Исследование литейных свойств сплавов




Машиностроительные материалы

1.1. Цель работы:

Изучение классификации материалов и их маркировки. Провести расшифровку некоторых марок для улучшения практических знаний.

 

 

1.2. Классификация и принципы маркировки сталей и сплавов в зависимости от их химического состава.

 

Классификация стали

Стали представлены в современном машиностроении наибольшим числом марок (составов) [3–8]. Они классифицируются по химическому составу, назначению и способу производства. По химическому составу стали разделяют на углеродистые и легиро- ванные. По назначению различают следующие классы сталей: конструкци- онные (машиностроительные); машиностроительные специализированного назначения, инструментальные, строительные, с особыми физическими и химическими свойствами. Стали конструкционные применяют во всех областях машинострое- ния для изготовления различных деталей из проката и поковок (валы, оси, шестерни и т.п.), а также отливок и сварных конструкций. Содержание уг- лерода в конструкционных сталях находится в пределах от 0,05 до 0,60 %. Легирующие элементы определяют механические и эксплуатационные свойства сталей. Стали и сплавы машиностроительные специализированного назна- чения оцениваются по механическим характеристикам при низких (крио- генных) и высоких температурах, по технологическим, физическим и хи- мическим параметрам. К этому классу сталей относят: жаростойкие и жа- ропрочные, для работы при низких температурах (хладостойкие стали), износостойкие, рессорно-пружинные, автоматные и другие. Стали инструментальные имеют высокую твердость, износостой- кость и прочность, используют для изготовления режущего и измеритель- ного инструмента, штампов и пресс-форм. К строительным сталям относятся углеродистые и низколегирован- ные стали, обладающие повышенной прокаливаемостью и более высокими механическими характеристиками. Поскольку строительные стали должны обладать высокой ударной вязкостью, пластичностью и свариваемостью, всталях для металлических конструкций (углеродистые обыкновенного ка- чества и низколегированные стали) содержание углерода не превышает 0,2 %, а в сталях с добавками марганца и кремния для армирования железобе- тонных конструкций – 0,37 %. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами используют в приборостроении, электротехнической, радиотехнической и электронной отраслях промышленности. Имеются следующие группы сплавов: с задан- ным коэффициентом теплового расширения, с заданными упругими свой- ствами, немагнитные, с высокой магнитной проницаемостью (магнитно- мягкие сплавы), с высокой коэрцитивной силой (магнитно-твердые спла- вы) и с высоким электросопротивлением. Стали и сплавы с особыми химическими свойствами (коррозионно- стойкие или нержавеющие во влажной среде), имеющие содержание хро- ма более 12 %, применяют для изготовления химического и пищевого обо- рудования, хирургического инструмента и деталей, эксплуатируемых в ат- мосферных условиях и при повышенной температуре, в растворах кислот и солей. Классификация стали по качеству и способу производства (табл. 1) определяет условия металлургического производства и содержание в них вредных примесей (в первую очередь серы и фосфора). При получении качественной стали в конвертерах и мартеновских печах особое внимание уделяется контролю состава исходных материалов (шихты) и химического состава стали в процессе плавки на наличие серы и фосфора. Фосфор изменяет характер разрушения металла при низкой тем- пературе (хладноломкость) за счет образования хрупких прослоек в меж- зеренном пространстве. Вредное влияние фосфора особенно сказывается при повышенном содержании углерода. Сера способствует появлению хрупкости при нагреве (красноломкость) за счет размягчения низкоплав- ких межзеренных прослоек, насыщенных сульфидами. В стали содержатся постоянные или обыкновенные примеси (C, Mn, Si, S, P), скрытые примеси (O, H, N) и случайные примеси. Содержание по- стоянных примесей регламентируется стандартами, содержание скрытых примесей в обычных технических условиях не указывается. Для придания стали специфических свойств путем изменения ее строения (структуры и фазового состава) в сталь в определенных количествах вводят легирующиеэлементы (Cr, Mo, Ni, Ti, Mn, W, V, Co и другие). Легированной называют сталь, в составе которой помимо обычных примесей содержатся легирую- щие добавки либо содержание кремния и марганца повышено против обычного количества. Таблица 1. Классификация сталей по качеству и способу производства Класс сталей Химический состав Содержание примесей Способ производства Обыкно- венного качества углеродистые с содержанием углерода менее 0,6 % сера не более 0,06 %, фосфор – 0,04–0,06 % в конвертерах и в мартенов- ских печах Качествен- ная углеродистые и легированные сера и фосфор до 0,035 % ка- ждого в конвертерах, в мартенов- ских и в дуговых сталепла- вильных печах Высокока- чественная легированные и углеродистые инструменталь- ные сера и фосфор до 0,025 % ка- ждого в дуговых и индукционных печах или после внепечной обработки стали Особовы- сококаче- ственная легированные сера и фосфор до 0,015 % ка- ждого электрошлаковый, вакуумный индукционный или вакуумно- дуговой переплав Известно, что с повышением содержания углерода прочностные ха- рактеристики стали возрастают, а пластичность уменьшается. При содер- жании углерода более 0,3 % резко понижается свариваемость сталей. По- ложительное влияние легирующего элемента на свойства стали (см. табл. 2) проявляется при его определенном содержании. Так при содержании в стали кремния выше 0,37 % понижаются пластические свойства, а выше 1,2 % ухудшается и свариваемость стали. Стойкость против коррозии в слабых агрессивных средах (вода, пар) создается при содержании хрома в стали не менее 12 %.

Маркировка сталей

В нашей стране принята буквенно-цифровое обозначение (комбина- ция цифр и заглавных букв русского алфавита) марок стали. Сталь марки- руют двухзначным числом, которое показывает содержание углерода в со- тых долях процента. Последующие буквы являются обозначением леги- рующих элементов (табл. 3). Числа, стоящие после букв, обозначают сред- нее содержание в стали легирующего элемента в целых процентах. Отсут- ствие цифры за буквой означает, что содержание данного элемента нахо- дится в пределах 0,5–1,5 %. Исключение сделано для титана и ванадия, со- держание которых в большинстве сталей составляет 0,1–0,3 %, и для ста- лей, содержащих бор, ниобий, селен, цирконий, иттрий и редкоземельные элементы обычно в очень малых количествах (0,01–0,001 %). Таблица 2. Влияние легирующих компонентов на свойства сталей Свойства сталей Легирующие элементы C Mn Si Cr Ni W Mo V Со Тi Прочность, твер- дость +++ + + ++ + +++ +++ + + + Пластичность - - - - - - - + - - - - - - Ударная вязкость - - ++ + - ++ ++ ++ ++ ++ ++ Прокаливаемость + +++ + ++ + +++ +++ ++ - ++ Износостойкость + ++ + ++ + ++ ++ ++ + ++ Теплостойкость + + + ++ ++ ++ ++ + Хладостойкость - - ++ + ++ ++ +++ ++ + ++ Жаростойкость + ++ ++ +++ +++ ++ ++ +++ ++ Коррозионная стой- кость +++ ++ ++ ++ ++ +++ Свариваемость - - - + + - - - - Обрабатываемость резанием - - - - - - - - - - - Условные обозначения: «+» – улучшение небольшое; «++» – среднее; «+++» – сильное; «-» – ухудшение небольшое; «- -» – среднее; «- - -» – высокое. Степень раскисленности стали указывается буквами в конце марки: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная. Большинство качест-венных сталей выплавляется полностью раскисленными, поэтому буквы «сп» в их обозначении отсутствуют. Литейная сталь, применяемая для получения отливок, в конце марки имеет букву Л. При обозначении высококачественных сталей в конце марки стали пишется буква А. Исключение из этого правила: все легированные инст- рументальные стали и стали с особыми свойствами (нержавеющие, жа- ропрочные и др.) всегда высококачественные или особовысококачествен- ные, поэтому в марках этих сплавов буква А в конце не указывается. Таблица 3 Обозначение элементов в марках легированных сталей Обозначение легирующих элементов А – азот (в середине марки) Б – ниобий В – вольфрам Г – марганец Д – медь Е – селен М – молибден Н – никель П – фосфор Р – бор С – кремний Т – титан Ф – ванадий Х – хром Ц – цирконий Ч – редкоземельные элементы и иттрий Ю – алюминий Особовысококачественные стали и сплавы обозначают в конце мар- ки через тире буквами ВИ (вакуумно-индукционный переплав), ВД (ваку- умно-дуговой переплав), Ш (электрошлаковый переплав), ШД (вакуумно- дуговой переплав стали электрошлакового переплава). По указанным правилам маркируют конструкционные стали (леги- рованные и качественные углеродистые), стали и сплавы машинострои- тельные специализированного назначения, стали с особыми химическими свойствами и отдельные группы сталей с особыми физическими свойст- вами, например, сплавы с высоким электросопротивлением. При обозначении отдельных групп сталей существуют отклонения от общих правил маркировки: 1. Экспериментальные стали, не включенные в стандарты и постав- ляемые по техническим условиям, обозначаются буквами ЭИ или ЭП, ЧС, ЗИ, ДИ и следующими далее цифрами, которые являются порядковым но- мером, например: ЭИ276, ЧС36, ДИ37. 2. Сталь углеродистая обыкновенного качества имеет другой прин- цип маркировки. 3. В начале марки сталей иногда ставят буквы, указывающие на их применение: А – автоматные, Е – магнитно-твердые (деформируемые), Р – быстрорежущие, Ш – шарикоподшипниковые, С – сталь для строительных конструкций. 4. Обозначение инструментальной, шарикоподшипниковой и авто- матной сталей имеет особенности. 5. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами (специальные сплавы) в зависимости от свойств и эксплуатационных возможностей под- разделяют на группы, каждая из которых имеет свой способ обозначения. Конструкционные качественные углеродистые стали (ГОСТ 1050– 88), содержащие не более 0,6 % углерода, поставляют с гарантированными химическим составом и механическими характеристиками. Эти стали при- меняют, например, для глубокой вытяжки (сталь 05кп, сталь 08пс), в эле- ментах трубных соединений (сталь 15кп, сталь 15пс, сталь 20), для изго- товления деталей с высокой прочностью и износостойкостью (сталь 55, сталь 50Р). Конструкционная легированная сталь (ГОСТ 4543–71) в зависимости от легирующих элементов делится на группы: хромистая (например, сталь 15Х), марганцовистая (10Г2), хромоникелевая (30ХНА), хромокремнистая (40ХС), хромомарганцевая (35ХГ2); хромомарганцевая с ванадием (35ХГФ), с молибденом (38ХГМ), с титаном (18ХГТ); хромомарганцевок- ремнистая (35ХГСА); хромоникелевая с молибденом (30ХН2МА), с вана- дием (20ХН4ФА) и т.д. Легированные стали имеют более высокие прочно- стные свойства по сравнению с углеродистыми, и их применяют для изго- товления ответственных деталей с соответствующей термической обра- боткой. Рессорно-пружинная сталь (ГОСТ 14959–79) может быть углероди- стой (стали 65…85) или легированной, например: 65Г, 55С2, 50ХФА, 65С2ВА, 70С2ХА. Эти стали используют для изготовления рессор авто- машин, торсионных валов, пружин различных механизмов и т.д. Стали особо высокой прочности и вязкости (мартенситно- стареющие) имеют предел прочности до 2500–3000 МПа, сохраняют пла- стичность (более 10 %) и ударную вязкость при низких температурах (400– 500 кДж/м 2 при –196 оС). Легирование хромом (более 12 %) придает им стойкость против коррозии в агрессивных средах (морская вода, кислоты). Выпускаются также теплостойкие (до 500 оС) стали для деталей химиче- ской аппаратуры, теплоэнергетических установок и т.д. Наиболее распро- страненные марки мартенситно-стареющих сталей: 03Н18К9М5Т, 03Н10Х12Д2Т, 03Н4Х12К15М4Т, 04Х11Н9М2Д2ТЮ. Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы (ГОСТ 5632–72) – это материалы, работающие при высокой температуре. Жаростойкие стали ус- тойчивы против коррозии в воздухе, печных газах, в том числе серосодер- жащих, продуктах сгорания при температуре до 900–1200 оС. Характерные марки жаростойких сталей: 15Х6СЮ, 20Х20Н14С2, 30Х13Н7С2, 40Х9С2, 12Х17, 15Х28. Жаропрочные стали используют для длительной эксплуатации под нагрузкой в деталях и установках, работающих при температурах выше 400–450 оС. Жаропрочные сплавы разделяют по температуре эксплуата- ции. Для работы при температуре 400–500 оС применяют, например, стали: 20Х1М1Ф1БР, 12Х1МФ, 25Х1МФ, 18Х3МВ, 20Х3МВФ; при температуре 500–600 оС – стали 20Х13, 15Х6СЮ, 40Х10С2М; при температуре 600–650 оС – стали 45Х14Н14В2М, 10Х11Н23Т3МР, 12Х18Н9Т и другие. Сплавы на никелевой основе, например: ХН60ВТ, ХН70Ю, ХН75МБТЮ, ХН77ТЮР используют при температуре 700–750 оС, а сплавы типа ХН62МВКЮ, ХН56ВМКЮ – до 850 оС. Сплавы на железо-никелевой ос- нове, например: ХН35ВТ, ХН45Ю, ХН28ВМАБ, 03ХН28МДТ, 06ХН28МТ применяют при температуре от 650 оС до 900 оС. В марках сплавов на ни- келевой или железоникелевой основе отсутствие числа в начале марки оз- начает, что содержание углерода в сплаве не превышает 0,1 %. При марки- ровке сплавов на основе никеля, например, Н70МФВ, ХН77ТЮР числа, обозначающие процентный состав легирующих элементов, как правило, за буквами не пишут. Содержание хрома в сплавах на никелевой основе со- ставляет 10–29 % (9–12 % при легировании кобальтом, вольфрамом, мо- либденом и алюминием), а в сплавах на железоникелевой основе – от 14 до 18 %. Стали хладостойкие и износостойкие (ГОСТ 977–88, ГОСТ 21357– 87), например, 08Г2ДНФЛ, 12ХГФЛ, 20ГЛ, 25Х2НМЛ, 30ХГ2СТЛ, 30ХЛ, 35ХМФЛ, 110Г13Л, 110Г13ХБРЛ применяют в литом или кованом состоя- нии. Стали и сплавы коррозионно-стойкие (ГОСТ 5632–72) распределены по типу действующей среды. Стали 12Х13, 20Х13, 20Х17Н2, 30Х13, 40Х13, 95Х18 стойкие в слабых агрессивных средах (воздух, вода, пар); стали 15Х28, 12Х18Н10Т и аналогичные стойкие в более агрессивных сре- дах (морская вода, органические кислоты); стали 10Х17Н13М3Т, 09Х15Н18Ю, 08Х21Н6М2Т способны работать в концентрированных и го- рячих кислотах. Стали конструкционные углеродистые обыкновенного качества (ГОСТ 380–94) обозначаются индексом „Ст“ и порядковым номером, на- пример: Ст0, Ст1пс, Ст4кп, Ст5Гпс, Ст6сп. В обозначении марок буквы „Ст“ означают „сталь“, числа от 0 до 6 – порядковый номер марки в зависимости от химического состава. При этом, чем больше номер, тем больше в стали углерода. Числа, добавляемые в конце обозначения марки, указывают на категорию стали, зависимую от нормируемых показателей для сортового и фасонного (ГОСТ 535–88), для толстолистового (ГОСТ 14637–89) и тонколистового (ГОСТ 16523–97) проката. Инструментальные углеродистые стали (ГОСТ 1435–99) сохраняют высокую твердость, прочность и износостойкость до температуры 190–225 оС. Буква У, стоящая в начале марки, означает, что данная сталь инстру- ментальная высокоуглеродистая, содержащая углерода от 0,65 до 1,3 %. Следующие далее числа означают среднее содержание углерода в десятых долях процента, а буква Г – повышенное содержание марганца (до 0,58 %), например: У8Г, У12. Стали высокого и особо высокого качества обозна- чают соответственно буквами А и Ш, которые ставят в конце марки стали, например: У7А, У10А–Ш. При обозначении инструментальных легированных сталей (ГОСТ 5950–2000), например: 9ХС, 5ХНМ, 3Х2В8, 5Х3В3МФС среднее содержа- ние углерода указывают в начале марки в десятых долях процента. При содержании в стали больше 1 % углерода число в начале марки не указы-вают, например: ХВГ, Х12М, Х12Ф1. Число, стоящее после букв, обозна- чает среднее содержание легирующего элемента в целых процентах. В марках быстрорежущих инструментальных сталей (ГОСТ 19265– 73), например: Р18, Р6М5, Р9М3К5, Р10К5Ф5 число, стоящее после буквы Р, соответствует среднему содержанию вольфрама в процентах. Другие элементы обозначаются так же, как в легированных инструментальных сталях. Углерод в быстрорежущих инструментальных сталях не обознача- ется, его содержание находится в пределах 0,73–1,12 %. Шарикоподшипниковые стали (ГОСТ 801–78 и ГОСТ 21022–75) обо- значаются в начале марки буквами ШХ, далее указывается содержание хрома в десятых долях процента, например: ШХ4, ШХ15, ШХ20СГ, ШХ15СГ–Ш. Содержание углерода в шарикоподшипниковых сталях около 1 %. У высококачественных сталей, изготовленных с вакуумированием, в конце марки через тире указывается буква В (ШХ15–В). Автоматные стали (ГОСТ 1414–75) маркируются следующим обра- зом: в марке перед числами, обозначающими содержание углерода, указы- вается буква А (для сталей с серой и фосфором), например, А11, А40Г, бу- квы АС (для сталей со свинцом), например, АС12ХН, АС40ХГНМ или АЦ (для сталей с кальцием), например, АЦ35Г2, АЦ20ХН3. Автоматная сталь предназначена в основном для получения крепежных деталей неответст- венного назначения: втулки, гайки, клеммы и т.п. Примеры обозначения и расшифровки: 1. Сталь 15кп – сталь конструкционная, углеродистая, качественная, со- держащая 0,15 % углерода, кипящей разливки. 2. Сталь 38Х2МЮА – сталь конструкционная, легированная, высококаче- ственная, содержащая 0,38 % углерода, 2 % хрома, менее 1 % молибдена, 1 % алюминия. 3. Сталь 60С2ХФА – сталь рессорно-пружинная, легированная, высокока- чественная, содержащая 0,6 % углерода, 2 % кремния, до 1,5 % хрома и менее 1 % ванадия. 4. Сталь 03Н18К9М5Т–ВИ – сталь особо высокой прочности и вязкости, мартенситно-стареющая, высоколегированная, особовысококачественная, со- держащая 0,03 % углерода, 18 % никеля, 9 % кобальта, 5 % молибдена, около 1 % титана, получена вакуумно-индукционным переплавом. 5. Сталь 08Х16Н13М2Б – сталь жаропрочная, коррозионно-стойкая, высо- колегированная, высококачественная, содержащая 0,08 % углерода, 16 % хрома, 13 % никеля, 2 % молибдена и менее 1 % ниобия. 6. Сталь 110Г13Л – сталь литейная, износостойкая, качественная, содер- жащая 1,1 % углерода, 13 % марганца. 7. Ст5пс1 – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, номер 5, полуспокойной разливки, первой категории (поставляемая с гарантиро- ванными механическими характеристиками). 8. Сталь У9А-Ш – сталь инструментальная, высокоуглеродистая, особо- высококачественная, содержащая 0,9 % углерода, получена электрошлаковым переплавом. 9. Сталь Х12М – сталь инструментальная, легированная, высококачест- венная, содержащая 1 % углерода, 12 % хрома и 1 % молибдена. 10. Сталь Р10К5Ф5 – сталь инструментальная, быстрорежущая, легиро- ванная, высококачественная, содержащая около 1 % углерода, 10 % вольфрама, 5 % кобальта, 5 % ванадия. 11. Сталь ШХ15-ШД – сталь шарикоподшипниковая, легированная, осо- бовысококачественная, содержащая до 1,0 % углерода, 1,5 % хрома, получена переплавом в вакуумно-дуговой печи из металла электрошлакового переплава. 12. Сталь АС45Г2 – сталь автоматная, свинцовистая, легированная, каче- ственная, содержащая 0,45 % углерода, 0,15–0,3 % свинца, 2 % марганца. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами, приобретае- мыми в результате специального легирования и термической обработки, не имеют общих правил маркировки. В качества примера рассмотрим обозна- чение некоторых магнитных сплавов. Структура маркировки деформируемых магнитно-твёрдых сплавов (ТУ 14–1–4487–88) подобна структуре маркировки инструментальных ле- гированных сталей. Например, сталь ЕХ5К5 расшифровывается как сталь магнитно-твердая, качественная, содержащая 1,0 % углерода, 5 % хрома, 5 % кобальта, остальное железо. Электротехнические магнитно-мягкие стали (ГОСТ 3836–83, ГОСТ 11036–75) (тонколистовая, сортовая, холодно- и горячекатаная, кованая) с содержанием углерода до 0,04 % и кремния до 0,3 % маркируют пятизнач- ным числом, например: 10864, 21880. Первая цифра соответствует классу по структурному состоянию и виду проката (1 − горячекатаная изотропная, 2 − холоднокатаная изотроп-ная); вторая − содержанию кремния (0 − сталь нелегированная, без норми- рования коэффициента старения, 1 − сталь нелегированная с нормирован- ным коэффициентом старения); третья − группе по основной нормируемой характеристике (8 − коэрцитивная сила); четвертая и пятая − количествен- ному значению коэрцитивной силы в целых единицах, А/м. Стали электротехнические (кремнистые) (ГОСТ 21427.1–83, ГОСТ 21427.2–83, ГОСТ 21427.4–83) маркируют четырьмя цифрами, например: 1511, 1212, 2011, 3404. В обозначении марки первая цифра означает класс по структурному состоянию и виду проката (1 − горячекатаная изотропная, 2 − холоднока- таная изотропная, 3 − холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой в направлении [100]). Вторая цифра равна суммарной массовой доле леги- рующих элементов (кремния) (0 − до 0,5 % включительно; 1 − 0,5–0,8 %; 2 − 0,8–1,8 %; 3 − 1,8–2,8 %; 4 − 2,8–3,8 %; 5 − 3,8–4,8 %). Третья цифра − группу по основной нормируемой характеристике (0−2 − удельные потери, 6−7 − магнитная индукция). Четвёртая цифра − порядковый номер типа стали (код числового значения нормируемого параметра).

Маркировка чугунов

Серый чугун (ГОСТ 1412–85) обозначают сочетанием букв СЧ и чис- лом, которое соответствуют минимальному значению предела прочности на растяжение в кгс/мм 2, например: СЧ 10, СЧ 35. Ковкий чугун (ГОСТ 1215–79) маркируют буквами КЧ (ковкий чу- гун) и последующими числами. Первое число равно пределу прочности в кгс/мм 2. Следующее число, указанное через тире, характеризует величину относительного удлинения в процентах, например: КЧ 30–6, КЧ 80–1,5. Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293–85) и чугун с графитом вермику- лярной формы (ГОСТ 28394-89) обозначают сочетанием букв ВЧ (высоко- прочный чугун) и ЧВГ (чугун, вермикулярный графит) и числами, показы- вающими предел прочности на растяжение в кгс/мм 2, например: ВЧ 35, ВЧ 100, ЧВГ 30, ЧВГ 45. Антифрикционный (износостойкий) чугун (ГОСТ 1585–85) маркиру- ют буквами АЧС (антифрикционный серый чугун), АЧВ (антифрикцион- ный высокопрочный чугун), АЧК (антифрикционный ковкий чугун) и по- рядковым номером, например: АЧС–1, АЧС–6, АЧВ–2, АЧК–1. Специальный (легированный) чугун (ГОСТ 7769–82) обозначают на- бором букв и следующими за ними числами, например: ЧХ3Т, ЧХ9Н5, ЧН3ХМДШ. Такое обозначение похоже на маркировку легированных ста- лей, но имеет некоторые отличия. Буква Ч, стоящая в начале марки, явля- ется сокращением термина “чугун”. Буква Ш, стоящая в конце некоторых марок, означает шаровидную форму графита. Остальные буквы обознача- ют легирующие элементы. Числа, следующие за буквами, соответствуют среднему процентному содержанию легирующих элементов.

1.3. Провести расшифровку марок машиностроительных материалов с указанием качества сталей и сплавов (см. табл. 1)

Табл. 1

Заданная марка сплава Наименование материала Химический состав сплава Область применения сплава
20ХГНТР Сталь конструкционная легированная, качественная
Si 0,17 - 0,37
Mn 0,8 - 1,1
Ni 0,4 - 0,7
S до 0,035
P до 0,035
Cr 0,4 - 0,7
Ti 0,03 - 0,09
B до 0,005
Fe ~97
C 0,18 - 0,24

 

производство крестовин кардана автомобилей.
45Х14Н14В2М Сталь жаропрочная высоколегированная
C 0,4 - 0,5  
Si до 0,8
Mn до 0,7
Ni 13 - 15
S до 0,02
P до 0,035
Cr 13 - 15
Mo 0,25 - 0,4
W 2 - 2,8
Fe ~67

 

клапаны моторов, поковки, детали трубопроводов, длительно работающие при температурах до 650 °С.; сталь аустенитного класса
15Х28 Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная
C до 0,15  
Si до 1
Mn до 0,8
S до 0,025
P до 0,035
Cr 27 - 30
Fe ~66

 

сварные конструкции, не подвергающиеся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже —20 °С; спаи со стеклом. Аппаратура, детали, трубы пиролизных установок, теплообменники. Трубы для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах; сталь ферритного класса
    4ХВ2С Сталь инструментальная штамповая
C 0,35 - 0,45
Si 0,6 - 0,9
Mn 0,15 - 0,4
Ni до 0,35
S до 0,03
P до 0,03
Cr 1 - 1,3
W 2 - 2,5
Cu до 0,3
Fe ~94

 

    пневматический инструмент: зубила, обжимки, вырубные и обрезные штампы сложной формы, работающие с повышенными ударными нагрузками.
    АС40ХГНМ     Сталь конструкционная повышенной обрабатываемости
C 0,37 - 0,43  
Si 0,17 - 0,37
Mn 0,5 - 0,8
Ni 0,7 - 1,1
S до 0,03
P до 0,035
Cr 0,6 - 0,9
Mo 0,15 - 0,25
Pb 0,15 - 0,3
Fe ~96

 

    в автомобилестроении - ролики вала и сошки плунжера, натяжитель цепи толкателя привода бензинового насоса
    Ст3пс   Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества
C 0,14 - 0,22  
Si 0,05 - 0,15
Mn 0,4 - 0,65
Ni до 0,3
S до 0,05
P до 0,04
Cr до 0,3
N до 0,008
Cu до 0,3
As до 0,08
Fe ~98

 

    несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах
    ЧВГ30   Чугун с вермикулярным графитом для отливок
C 3,5 - 3,8  
Si 2,2 - 3
Mn 0,2 - 0,6
S до 0,025
P до 0,08
Cr до 0,15
Mg 0,015 - 0,028
РЗМ 0,1 - 0,2
Fe ~92

 

  детали общего машиностроения, работающие при повышенных циклических механических нагрузках; детали ДВС, работающих при переменных повышенных температурах и механических нагрузках

 

АК5М2 Алюминиевый литейный сплав
Fe до 1,3  
Si 4 - 6
Mn 0,2 - 0,8
Ni до 0,5
Al 86,6 - 94,1
Cu 1,5 - 3,5
Mg 0,2 - 0,8
Zn до 0,5

 

для изготовления фасонных отливок
МЛ5он Магниевый литейный сплав
Fe до 0,08  
Si до 0,35
Mn 0,15 - 0,5
Ni до 0,01
Al 7,5 - 9
Cu до 0,25
Zr до 0,002
Be до 0,002
Mg 88,9 - 89,1
Zn 0,2 - 0,8

 

для изготовления фасонных отливок
ЛО70-1 Латунь, обрабатываемая давлением
Fe до 0,07  
P до 0,01
Cu 69 - 71
Pb до 0,07
Zn 27,2 - 30
Sb до 0,005
Bi до 0,002
Sn 1 - 1,5

 

для изделий высокой коррозионной и эрозионной стойкости
ПОССу 35-2 Сурьмянистые припои Sn (олово), %34-36 Sb (сурьма), %1,5-2,0 Лужение и пайка холодильных устройств, в электроламповом производстве, электропромышленности, автомобилестроении; лужение и пайка тонколистовой упаковки, металлизированных и керамических изделий, для абразивной пайки; пайка свинца, железа, латуни, меди, оцинкованного железа.
      Сталь конструкционная углеродистая качественная
C 0,05 - 0,11  
Si до 0,03
Mn 0,25 - 0,5
Ni до 0,25
S до 0,04
P до 0,035
Cr до 0,1
Cu до 0,25
As до 0,08
Fe ~98

 

    для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей, подвергаемых химико-термической обработке — втулок, проушин, тяг.
        Сталь конструкционная рессорно-пружинная
C 0,82 - 0,9  
Si 0,17 - 0,37
Mn 0,5 - 0,8
Ni до 0,25
S до 0,035
P до 0,035
Cr до 0,25
Cu до 0,2
Fe ~97

 

  пружины, фрикционные диски и другие детали, к которым предъявляются требования высоких прочностных и упругих свойств и износостойкости.
    ВК8-В   Вольфрамокобальтовые сплавы (углеро-дистых и легиро-ванных сталей)     содержанием кобальта 8 % и карбида вольфрама — 92 %.     Сплавы вольфрамокобальтовой группы предназначены в основном для обработки чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов.
    ЧВГ45   Чугун с вермикулярным графитом для отливок
C 3,1 - 3,5  
Si 2 - 2,5
Mn 0,8 - 1,2
Ni 0,8 - 1,2
S до 0,025
P до 0,05
Cr до 0,3
Mo 0,2 - 0,4
Cu 0,8 - 1
Mg 0,02 - 0,028
РЗМ 0,1 - 0,2
Fe ~90

 

  детали общего машиностроения, работающие при повышенных циклических механических нагрузках; детали ДВС, работающих при переменных повышенных температурах и механических нагрузках

 

Федеральное агентство по образованию

_________

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра "Технология конструкционных материалов и материаловедение"

 

ОТЧЕТ

по лабораторных работе № 1

"Исследование литейных свойств сплавов"

 

 

Институт _______________________

 

Курс__________ Группа___________

 

Фамилия, И., О.__________________

 

Преподаватель В.П. Третьяков

 

Санкт-Петербург


 

Лабораторная работа № 2

Исследование литейных свойств сплавов

3.1. Цель работы:

 

 

3.2. Опишите сущность основных литейных свойств сплавов.

 


 

3.3. Выполните эскиз формы и отливки (пробы).

 

 

3.4. Заполните таблицу с результатами измерений

Т, ºС l, мм d, мм D, мм H, мм V отл, см3 h, мм V ус, см3
                 
                 
                 

 

3.5 Выполните расчеты и заполните сводную таблицу литейных свойств сплава.

Объем усадочной раковины для первой отливки (температура заливки 600оС:

мм3= см3

 

Объем первой отливки:

Объемная усадки для первой отливки:

 

№ п/п Температура заливки сплава Т, °С Жидкотекучесть j, см Объемная усадка у об,% Линейная усадка у л, %
         
         
         

 

3.6. Постройте графики зависимости жидкотекучести, линейной и объемной усадки от температуры расплава.

График зависимости жидкотекучести от температуры расплава
График зависимости объемной усадки от температуры расплава
График зависимости линейной усадки от температуры расплава

 

3.7. Сделайте выводы о влиянии температуры заливаемого сплава на жидкотекучесть, объемную и линейную усадку.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: