26 Класифікація та маркування сталей

0 С. Така обробка дозволяє отримувати найбільш високий межа пружності.

Для виготовлення деталей великогабаритних підшипників (діаметром більше 400 мм), що працюють у важких умовах при великих ударних навантаженнях, використовують цементуемие сталь 20Х2Н4А (температура цементації 930-950 0 С протягом 50-170 год, товщина шару 5-10 мм).

Корозійно-стійкі (нержавіючі), жаростійкі (окалиностійкі) і жароміцні стали. Корозією називається руйнування металів і сплавів під дією навколишнього середовища. В результаті механічні властивості сталей різко погіршуються. Розрізняють хімічну і електрохімічну корозію. Хімічна розвивається при впливі газів (газова корозія) і не електролітів (нафта та її похідні). Електрохімічний викликається дією електролітів (кислот, лугів і солей, атмосферна і ґрунтова корозія).

Сталь, стійку до газової корозії при високих температурах (вище 550 0 С). називаютокаліностойкой або жаростійкої.

Корозійностійкі (нержавіючі) стали - це сталі, стійкі до електрохімічної, хімічної (атмосферної, грунтової, лужної. Кислотної, сольовий) корозії. Підвищена стійкість до корозії досягається введенням в сталь елементів, що утворюють на поверхні захисні плівки, міцно пов'язані з поверхнею і підвищують електрохімічний потенціал стали в різних агресивних середовищах.

Жаростійкість (окалиностойкость) сталей підвищують шляхом легування хромом, алюмінієм або кремнієм, тобто елементів, що знаходяться в твердому розчині і утворюють в процесі нагрівання захисні плівки оксидів (Cr, Fe) 2 O3. (Al, Fe) 2 O3. Окаліностойкость залежить від хімічного складу, а не від структури.

Жаростійкі ферритні стали: 12Х17, 15Х25Т Х15Ю5.

Жаростійкі аустенітні: 20Х23Н13, 12Х25Н16Г7АР і ін.

Марки 12х13, 20Х13-використовують для предметів домашнього вжитку, клапанів гідравлічних прессов.30Х13 і 40Х13 використовують для хірургічних інструментів. Марки: 12Х18Н9 і 17Х18Н9 - для виготовлення труб, деталей, що зварюються точковим зварюванням, 04Х18Н10 -для виготовлення хімічної апаратур.

Однією з головних характеристик інструментальних сталей є теплостійкість - здатність зберігати високу твердість при нагріванні (стійкості проти відпуску при нагріванні інструменту в процесі роботи).

Всі інструментальні стали поділяють ні три групи:

-не володіють теплостійкістю (вуглецеві і леговані сталі, що містять до 3-4% легуючих елементів);

полутеплостойкіе до 400-500 0С (високолеговані сталі, що містять понад 0,6-0,7% С і 4-18% Cr);

теплостойкие до 550-650 0 С (високолеговані стали, содержащіеCr, W, V, Mo, Co, ледебуритного класу), що отримали назву швидкорізальних.

Іншою важливою характеристикою інструментальних сталей є прокаліваемость (здібність стали гартуватися на різну глибину). Високолеговані теплостійкі і полутеплостойкіе стали мають високу прокаливаемостью (тобто глибина загартованого шару більша). Інструментальні стали, що не володіють теплостійкістю, ділять на сталі невеликої прокаливаемости (вуглецеві) і підвищеної прокаливаемости (леговані).

Стали для вимірювального інструмента. Ці стали повинні володіти високою твердістю, зносостійкістю, зберігати сталість розмірів і гарно шліфуватися. Зазвичай застосовують високовуглецеві хромисті стали Х і 12х1. Вимірювальний інструмент зазвичай піддають гарту в масло від можливо низьких температур 850-870) З з метою отримання мінімальної кількості залишкового аустеніту. Безпосередньо після гарту вимірювальний інструмент піддають обробці холодом при - 70 0 С і відпуску при 120 - 140 0 С протягом 20 - 50 год. Нерідко обробку холодом проводять багаторазово. Твердість після такої обробки становить 63-64 НRС.

Плоскі і довгі вимірювальні лінійки виготовляють з листкових сталей 15,15Х. Для отримання робочих поверхонь з високою твердістю і зносостійкістю інструменти піддають цементації і загартування.

Стали для штампів холодного деформування. Штампи холодного деформування працюють в умовах високих змінних навантажень виходять з ладу внаслідок крихкого руйнування, малоцикловой втоми і зміни форми і розмірів за рахунок того, що зім'яло (пластичної деформації) і зносу. Тому стали, використовуваного для виготовлення штампів холодного деформування, повинні мати високу твердість, зносостійкість і міцністю, що поєднується з достатньою в'язкістю. Стали повинні володіти також високу теплостійкість, оскільки в процесі деформування штампи розігріваються до температур 200-350 0 С.

Хромисті стали Х12Ф1 і Х12М використовують для штампів складної форми, оскільки вони мало деформуються при загартуванню в масло; молібден і ванадійсодержащіе стали Х12Ф1 і Х12М з хорошою прокаливаемостью (мають високу стійкість переохолодженого аустеніту, молібден і ванадій сприяють збереженню дрібного зерна). Недоліки цих марок сталей - погано обробляються різанням в відпаленого стані, різко виражена карбідна неоднорідність, яка призводить до зниження механічних властивостей.

Стали для штампів гарячого деформування. Такі штампи працюють в дуже жорстких умовах. Вони руйнуються внаслідок пластичної деформації (зминання), крихкого руйнування, освіти сітки розпалу (тріщин) і зносу робочої поверхні. Тому стали для штампів гарячого деформування повинні мати високі механічні властивості (міцність і в'язкість) при підвищених температурах і володіти зносостійкістю, окаліностойкостью і разгаростойкостью, високою теплопровідністю для кращого відведення теплоти, переданої оброблюваної заготівлею.

Тверді сплави. Твердими називають сплави, що виготовляються методом порошкової металургії і складаються з карбідів тугоплавких металів (WC, TiC, TaC), з'єднані кобальтової зв'язкою. Розрізняють 3 групи твердих сплавів:

1 - вольфрамові (ВК3, ВК6, ВК10);

2 - тітановольфрамовие (Т30К4, Т15К8, Т5К12);

3 - тітанотанталовольфрамовие (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-B).

У марках перші літери позначають групу, до якої належить сплав: ВК - вольфрамова, Т - Тітановольфрамовие, ТТ - тітанотанталовольфрамовая. Цифри в вольфрамової групи - кількість кобальту, в Тітановольфрамовие перші цифри - кількість карбіду титану, а другі цифри - кількість кобальту; в тітанотанталовольфрамовой групі перші цифри - кількість карбідів титану і танталу, другі - кількість кобальту. Якщо в кінці через рисочку стоїть буква М (ВК6-М), то сплави виготовлені з дрібних порошків, якщо буква В (ВК4-В) - з крупнозернистого карбіду вольфраму. Букви «ОМ» в кінці через рисочку - сплави виготовлені з особливо дрібних порошків, а «ВК» - з особливо великого карбіду вольфраму.

Часто на робочі поверхні багатогранних непереточуваних пластин з твердих сплавів (ріжучі частини інструмента) наносять карбідні або нітрідние покриття.