичні та ударні навантаження. Високий вміст нікелю робить ці сталі дорогими і ускладнює термічну обробку. Їх замінюють оптимально леговані хромомарганцеві сталі з титаном (18ХГТ, 30ХГТ) і молібденом (25ХГМ), які мають дещо меншу в'язкість, але успішно працюють у зубчастих колесах автомобілів масового виробництва.

Поліпшені конструкційні сталі містять 0,3...0,5% вуглецю. Високі механічні властивості вони отримують після термічного зміцнення (гартування з високим відпуском) до структури сорбіту, їх використовують для багатьох деталей, що працюють не тільки при високих статичних, а й при циклічних навантаженнях та при роботі з ударами (вали, штоки, шатуни і т.п.). Високі механічні властивості сталі при поліпшенні можливі лише за умови високої прогартовуваності та дрібного зерна. Для цього їх легують хромом, нікелем, молібденом, ванадієм і марганцем. Сталі 40Х, 45Х, 50Х є відносно дешевим конструкційним матеріалом. Збільшення вмісту вуглецю зменшує в'язкість і обмежує їх застосування при динамічних навантаженнях.

Дешевими є також хромомарганцевокремнисті сталі 30ХГСА, 35ХГСА. Вони мають високі не лише механічні, а й технологічні властивості: добре зварюються всіма способами, штампуються, прогартовуються (при діаметрі до 30...40 мм), задовільно обробляються різанням. Із них виготовляють вали, зварні конструкції, деталі рульового керування.

Хромонікелеві сталі 40ХН, 45ХН мають комплекс високих механічних властивостей у деталях діаметром 40...50 мм, а при введенні молібдену або вольфраму (40ХНМА, 38ХНЗМА, а також 18Х2Н4ВА) — до 100 мм, бо ці елементи зменшують крихкість після відпуску з малою швидкістю охолодження. З них виготовляють вали і ротори турбін, вали редукторів, що несуть значне навантаження, тощо. Недоліком цих сталей є висока вартість, низька оброблюваність різанням і схильність до утворення флокенів (внутрішніх тріщин).

Ресорно-пружинні сталі. Для забезпечення високої межі пружності, витривалості та міцності в сталь, крім 0,5...0,7% вуглецю, вводять марганець, кремній, ванадій та хром. Деталі піддають гартуванню та середньому відпуску. Зі сталей 55С2, 60С2, 70СЗА виготовляють пружини та ресори товщиною до 18 мм.

Для ресор легкових автомобілів, пружин клапанів та інших відповідальних пружин, які працюють при температурах до 300°С, використовують сталі 50ХГ, 55ХГР, 50ХФА, 50ХГФА. Для великих і особливо відповідальних пружин та ресор використовують сталі 60С2ХА, 70С2ХА, 60С2ХФА, 60С2Н2А.

Для пружин, що працюють при високих температурах в корозійному середовищі застосовують сталі 30Х13, 40КХНМ, 44НХТЮ, 68НХВКТЮ, 12Х18Н9Т та ін.

Для виготовлення деталей підшипників кочення, що працюють в умовах високих контактних навантажень, використовують підшипникові сталі. Їх маркують літерами "ШХ" та числом, що показує вміст хрому в десятих частках відсотка, а також літерами наявних крім хрому легуючих елементів. У цих сталях вміст вуглецю сягає 0,95...1,05%. Сталі ШХ6, ШХ9, ШХ15 призначена для виготовлення деталей підшипників з розміром перерізу 10...20 мм, а сталі ШХ15СГ, ШХ20СГ — для деталей з більшим перерізом, бо вони прогартовуються на глибину понад 80 мм.

Тема 4.5. Інструментальні матеріали.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Вплив легувальних елементів на властивості сталей	\|	Інструментальні вуглецеві сталі

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.008 сек.