ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Углеродистые и легированные стали из "Основы физико-химической теории обработки металлов давлением" Применяемые в машиностроении стали разделяются на углеродистые качественные машиностроительные легированные машиностроительные высоколегированные нержавеющие, жаропрочные и сплавы с высоким омическим сопротивлением. Данные о химическом составе и механических свойствах этих сталей и сплаво-в приведены в соответствующих ГОСТах. [c.7] Настоящая глава посвящена научному обоснованию термомеханического режима обработки давлением углеродистых и легированных сталей. [c.7] Сопротивление деформированию этих сталей зависит главным образом от содержания углерода (С). Чем больше в углеродистой стали углерода, тем ниже ее пластичность и выше сопротивление деформированию. Эти стали содержат примеси, к которым относятся марганец (Мп), кремний (51), сера (5), фосфор (Р) и другие элементы, влияющие на ее пластичность. [c.7] Сера в количестве до 0,025% растворяется в железе, а излишняя сера соединяется с марганцем, образуя химическое соединение Мп5. Поэтому содержание серы в качественных легированных сталях не превышает 0,035%, в высококачественных 0,025%, в углеродистых качественных сталях 0,03—0,04%. [c.7] Фосфор повышает твердость и понижает пластичность стали особенно при низких температурах, вызывая хладноломкость при содержании в стали углерода более 0,2%. [c.7] Влияние легирующих элементов на пластичность и механические свойства сталей происходит вследствие замещения в решетке атомов железа атомами легирующего элемента (фиг. 1 и 2). Ввиду различия в размерах атомов железа и легирующего элемента (табл. 1) растворение этих элементов приводит к изменению параметра решетки, пластичности и механических свойств. [c.7] Все элементы с большим, чем у железа, атомным радиусом увеличивают параметр решетки, а с меньшим — уменьшают. Такое изменение параметра решетки приводит к изменению свойств феррита и стали. [c.7] В случае содержания в легированной стали углерода более 0,2% твердость будет повышаться в еще большей степени, чем это следует из данных, приведенных на фиг. 2, технологическая пластичность — понижаться. [c.8] Научно обоснованное определение термомеханических условий обработки давлением сталей может быть осуществлено только при наличии необходимых закономерностей между термомеханическими факторами обработки, с одной стороны, и свойствами, структурой и пластичностью — с другой стороны. [c.9] При полном удалении усадочной раковины и усадочной рыхлости, при отсутствии трещин, а также сильно развитой карбидной ликвации в слитках пластичность углеродистых и легированных сталей при обработке давлением зависит от металлургической природы металла а) вида дендритной структуры б) степени химической неоднородности — ликвации в) количества и формы распределения неметаллических включений и окисных плен г) газонасыщенности литого металла. [c.9] Кристаллическая структура слитка характеризуется наличием трех зон 1) мелкозернистой 2) дендритной или столбчатой с расположением осей дендритов перпендикулярно стенкам изложницы 3) дендритной с неправильным направлением осей. [c.9] Пластичность литого металла определяется как величиной дендритов, так и протяженностью второй и третьей зон и особенно второй зоны дендритной структуры слитка. Этим же обусловливается и получение тонкой или грубоволокнистой макроструктуры в деформированных ковкой, прокаткой или штамповкой углеродистых и легированных сталях. Чем больше протяженность и величина дендритов второй и третьей зон слитка, тем меньше пластичность литого металла и тем в большей степени в деформированном металле образуется грубоволокнистая структура. Улучшение структуры и металлургической природы металла может быть достигнуто повышением Скорости охлаждения или кристаллизации жидкого металла, понижением температуры разливаемой стали и скорости разливки в изложницы, применением вибрирующих изложниц до ультразвуковых колебаний и других технологических мероприятий. [c.9] Химическая неоднородность или ликвация в виде неравномерного распределения примесей и легирующих элементов в стали, определяемая законом избирательной кристаллизации и условиями охлаждения расплавов, в той или иной степени имеет место в каждом стальном слитке. [c.9] Химическая неоднородность стали зависит от чистоты исходных материалов, скорости охлаждения жидкой стали и других условий плавки и разливки стали. Чем больше вес слитка, тем выше его химическая неоднородность (табл. 2). [c.10] Для уменьшения химической неоднородности литого металла, повышения его пластичности и улучшения структуры и механических свойств обработанных давлением сталей необходимо применять более чистые исходные шихтовые материалы, меньший вес слитка, если возможно и гомогенизацию слитков. [c.10] Полные диаграммы пластичности дают закономерности изменения степени деформации при сжатии, предела прочности, относительных удлинения и сужения плош,ади поперечного сечения при растяжении, угла кручения или числа оборотов при кручении, ударной вязкости и других технологических и механических свойств в зависимости от температуры испытания. Главной особенностью этих диаграмм является наличие максимумов и минимумов, отвечающих зонам пластического и хрупкого состояний, по которым и определяют термомеханический режим обработки сталей давлением. [c.11] Изменение ударной вязкости армко-железа в зависимости от температуры нагрева. [c.11] например, у армко-железа (фиг. 3), углеродистых (фиг. 4 и 5) и легированных (фиг. 6) сталей при нагреве до температур 300—500° пластичность резко падает. Эта область температур соответствует зоне синеломкости. Падение пластичности у армко-железа происходит также и при температурах 800—1100°, поэтому горячую прокатку армко-железа не производят при этой температуре. [c.11] У углеродистых и легированных сталей при температурах выше 700° пластичность изменяется в небольшой степени. [c.11] Диаграмма пластичности легированной стали. [c.12] Вернуться к основной статье