Классификация по назначению

По назначению стали классифицируются следующим образом:

– конструкционные стали, идущие на изготовление деталей машин. Конструкционные стали подразделяются на цементуемые (подвергаемые цементации), улучшаемые (подвергаемые закалке и высокому отпуску), высокопрочные, пружинные, шарикоподшипниковые, строительные, мартенситностареющие;

– инструментальные стали, идущие на изготовление режущего, измерительного, штампового и прочего инструмента;

– стали и сплавы с особыми свойствами. К ним относятся стали, обладающие каким-нибудь резко выраженным свойством: нержавеющие, жаропрочные и теплоустойчивые, износоустойчивые и т. д.

Маркировка легированных сталей

В соответствии с ГОСТами принята определенная система для обозначения марок сталей. Каждый легирующий элемент обозначается буквой:

А – азот; Б – ниобий; В – вольфрам; Г – марганец; Д – медь; К – кобальт; М – молибден; Н – никель; П – фосфор; Р – бор; С – кремний; Т – титан; Ф – ванадий; X – хром; Ц – цирконий; Ч – редкоземельные металлы; Ю – алюминий.

Первые цифры в обозначениях показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Цифры, идущие после буквы, указывают на примерное содержание данного легирующего элемента в целых процентах (при содержании элемента менее или около 1 %цифра отсутствует).

Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы ифосфора (S < 0,03 %; Р < 0,03 %), а также, что соблюдены все условия металлургического производства высококачественной стали, в конце обозначения марки ставится буква А.

Например, сталь 20ХНЗА в среднем содержат 0,20 % С, 1 % Cr; 3 % Ni. Буква А означает, что сталь высококачественная.

В инструментальных сталях одна цифра в начале марки указывает на содержание углерода в десятых долях процента. При содержании в сталях 1 % Сили более начальную цифру опускают. Например, в стали ХВГ содержится более 1% С, ~ 1% Cr,1 % Mn и 1 % W.

В обозначении некоторых групп сталей допускаются отступления от ГОСТов. Например, сталь ШХ15 – шарикоподшипниковая, в которой цифра 15 показывает содержание основного легирующего элемента Cr– 1,5 %. В этой стали ~ 1 % С, а также имеется Мnи Si . Сталь PI8 – быстрорежущая, в которой цифра 18 показывает среднее содержание вольфрама – 18 %.В этой стали 0,7 - 0,8 % С, ~ 4 % Cr, а также имеется Мо и V.

ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ, СВОЙСТВ И УСЛОВИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕКОТОРЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Сталь 40Х

Сталь 40Х – конструкционная улучшаемая машиностроительная сталь, легированная хромом. Введение хрома способствует уменьшению критической скорости закалки, и, следовательно, улучшению прокаливаемости. Из-за большей прокаливаемости и меньшей критической скорости закалки замена углеродистой стали легированной позволяет производить закалку деталей в менее резких охладителях (масле, воздухе), что уменьшает деформацию изделий и опасность образования трещин. При охлаждении в масле сталь 40Х позволяет получить сквозную прокаливаемость до диаметра 15 мм (сталь 40 – в воде до 10 мм). Применяется сталь 40Х для изготовления средненагруженных машиностроительных деталей небольших сечений (валов, штоков, шатунов и т. п.).

Химический состав стали 40X: 0,36 – 0,44 % С; 0,5 – 0,8 % Mn, 0,8 – 1,1 % Сr.

Термическая обработка стали 40Х заключается в улучшении: закалка с температуры 860 °С с охлаждением в масле и высокий отпуск при температуре 500–600 °С с охлаждением в воде, а для мелких деталей в масле. Сталь склонна к отпускной хрупкости II рода, устранение которой требует быстрого охлаждения с температуры высокого отпуска. После отжига (в равновесном состоянии) сталь имеет структуру, состоящую из феррита и перлита (рис. 4.1).

В термически обработанной стали структура состоит из продукта распада мартенсита – сорбита. Улучшение обеспечивает высокий комплекс механических свойств: σ_b= 1000 МПа;. σ_0,2 = 800 МПа; δ =10 %; ψ= 45 %, KCU=0,6 МДж/м².