Износостойкие конструкционные стали

Обладают вы­соким сопротивлением изнашиванию, для чего вводят легирующие добавки или применяют специальные ме­тоды обработки в зависимости от условий эксплуата­ции.

Шарикоподшипниковые стали по составу и структуре относят к классу инструментальных. Содержание угле­рода в них - около 1 %. Для увеличения прокаливаемо­сти в состав стали вводят легирующие элементы (Cr, Si, Mn), содержание которых зависит от размеров деталей. Например, сталь марки ШХ6 применяют для деталей с максимальным размером до 10 мм, а ШХ15ГС — свы­ше 30 мм, крупногабаритные детали изготовляют из ста­ли 20Х2Н44. Для подшипников, работающих в агрес­сивных средах, применяют коррозионностойкую высокоуглеродистую сталь 95X18.

Высокомарганцовистая сталь марки Г13Л применяется для деталей, эксплуатируемых при воздействии удар­ных нагрузок, вызывающих их поверхностный наклеп (дробильно­-размольного оборудования, деталей экскаваторов, гусе­ничных тракторов).

Графитизированная сталь применяется для изготовления деталей, эксплуатируемых в условиях трения, скольжения. Эту сталь получают из высокоуглеродистой стали (1,5—2 % С) с повышенным содержанием крем­ния, который способствует графитизации.

Структура графитизированной стали – ферритно-­цементитная смесь и графит. Графит играет роль смазоч­ного материала, предотвращающего схватывание кон­тактирующих поверхностей.

8. Коррозионностойкие стали.

К коррозионностойким относят металлические материалы, не разрушающиеся под воздействием коррозионных сред. Коррозионно­стойкие стали подразделяют на два основных класса: хромистые и хромоникелевые.

Хромистые стали обладают высокой коррозионной стойкостью, которая повышается после термической обработки и придания высокой чистоты поверхности изделий (шлифованием, полированием).

Стали марки 3Х13, 4X13 используют для изготовле­ния хирургических инструментов; Х17, Х25Т — обору­дования химических заводов; Х25Т, Х28 — деталей, экс­плуатируемых в высокоагрессивных средах.

Хромоникелевые стали, легированные хромом и нике­лем (или марганцем), обладают более высокой устойчи­востью к коррозии по сравнению с хромистыми.

Стали этого класса (18% Сг, 9-10% Si) технологичны при обработке давлением, хорошо свариваются, однако име­ют низкие показатели литейных свойств и обрабатыва­емости резанием.

При нарушении режимов термической обработки,атакже при эксплуатации деталей при повышенных тем­пературах (400-800⁰ С) коррозионная стойкость хромо­никелевых сталей резко снижается. Для устранения это­го недостатка стали дополнительно легируют титаном и ниобием (стали 04Х18Н10, 08Х18НЮ) и применяют в авиа-, судо-, машиностроении.

Жаростойкие (окалиностойкие) стали.

Сопротивляют­ся окислению (образованию окалины) при высокой температуре. Свойство жаростойкости стали придает хром. Для повышения жаростойкости хромистых сталей в них вводят алюминий и кремний.

Наиболее распространены жаростойкие стали, содер­жащие:

- хром и никель (сильхромы);

- хром и алюминий (хромали);

- хром, кремний и алюминий (сильхромали).

Типичные представители жаростойких сталей – 40Х9С2, 10Х13СЮ, 12Х18Н9Т, Х8СМ, Х8С2М. Из этих сталей изготовляют, например, клапаны двигателей внутреннего сгорания.

Жаропрочные стали

Сохраняют или мало снижают механические свойства и обеспечивают эксплуатацию изделий при температурах свыше 500°С.

Для изготовления изделий, эксплуатируемых при температурах 350-400 ⁰С применяют стали 15, 20, 25, 30, 40 и 45; для деталей с рабочей температурой среды 500-580 ⁰С - низкоуглеродистые стали, легированные кобальтом, молибденом и ванадием (16М, 25ХМ, 12Х1МФ).

Нагруженные детали установок с температурой рабо­чей среды 450-470 ⁰С изготовляют из хромистых сталей. Для повышения эксплуатационных характеристик ста­ли дополнительно легируют ванадием, вольфрамом, молибденом, ниобием и титаном. Эти элементы, обра­зуя карбиды, увеличивают жаропрочность стали. Леги­рование бором, цирконием, церием, а также азотирова­ние способствует дополнительному увеличению ее жаропрочности. Для достижения оптимальной жаро­прочности высокохромистые стали 15Х11МФ и

1ХКВНМФ закаливают в масле при 1000- 1060°С и отпускают при 700-740 ⁰С. Еще более высокой жаропроч­ностью обладают аустенитные стали 4ХН14В2М и 4Х15Н7Г7Ф2МС, применяемые для изготовления кла­панов авиационных двигателей.

Задания.

1.Кратко законспектируйте классификацию, структуру и области применения сталей и сплавов с особыми свойствами.

2.Ответьте на вопросы:

-Какие металлические материалы относятся к коррозионностойким?

-На какие два основных класса их подразделяют?

3. Вставте пропущенные слова Для улучшения физических, химических, механических и технологических свойств стали __________, т. е. вводят в состав _______________ элементы (______, никель, молибден и др.).