Бінарна алгебраїчна операція
Химия

Сталь — скачати безкоштовно


Сталь - скачати безкоштовно

Завантажити реферат: Сталь

План реферату

1. Якість сталі визначається змістом шкідливих домішок.

2. Діаграма стану залізо-карбіду заліза.

1. Якість сталі визначається змістом шкідливих домішок.

Основні шкідливі домішки — це сірка та фосфор. Також до шкідливих домішок відносяться гази ( азот, кисень, водень).

Сірка — шкідлива домішка — попадає в сталь головним чином з вихідною сировиною — чавуном. сірка нерозчинна в залозі, вона утворює з ним з’єднання FeS – сульфід заліза. при взаємодії із залізом утворюється евтектика ( Fe + FeS ) з температурою плавлення 9880 С. Тому при нагріванні сталевих заготовок для пластичної деормації вище 9000 С сталь стає крихкою. За гарячої пластичної деформації заготівля руйнується. Це явище називається червоноламкістю. Одним із способів зменшення впливу сірки є введення марганцю. З’єднання Mns плавиться при 16200 С, ці включення пластичні і не викликають червоноламкості.

Зміст сірки у сталях допускається трохи більше 0.06%.

Фосфор потрапляє в сталь головним чином з вихідним чавуном, використовуваним також для виплавки сталі. До 1.2% фосфор розчиняється у фериті, зменшуючи його пластичність. Фосфор має велику схильність до ліквації, тому навіть при незначній середній кількості фосфору у виливку завжди можуть утворитися ділянки, багаті на фосфор.

Розташований поблизу меж фосфор підвищує температуру переходу в крихкий стан (холодноламкість). Тому фосфор, як і сірка, є шкідливою домішкою, вміст їх у вуглецевій сталі допускається до 0.050%.

Приховані домішки:

Так називають присутні у сталі гази – азот, кисень, водень – через складність визначення їх кількості. Гази потрапляють у сталь за її виплавки. У твердій сталі вони можуть бути присутніми, або розчиняючись у ферриті, або утворюючи хімічну сполуку (нітриди, оксиди). Гази можуть бути у вільному стані у різних несплошностях.

Навіть у дуже малих кількостях азот, кисень та водень сильно погіршують пластичні властивості сталі. Утримання в сталі допускається 10-2 — 10-4 %. Внаслідок вакуумування стали їх вміст зменшується, властивості покращуються.

Вуглецеві інструментальні сталі бувають двох видів: якісні
та високоякісні.

Якісні вуглецеві інструментальні сталі маркують буквою «У» (вуглецева); наступна за нею цифра (У7, У8, У10 тощо) показує середній вміст вуглецю в десятих частках відсотка.

Високоякісні сталі додатково маркуються літерою «А» в кінці (У10А).

Інструментальні вуглецеві сталі:

  • Мають високу твердість ( 60-65 HRC ), міцність і зносостійкість і застосовуються для виготовлення різного інструменту.
  • Вуглецеві інструментальні сталі У8 (У8А), У10 (У10А), У11 (У11А), У12 (У12А) та У13 (У13А) внаслідок малої стійкості переохолодженого аустеніту мають невелику прожарюваність, і тому ці сталі застосовують для інструментів невеликих розмірів.

    Для ріжучого інструменту ( фрези, зенкери, свердла, спіральні пилки, шабери, ножівки ручні, напилки, бритви, гострий хірургічний інструмент і т.д) зазвичай застосовують заевтектоїдні сталі (У10, У11, У12 і У13),

    у яких після термічної обробки структура — мартенсит та карбіди.

Деревообробний інструмент, зубила, кернери, борідки, викрутки, сокири виготовляють із сталей У7 та У8, що мають після термічної обробки трооститну структуру.

Вуглецеві сталі у вихідному (відпаленому) стані мають структуру зернистого перліту, низьку твердість (HB 170-180) і добре обробляються різанням. Температура гарту вуглецевих інструментальних сталей У10-У13 повинна бути 760-780 0 С, тобто трохи вище Ас1, але нижче Аст для того, щоб в результаті гарту стали отримували мартенситну структуру і зберігали дрібне зерно і нерозчинні частинки вторинного
цементиту. Загартування проводять у воді або водних розчинах солей. Дрібний інструмент зі сталей У10-У12 для зменшення деформацій охолоджують в гарячих середовищах (ступінчасте загартування).

Відпустку проводять при 150-1700 З збереження високої твердості ( 62-63 HRC ).

Сталь У7 загартовують з нагріванням вище точки Ас3 ( 800-8200 С ) і відпускають під час 275-325 0 С ( 48-58 HRC ).

Вуглецеві сталі можна використовувати як ріжуче інструмент тільки для різання матеріалів з малою швидкістю, так як їх висока твердість сильно знижується при нагріванні вище 190-200 0 С.

2. Діаграма стану залізо-карбіду заліза.

Сталі, що містять від 0,8 до 2.14 %, називають заевтектоїдними.

На початку нагрівання заевтектоїдний сплав має структуру перліту та вторинного цементиту.

При підвищенні температури до 7270 С сплав просто нагрівається. У т.1 відбувається евтектоїдне перетворення, перліт перетворюється на аустеніт. Від точки 1 до 2 сплави мають структуру аустеніт + вторинний цементит. З наближенням до точки 2 концентрація вуглецю в аустеніті збільшується згідно з лінією SE.

При температурах, що відповідають лінії SE (т.2), аустеніт виявляється насиченим вуглецем, і при підвищенні температури метал має структуру тільки аустеніту. До точки 3 у сплаві не відбувається жодних змін, просто збільшується температура.

При підвищенні температури точки 3 твердий аустеніт починає плавитися. Структура стає рідиною аустеніт. До точки 4 метал продовжує плавитися.

У точці 4 під впливом високої температури, весь аустеніт розплавляється. Структура стає – рідина.

При нагріванні вище за температуру 7270 С число зародків завжди досить велике і початкове зерно дрібне аустеніту. Що швидкість нагріву, тим менше зерно аустеніту, оскільки швидкість освіти зародків вище, ніж їх зростання.

При подальшому підвищенні температури або збільшення тривалості витримки при даній температурі відбувається збірна рекристалізація і зерно збільшується. Зростання зерна, що утворилося при нагріванні до цієї температури, звичайно, не змінюється при подальшому охолодженні

Здатність зерна аустеніту до зростання зерна неоднакова навіть у сталей одного марочного складу внаслідок впливу умов їх виплавки.

За схильністю до зростання зерна розливають два граничні типи сталей: спадково дрібнозернисті і спадково крупнозернисті.

У спадково дрібнозернистої сталі при нагріванні до високих температур (1000-10500 С) зерно збільшується незначно, проте при вищому нагріванні настає бурхливий ріст зерна. У спадково крупнозернистої сталі, навпаки, сильне зростання зерна спостерігається навіть при незначному перегріві вище 7270 С. Різна схильність до зростання зерна визначається умовами розкислення сталі та її складом.

Чим менше зерно, тим вища міцність (sв ,sт ,s-1), пластичність (d,y) і в’язкість ( KCU, KCT ), нижчий поріг холодноламкості ( t50 ) і менше схильність до крихкої руйнації. Зменшуючи розмір зерна аустеніту, можна компенсувати негативний вплив інших механізмів зміцнення на поріг холодноламкості.

Легуючі елементи, особливо карбідоутворюючі (нітридоутворюючі) затримують зростання зерна аустеніту. Найбільш сильно діють Ti, V, Nb, Zr, Al і N, що утворюють важко розчинні в аустеніті карбіди (нітриди), які служать бар’єром для зростання зерна. Чим більша об’ємна частка карбідів (нітридів) і вище їх дисперсність (менший розмір), тим дрібніше зерно аустеніту. Одночасно нерозчинні карбіди (натріди) надають зародковий вплив на утворення нових зерен аустеніту, що також призводить до отримання дрібнішого зерна. Марганець та фосфор сприяють зростанню зерна аустеніту.

Всі методи, що викликають подрібнення зерна аустеніту, — мікролегування (V, Ti, Nb та ін), високі швидкості нагрівання та ін. — Підвищують конструкційну міцність сталі.

Велике зерно прагнуть отримати тільки в електротехнічних (трансформаторних) сталях, щоб поліпшити їх магнітні властивості.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *