Нестандартные обозначения:
ШХ15, Р18, ЭИ179, ЕХ3
( соответственно шарикоподшипниковая, быстрорежущая, магнито-мягкая, магнито-твердая)
Конструкционные легированные стали
Конструкционные легированные стали, применяемые при обычных температурах
Конструкционными называются стали, применяемые для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. Стали, применяемые в конструкциях и сооружениях, называются строительными. Четкой границы по химическому составу между строительной и машиностроительными сталями нет.
Конструкционными могут быть как углеродистые, так и легированные стали. Содержание углерода в этой группе не превышает 0.6 %.
Основные легирующие элементы конструкционных сталей являются хром, никель, кремний, марганец. Для дополнительного улучшения механических свойств вводят молибден, вольфрам, ванадий, титан и др.
Большинство сталей этой группы относят к перлитному классу, в равновесном состоянии – в группу – доэвтектоидных.
Конструкционные стали подразделяются:
* строительные, низколегированные стали
* машиностроительные – цементируемые
* машиностроительные – улучшаемые
* рессорно-пружинные
* износостойкие (аустенитная)
* шарикоподшипниковые
* мартенситностареющие высокопрочные стали
Строительные низколегированные стали
Это стали, содержащие не более 0,22%С и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов. Они хорошо свариваются, это значит, что они не образуют при сварке холодных и горячих трещин. По сравнению с углеродистыми они имеют более высокие значения пределов прочности и текучести при сохранении хорошей пластичности, меньшей склонности к старению и хладноломкости.
19Г
14Г2 Это сварные нефтегазопроводы, газопроводные трубы,
17ГС строительные фермы, мосты, вагоны, рамы.
14ХГС
15ХГСНД
35ГС
25Г2С стали для армирования железобетонных конструкций
σ в = 600Мпа δ =14%
Машиностроительные цементируемые легированные стали
Углерода в них содержится 0,1-0,25%
После цементации, закалки и низкого отпуска цементованный слой должен иметь 58-62 НRСэ, сердцевина – 20-40НRСэ
Хромистые стали
Х
20Х - изделия простой формы, небольших размеров – кулачки, втулки, пальцы, зубчатые колеса
σ в =700-800Мпа δ =11-12%
Хромоникелевые стали
12ХН3А Это детали ответственного назначения, испытывающие
12Х2Н4А в эксплуатации значительные динамические нагрузки
Х2Н4А
σ в =950 –1300Мпа δ =9-14%
Одновременное легирование хромом и никелем повышает прочность и пластичность стали и увеличивает вязкость сердцевины.
* 12Х2Н4ВА
* 18Х2Н4МА - для тяжелонагруженных деталей, зубчатых колес, коленчатых валов, осей и др
Хромомарганцовистые стали
Применяются во многих случаях взамен дорогих хромоникелевых, они менее устойчивы против перегрева и поэтому в них добавляют титан.
ХГТ
ХГТ
25ХГМ зубчатые колеса автомобилей (коробки передач), валы
Для увеличения прокаливаемости в них добавляют никель.
Машиностроительные улучшаемые легированные стали
Улучшаемые– это стали используемые после закалки и высокого отпуска
С=0,3-0,5%
Температура закалки 820-880°С ВО=550-650°С.
Известные нам углеродистые улучшаемые стали марок 35,40,45 используют для изделий небольших сечений, работающих при невысоких нагрузках.
Хромистые стали
30Х для средненагруженных деталей, валы, оси, рычаги
Х
50Х крупные шестерни, валы
σв =950-1000Мпа δ =12%
Хромомарганцовистые стали
ХГ
ХГ
ХГТ
достаточно высокая прочность и прокаливаемость, но пониженная вязкость
Хромо-марганце-кремниевые стали
ХГС
ХГС
ХГМ
хорошая прочность и свариваемость, применяется в виде листов и труб для ответственных сварочных конструкций, например, в самолетостроении
σ в =1650Мпа δ =9%
Хромо-никелевые стали
ХНА
ХН3А
Высокая прокаливаемость, вязкость, крупные изделия сложной конфигурации, работающие при вибрационных и динамических нагрузках.
ХН2МА
Х2Н2МФА
Рессорно-пружинные стали
Рессорно-пружинные стали должны иметь особые свойства в связи с условиями работы пружин и рессор. Они служат для смягчения ударов, толчков, действующих на конструкцию в процессе работы. Поэтому основные требования к этим сталям заключаются в следующем:
-высокие пределы упругости и выносливости при достаточной пластичности и сопротивлении
Хрупкому разрушению
Содержание углерода в них –0,5-0,7%
Термообработка – закалка и средний отпуск
В качестве легирующих элементов в них
чаще всего – кремний.
С2
С2А
С3А
для изготовления пружин вагонов. Многих автомобильных рессор
σв =1800 Мпа σ изг =1600Мпа
С2ХФА
50ХФА крупные высоконагруженные пружины и рессоры
Дополнительное легирование хромом, марганцем, вольфрамом. никелем увеличивает прокаливаемость кремнистых сталей., уменьшает склонность их к обезуглероживанию, снижающие предел выносливости.
Если пружины и рессоры работают в условиях сильных динамических нагрузок, то применяют стали с никелем- 60С2Н2А
Для изготовления автомобильных рессор широко применяют сталь – 50ХГА, превосходящую по технологическим свойствам кремнистые стали.
Для клапанных пружин рекомендуют сталь марки 50ХФА, она не склонна к перегреву и обезуглероживании.
Оптимальная твердость рессор для получения максимального предела выносливости 42-48НRСэ
Долговечность пружин и рессор снижается при наличии на поверхности различных дефектов – забоин, рисок, царапин, играющих роль концентраторов напряжений.
Срок службы пружин и рессор может быть повышен гидроабразивной и дробеструйной обработкой (поверхностным наклепом)