Магнитотвердые стали

Магнитотвердые стали – высокоуглеродистые стали (содержание углерода в среднем 1 %) и стали, легированные хромом, вольфрамом, кобальтом. Например У12, ЕХ3, Е7В5, ЕХ5К5, ЕХ9К15М. Буква Е – магнитные, так в стали ЕХ9К15М углерода содержится 1 %; хрома – 9 %; кобальта – 15 %; молибдена – 1 %. Эти стали применяют для постоянных магнитов. Наиболее высокие магнитные свойства имеют стали ЕХ5К5 и ЕХ9К15М2 после нормализации, высокого отпуска, закалки и низкого отпуска (100⁰ С).

Магнитомягкие стали

В качестве магнитомягкого материала используются низкоуглеродистые стали, легированные кремнием (0,8–4,8 % Si). Например: Э11, Э12, Э22, Э42. Буква «Э» обозначает, что сталь электротехническая. Первая цифра после буквы «Э» показывает содержание кремния в процентах. Вторая цифра – гарантированные магнитные свойства. Магнитомягкие стали применяются для изготовления сердечников магнитных устройств, работающих в переменных полях. Требования, предъявляемые к магнитомягким сталям – высокая магнитная проницаемость, низкая коэрцитивная сила, малые потери при перемагничивании.

Парамагнитные стали

В специальных областях техники применяют немагнитные (парамагнитные) стали, к ним относятся стали аустенитного класса 17Х18Н9, 12Х18Н10Т, 55Г9Н9Х3, 50Г184 и др. Недостатком этих сталей является низкий предел текучести.

Стали с высоким электрическим сопротивлением

Для нагревательных элементов

К этим сталям относятся хромалюминиевые низкоуглеродистые сплавы ферритного класса: Х13Ю4 (фехраль), 0Х23Ю5 (хромель), обладающие высокой жаростойкостью и электрическим сопротивлением.

Чугуны

Чугун – сплав железа с углеродом, содержание последнего свыше 2,14 %. Сплав отличается пониженной температурой плавления и хорошими литейными свойствами, что позволяет получить отливки более сложной формы, чем из сталей.

Благодаря, сочетанию высоких литейных свойств достаточной прочности, износостойкости, относительной дешевизны чугуны широко применяются как конструкционный материал.

Чугуны классифицируются:

· по цвету излома изделия на белые и серые;

· по структуре – на феррито-перлитные, ледебуритные;

· по форме и размерам графита – серые с пластинчатым графитом, высокопрочные, ковкие.

Белый чугун

Углерод в этом чугуне находится в связанном состоянии в виде цементита Fe₃C, который придает излому изделия матово-белый цвет. Эти чугуны в зависимости от содержания углерода могут быть доэвтектическими (перлит + ледебурит), эвтектическими (ледебурит) и заэвтектическими (первичный цементит и ледебурит). Белые чугуны отличаются высокой твердостью (НВ 450–500) и хрупкостью, поэтому для изготовления деталей машин не применяются и в основном служат для получения ковкого чугуна (графитизирующим отжигом).

В промышленности используется отбеленный чугун (половинчатый). Отливки из отбеленного чугуна имеют поверхностный слой (12–25 мм) со структурой цементита, а сердцевиной серого чугуна. Высокая твердость поверхности обеспечивает износостойкость изделия и применяется для изготовления валков листопрокатных станов, тормозных колодок и др.

Серый чугун

В серых чугунах углерод находится в свободном состоянии в виде графита, который и придает излому изделия серый цвет. Графит по сравнению с металлической основой сплава обладает низкими механическими свойствами, отсюда можно считать, что места, которые он занимает – это трещины. Чем более грубы (крупные пластины) включения графита, тем ниже механические характеристики чугуна.

По структуре металлической основы серые чугуны разделяют на три вида:

1. перлит + графит;

2. феррит + перлит + графит;

3. феррит + графит.

Маркировка серого чугуна состоит из букв «Сч» (серый чугун) и цифры, показывающей значение временного сопротивления при растяжении. Например, Сч10 – серый чугун с пластинчатым графитом, предел прочности при растяжении s_в 100 МПа. Механические свойства и область применения серых чугунов приведены в таблице 7.

Таблица 7

Механические свойства серых чугунов

Для деталей, работающих при повышенных температурах, применяют легированные серые чугуны, которые дополнительно содержат хром, никель, молибден и алюминий.