МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ
РАДИОТЕХНИКА ЕЛЕКТРОНІКИ І АВТОМАТИКИ
Індивідуальне завдання з матеріалознавства
На тему
Чорні метали в конструкціях РЕЗ
Студента 2-го курсу
Факультету РТС
Групи РК-1-01
Якушев Микола.
викладач:
Ахмадьярова Д.І.
1. Поняття чорних металів.
У поняття чорних металів входять всі металеві матеріалищо містять залізо: сталі, чавуни та ін
Чорним металів характерні такі властивості як тепло-іелектропровідність, кристалічна структура, магнітні властивості
(виробляються спеціальні трансформаторні сталі, ферити та ін)
3. Діаграма Залізо-Графіт.
Освіта стабільної фази графіту в чавуні може відбуватися врезультаті безпосереднього виділення його з рідкого розчину абовнаслідок розпаду попередньо утворився цементиту.
Процес утворення в чавуні (сталі) графіту називають графітизації.
Діаграма стану стабільної рівноваги показана на ріс.87 (штриховілінії відповідають виділення графіту, а суцільні - виділення цементиту).
У стабільній системі при температурах, які відповідають лінії C'D ',кристалізується первинний графіт. При температурі 1153 град С (лінія
E'C'F ') утворюється графітні евтектика: аустеніт + графіт.
По лінії E'S' виділяється вторинний графіт, а при температурі 738 град С
(лінія P'S'K ') утворюється евтектоід, що складається з фериту і графіту.
Імовірність освіти в рідкій фазі метастабільного цементиту,містить 6,67% С, значно більше, ніж графіту, що складається тільки затомів вуглецю. Графіт утворюється при дуже малій швидкості охолодження,коли ступінь переохолодження рідкої фази невелика.
Прискорене охолодження частково або повністю зупиняєкристалізацію графіту і сприяє утворенню цементиту. При охолодженнірідкого чавуну нижче 1147 град С утворюється цементит.
У рідкому чавуні присутні різні включення (графіт, SiO2, Al2O3 іін). Ці частинки полегшують освіта і зростання графітних зародків. Принаявності готових зародків процес утворення графіту може протікати і притемпературах, що лежать нижче 1147 град С. Цьому ж сприяє легуваннячавуну Si, який викликає процес графітизації.
При подальшому повільному охолодженні можливе виділення графіту заустеніту та освіта евтектоїдних графіту в інтервалі 738-727 град С.
4. Види термообробки.
Зміцнення термічною обробкою піддаються до 8-10% загальної виплавкисталі в країні. У машинобудуванні обсяг термічного переділу становить до
40% сталі, споживаної цією галуззю.
Основними видами термічної обробки є отжиг, нормалізація,загартування і відпустку.
Отжиг першого роду в залежності від початкового стану сталі ітемператури його виконання може включати процеси гомогенізації,рекристалізації, зниження твердості та зняття залишкових напруг.
Характерна особливість цього виду відпалу в тому, що зазначені процесивідбуваються незалежно від того, протікають чи у сплавах при цій обробціфазові перетворення чи ні. Тому отжиг першого роду можна проводити притемпературах вище і нижче температур фазових перетворень (критичних точок
А1 і А2 на рис. 87)
Високий відпустку. Після гарячої механічної обробки сталь частіше маєдрібне зерно і задовільну мікроструктуру, тому не потрібнофазової перекристалізації (відпалу). Але в наслідок прискореного охолодженняпісля прокатки або іншої гарячої обробки леговані сталі маютьнерівноважну структуру - сорбіт, троостіт, буйний або мартенсів - і, якнаслідок цього високу твердість. Для зниження твердості сортовий прокатпіддають високому відпуску при 650 - 700 гр С (трохи нижче точки А1) впротягом 3 - 15 годин і подальшого охолодження. При нагріванні до зазначенихтемператур відбувається розпад мартенсіта та/або бейніта, коагуляція ісфероідізація карбідів в результаті
знижується твердість. Вуглецеві сталі піддають високому відпустки в тихвипадках, коли вони призначаються для обробки різанням, холодної висадкиабо волочіння.
Отжиг для зняття залишкових напруг. Цей вид відпалу застосовують длявиливків, зварних виробів, деталей після обробки різанням та ін, в якихв процесі попередніх технологічних операцій через нерівномірнийохолодження, неоднорідною пластичної деформації і т. п. виниклизалишкові напруги.
Отжиг другого роду полягає в нагріванні сталі до температур вище точок
АС1 або АС3, витримці і, як правило, подальшому повільному охолодженні. Упроцесі нагрівання й охолодження протікають фазові перетворення, що визначаютьструктуру і властивості сталі. Після відпалу сталь має низьку твердість іміцність при високій пластичності. У більшості випадків отжиг єпідготовчої термічною обробкою; відпалу піддають виливки,поковки, сортовий і фасонний прокат, труби, гарячекатані листи і т. д.
5. Кодування чорних металів.
Вуглецеві конструкційні сталі.
Сталі звичайної якості (ГОСТ 380 - 88). Вуглецеву стальзвичайної якості виготовляють наступних марок:
Марка Ст0 Ст1 Ст2 Ст3 СТ4 СТ5
Ст6
С,% 0,23 0,06 - 0,09 - 0,14 - 0,18 - 0,28 -
0,28
0,12 0,15 0 , 22 0,27
0,37 0,49
Mn,% ---- 0,25 - 0,25 0,3 - 0,4 - 0,5 -
0,5
0,5 0,5 0 , 65 0,7
0,8 0,8
Букви в марці стали позначають, цифри - умовний номермарки (зі збільшенням номера зростає вміст вуглецю), крім того,
ГОСТ передбачає сталі з підвищеним вмістом марганцю (0,8-1,1%) -
Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс.
Залежно від умов і ступеня розкислення розрізняють стали:
1. спокійні "сп" (Ст1сп, Ст2сп і тд .);
2. напівспокійну "пс" (Ст1пс, Ст2пс і тд .);
3. киплячі "кп" (Ст1КП, Ст2кп і тд .).
Сталі звичайної якості, особливо в яких кипить, найбільш дешовые. Упроцесі виплавки вони найменш очищаються від шкідливих домішок. Масова часткасірки повинна бути не більше 0,05%, фосфору не більше 0,04%, а азоту не більше
0,08%.
З підвищенням умовного номера марки стали зростає межа міцності іплинності і знижується пластичність.
Якісні вуглецеві сталі. Ці сталі (ГОСТ 1050-74) виплавляють здотриманням більш суворих умов у отношеняі складу шихти і веденняплавки і розливання. До них пред'являють більш високі вимоги похімічним складом та структурою.
Якісні вуглецеві сталі маркують цифрами 08, 10, 15, 20, ..., 85,які вказують середній вміст вуглецю в сотих долях відсотка.
низьковуглецевої сталі (вміст вуглецю не більше 0,25%) 05кп, 08,
07кп, 10, 10кп володіють невисокою міцністю і високою пластичністю. Цісталі без термічної обробки застосовують для малонавантажених деталей.
Тонколистову, холоднокатану сталь використовують для холодного штампуваннявиробів.
середньовуглецевого стали (0,3-0,5% З) 30,35,40,45,50,55 застосовують післянормалізації, поліпшення та поверхневої гарту для найрізноманітнішихдеталей у всіх галузях машинобудування.
Сталі з високим вмістом вуглецю (0,6-0,85% З) 60, 65,70, 80,85мають підвищену міцність, зносостійкість і пружними властивостями;застосовують їх після гартування і відпуску та поверхневої гарту для деталей,що працюють в умовах тертя при наявності високих статичних вібраційнихнавантажень.
6. Вплив легуючих елементів.
Вплив кремнію і марганцю. Зміст кремнію в вуглецевої, добрерозкисленням стали в якості домішки зазвичай не перевищує 0,37%, а марганцю
- 0,8%. Кремній, дегазіруя метал, підвищує щільність злитка. Кремній,що залишається після розкислення в твердому розчині, сильно підвищує межутекучості. Це знижує здатність стали до витяжки і особливо до холодноївисадці. У зв'язку з цим в сталях, призначених для холодного штампування іхолодної висадки, вміст кремнію повинно бути зниженим.
Марганець помітно підвищує міцність, практично не знижуючи пластичностіі різко зменшуючи красноломкость сталі, тобто крихкість при високихтемпературах, викликану впливом сірки.
Легування хромистої стали ванадієм 0.1 - 0.2% поліпшує механічнівластивості, такі стали менш схильні до перегріву.
Зміст малібдена в стали підвищує її термостійкість.
Домішки титану в стали підвищує її характеристики.
Домішки алюмінію -- впливають на магнітні властивості.
7. Застосування чорних металів у РЕЗ.
У РЕЗ технологічної переробки піддають металеві матеріали ввигляді:
- листа для виготовлення шасі, панелей, кожухів, корпусів, відбивачів антен;
- прута для виготовлення для виготовлення деталей стаканчатой форми, гвинтів, гайок, заклепок і ін
- профільного прокату для виготовлення етажерок, рам, що направляють, каркасів, ферм, консолей і т.д.
- прокату трубчастою форми для виготовлення хвилеводних каналів
-- порошків для виготовлення деталей невеликих розмірів: вкладишів, екранів, шайб, деталей коробчатої форми, магнітів.
- Паці для виготовлення різних деталей литтям: радіаторів, хвилеводних каналів, деталей коробчатої форми.
За хімічним складом металеві матеріали поділяють на чорні та кольорові. Чорні металеві матеріали - це залізо та його сплави. Для конструкційних деталей використовують сплави на основі заліза. Вони діляться на сталі (вміст З менш 2,14%) і тверді сплави.
- сталь вуглецева загального призначення для виготовлення заклепок, кріплення, ручок, важелів, елементів замку, штирів, шпильок;
- сталь вуглецева якісна конструкційна для виготовлення заклепок, кріплення, деталей коробчатої форми одержуваних глибокою витяжкою;
- сталь ресорно-пружинний для виготовлення пружинних деталей;
- сталь легована конструкційна для виготовлення зубчастих коліс, кріплення, пружин, валів, осей, втулок;
- сталь ресорно-пружинний легована для виготовлення високоякісних пружин;
- сталь підвищеної та високої оброблюваності різанням для виготовлення болтів, гайок, осей, валів, шпильок;
- сталь підшипникова для виготовлення елементів підшипників і деталей підвищеної зносостійкості, наприклад, елементів осей, петель, рухливих втулок;
- сплави спеціального призначення: корозійні , швидкорізальні, термостійкі і ін
У РЕЗ не застосовують чавуни так як вони важкі і дуже крихкі. Сплави з кольорових металів дороги, і як самі дешеві і поширені застосовують сплави на основі заліза.
