материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали




Название материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали
Дата конвертации11.07.2013
Размер12.27 Kb.
ТипТексты
 (МАТЕРИАЛЫ С ПОВЫШЕННОЙ И ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ

I. УГЛЕРОДИСТЫЕ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ

Углеродистые стали представляют значительную группу конструкционных материалов; они составляют 80 % общего объема продукции черной металлургии и применяются для изготовления различных металлоконструкций и изделий машиностроения. Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—88) и качественные (ГОСТ 1050—74, ГОСТ 4543—71) дешевы, имеют удовлетворительные механические свойства в сочетании с хорошей обрабатываемостью резанием и давлением [И, 15, 16, 17, 32].

В зависимости от условий работы и содержания углерода углеродистые ,стали подвергают термической [40] и химико-термической обработке [16, 17].

Содержание углерода определяет основные характеристики физических,

• механических и технологических свойств. По мере увеличения его количества возрастает доля цементита в структуре, что обусловливает затруднение перемещения дислокаций и соответственно — развитие сдвиговых процессов. В результате этого повышается прочность, но снижается пластичность, а иногда и вязкость.

Углеродистые стали с пониженным содержанием углерода (до 0,3 %) имеют высокую вязкость разрушения (Kic= 100-ь-120 МПа-м1/2 при Cr0i2 = — 500 МПа) [29]. При этом существенного прироста вязкости разрушения у высокоотпущенных сталей по сравнению с низкоотпущенными не наблюдается. Определение критерия Kic пластичных низкоуглеродистых сталей сопряжено со значительными трудностями, так как эти стали особенно широко применяются для изделий тонкого сечеиия, а существующие

методики определения /Clc основаны на испытании образцов большой толщины, при которой соблюдается условие плоской деформации, т. е. отсутствует остаточная деформация.

Максимально высокая трещиностой-Кость закаленных углеродистых сталей достигается при разных температурах отпуска, определяемых содержанием углерода. С увеличением содержания углерода, в связи с уменьшением запаса пластичности стали, оптимальная температура отпуска повышается, У стали 45 максимальная трещиностой кость соответствует отпуску прн 400—500 °С, что обусловлено получением хорошего сочетания прочностныя и пластических свойств при таком режиме термической обработки. Прн переходе к более высокоуглеродистым сталям температура отпуска, при которой достигается максимальный уро* вень трещиностойкости, сдвигается в область более высоких температур.

Повышение температуры отпуска выше оптимальной приводит к такому разупрочнению сталей, когда эффекты, связанные с увеличением трещиностойкости в результате роста пластичности, уже подавляются значительным падением прочности.

Низколегированные конструкционные стали содержат до 0,2 % Си до 2—3 % в основном недефицитных легирующих элементов. Их упрочнение основано на легировании феррита марганцем и (или) кремнием. Это марганцовистые стали 14Г, 19Г, 09Г2 н др., марганцовокремнистые 12ГС, ■ 09ГС, ЮГ2С1 и др. Марганцовокремнистые стали имеют более высокую прочность, чем марганцовистые, но их пластичность и вязкость заметно ниже.

Низколегированная сталь поставляется по ГОСТ 5520—79, 5521—86, ГОСТ 19282—73 тонко- и толстолистовой, широкополосной; в зависимости от нормируемых механических

Углеродистые и низколегированные конструкционные стали

13

свойств — без термической обработки, с термической обработкой или в том и другом состоянии. Эти стали применяются в судостроении, химической промышленности, вагоностроении, мостостроении [11]. Низколегированные стали применяются, как правило, в нормализованном, реже — в горячекатаном состоянии. Их механические свойства можно улучшить с помощью термической обработки, которую целесообразно проводить после нагрева под прокатку. После закалки и отпуска упрочнение сочетается с малой чувствительностью к надрезу.

Низколегированные стали ненамного дороже углеродистых, но по сравнению с иими имеют лучший комплекс механических свойств, повышенную хла-достонкость, пониженную склонность к механическому старению, лучшую свариваемость, повышенную износостойкость и коррозионную стойкость в различных средах.

Большой экономический эффект достигается при использовании в металлоконструкциях сталей с карбони-тридным упрочнением.

Низколегированные стали с карбо-иитридным упрочнением. Легирование иизкоуглеродистых (0,10—0,20 % С), марганцовистых (1,3—1,7% Mn) сталей (0,015—0,025 % N, 0,10— 0,20% V, около 0,1% Ti, а также ~0,05 % Al) создает предпосылки для выделения дисперсных карбонитридов ванадия и титана или нитридов алюминия. Дисперсные 'карбиды способствуют измельчению аустенитного (до № 10—12) и действительного зерна стали, тормозят движение дислокаций. В совокупности эти факторы благоприятно влияют на прочность, вязкость и хладостой кость [18].

Доля собственно карбонитридного упрочнения в общем упрочнении составляет около 15—25%, а доля упрочнения в результате измельчения зерна—30—40 %. Максимальная ударная вязкость при отрицательных температурах достигается в стали с 0,10— 0,15% V. Наиболее рациональным является совместное легирование несколькими карбидо- и нитридообразующими элементами, например 0,08V + 0,03Nb, а в сталях, содержащих азот, 0,10 V+0,04% Al.

С учетом этого положения разработаны основные марки стали с карбонитрид-ным упрочнением трех категорий прочности: 14Г2АФ, 16Г2АФ, 18Г2АФ

(ГОСТ 19282—73). После нормализации эти стали имеют предел текучести соответственно 400, 450, 500 МПа. Стали 15ГФ и 15Г2СФ, не легированные азотом и содержащие только ванадий, имеют предел текучести в горячекатаном состоянии соответственно 360 и 400 МПа.

Дополнительное легирование стали никелем до 2 % способствует сохранению высоких характеристик пластичности и вязкости.

Легирование алюминием позволяет регулировать размер зерна в горячекатаных, нормализованных и улучшенных сталях.

Добавка 0,15—0,30 % Cu способствует повышению стойкости против атмосферной коррозии.

К термически улучшаемым высокопрочным относятся стали 12Г2СМФ (ст0,2 = 600 МПа) и 12ГН2МФАЮ iCTo,2 = 750 МПа).

Из низколегированных сталей с кар-бонитридным упрочнением изготовляют металлоконструкции промышленных зданий, ответственные сварные конструкции, в том числе северного исполнения, пролетные строения железнодорожных и крупных автодорожных мостов, платформы автомобилей большой грузоподъемности (до 120 т) и др.

Стали 14Г2АФ и 16Г2АФ применяют, как правило, в нормализованном состоянии. При нормализации листы из этих сталей нагревают до 900— 960 0C со скоростью 2 мин/мм, охлаждают на спокойном воздухе или в струе увлажненного воздуха под вентилятором в зависимости от химического состава стали.

Высокопрочные стали 12Г2СМФ и 12ГН2МФЮ подвергают закалке с высоким отпуском. Закалку проводят в закалочных прессах. Температуру высокого отпуска назначают с учетом легирования в интервале 640—690 0C при выдержке 3—4 мип/мм.

Свойства сталей после нормализации определяются степенью растворения упрочняющих фаз при нагреве, величиной зерна и процессами выделения

Похожие:

 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали icon1. Конструкционные полимерные материалы
Принципы, реализация которых определяет конструкционные свойства композиционных материалов
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали iconмосковская государственная геологоразведочная академия промышленные типы
Уильямом Грегором титан лишь в ХХ в нашел широкое применение как металл, обладающий уникальными свойствами. Температура его плавления...
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали iconЭкзаменационные вопросы по дисциплине "материаловедение микро и наносистем"
Классификация материалов по техническому назначению и функциональным свойствам: конструкционные, функционально-активные, адаптивные...
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали iconКонструкционные материалы для производства печатных плат и их характеристики
Для изготовления пп используются слоистые диэлектрики, состоящие из наполнителя и связующего вещества (синтетической смолы, которая...
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали icon1 Место нахождения эмитента: Российская Федерация, 344016, г. Ростов-на-Дону, пер
Полное фирменное наименование эмитента (для некоммерческой организации – наименование): Открытое акционерное общество "Конструкционные...
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали icon1 Место нахождения эмитента: Российская Федерация, 344016, г. Ростов-на-Дону, пер
Полное фирменное наименование эмитента (для некоммерческой организации – наименование): Открытое акционерное общество «Конструкционные...
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали iconRembrandt: отбеливающие зубные пасты
Использование отбеливающих зубных паст на основе высокой абразивности приводит к быстрому стиранию эмали и появлению повышенной чувствительности...
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали iconВ. С. Черномырдин Когда начинают говорить о причинах высокой инфляции в нашей стране, то обычно сначала приводят большой перечень всевозможных факторов, способствующих ее возникновению. Далее обычно делают акцент на од
Далее обычно делают акцент на одном из факторов – на высокой степени монополизации российской экономики и на завышенных тарифах естественных...
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали icon25 декабря 2010 года текущие публикации
Земле. Автор предлагает использовать для той же цели материалы с высокой отражающей способностью, например, всем известную алюминиевую...
 материалы с повышенной и высокой прочностью I. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали iconСтроительстве: цемент, бетон, кирпич, камень, дерево, известь, песок, чёрные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие
Классификация строительных материалов • природные каменные материалы, • вяжущие материалы
Разместите кнопку на своём сайте:
txt.rushkolnik.ru



База данных защищена авторским правом ©txt.rushkolnik.ru 2012
обратиться к администрации
txt.rushkolnik.ru
Главная страница