- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
- •Лабораторная работа №1
- •2. Теория и методические указания
- •2.1Фазы и структурные составляющие
- •2.2 Микроструктура углеродистых сталей
- •2.3 Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей
- •2.4 Классификация углеродистых сталей
- •2.5.1 Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества (гост 380–2005)
- •2.5.2 Углеродистые конструкционные качественные стали
- •2.5.3 Углеродистые инструментальные стали (гост 1435–99)
- •Задание на выполнение
- •2.5 Маркировка углеродистых сталей
- •4. Варианты задания
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Список учебно-методической и дополнительной литературы
4. Варианты задания
1. Набор микрошлифов сталей и чугунов.
5. Контрольные вопросы
1. Дайте определение фаз в системе Fe-Fe3C.
2. Что такое перлит и ледебурит?
3. Опишите структуру технического железа, доэвтектоидной, эвтектоидной, заэвтектоидной сталей.
4. Как определяют содержание углерода в сталях по микроструктуре?
5. Назовите постоянные примеси в углеродистых сталях.
6. Как влияет углерод и постоянные примеси на свойства сталей?
7. Как классифицируют стали по содержанию углерода?
8. Как маркируют углеродистые инструментальные стали?
6. Список учебно-методической и дополнительной литературы
1. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. 6-е изд., испр. и доп/А.М.Дальский, Т.М.Барсукова, А.Ф. Вязов и др. –М.:Машиностроение. (гриф МО РФ)
2. Г.П.Фетисов, Ф.А.Гарифуллин. Материаловедение и технология металлов – М.: Издательство Оникс, 2007. (гриф МО РФ).
3. Фетисов Г.П., Карпман М.Г. Материаловедение и технология металлов- М.: Высшая школа, 2002.
Приложение А
Таблица А1-Химический состав (ГОСТ 380–2005) и механические свойства горячекатаного проката из конструкционной углеродистой стали
Марка стали |
Химический состав, % |
Механические свойства |
Область применения |
|||||
C |
Mn |
Si |
S |
P |
σв, МПа |
δ, % |
||
Ст0 |
<0,23 |
- |
- |
<0,06 |
<0,07 |
>300 |
23 |
Неответственные строительные конструкции, прокладки, шайбы |
Ст1кп |
0,060,12 |
0,250,90 |
<0,05 |
не более 0,05 |
не более 0,04 |
300-390 |
35 |
Малонагруженные детали: заклепки, шайбы, прокладки, кожухи |
Ст1пс |
0,060,12 |
0,250,50 |
0,050,15 |
310-410 |
34 |
|||
Ст1сп |
0,060,12 |
0,250,50 |
0,150,30 |
310-410 |
34 |
|||
Ст2кп |
0,090,15 |
0,250,50 |
<0,05 |
320-410 |
33 |
Детали металлоконструкций: рамы, оси, валики |
||
Ст2пс |
0,090,15 |
0,250,50 |
0,050,15 |
330-430 |
32 |
|||
Ст2сп |
0,090,15 |
0,250,50 |
0,150,30 |
330-430 |
32 |
|||
Ст3кп |
0,140,22 |
0,400,65 |
<0,05 |
360-460 |
27 |
Рамы, крюки кранов, кольца, цилиндры, крышки, цементируемые детали |
||
Окончание таблицы А1
Марка |
Химический состав, % |
Механические свойства |
Область применения |
|||||
стали |
C |
Mn |
Si |
S |
P |
σв, МПа |
δ,% |
|
СтЗсп |
0,140,22 |
0,40- 0,б5 |
0,150,30 |
не более 0,05 |
не более 0,05 |
370-480 |
26 |
Рамы, крюки кранов, кольца, цилиндры, крышки, цементируемые детали |
СтЗГпс |
0,140,22 |
0,801,10 |
<0,15 |
370-490 |
26 |
|||
СтЗГсп |
0,140,20 |
0,801,10 |
0,150,30 |
390-570 |
26 |
|||
Ст4кп |
0,180,27 |
0,400,70 |
<0,05 |
400-510 |
25 |
Валы, оси, тяги, пальцы, крюки, болты, гайки при невысоких требованиях к прочности |
||
Ст4пс |
0,180,27 |
0,400,70 |
0,050,15 |
410-530 |
24 |
|||
Ст4сп |
0,180,27 |
0,400,70 |
0,150,30 |
410-530 |
24 |
|||
Ст5сп |
0,280,37 |
0,500,80 |
0,050,15 |
490-630 |
20 |
Валы, оси, звездочки, крепежные детали при повышенных требованиях к прочности |
||
Ст5сп |
0,280,37 |
0,500,80 |
0,150,30 |
490-630 |
20 |
|||
Ст5Гпс |
0,220,30 |
0,801,20 |
<0,15 |
540-590 |
20 |
|
||
Стбпс |
0,380,49 |
0,500,80 |
0,050,15 |
>590 |
15 |
Валы, оси, муфты, цепи с высокой прочностью |
||
Таблица А2–Химический состав и свойства углеродистых качественных конструкционных сталей в нормализованном состоянии (ГОСТ 1050-88)
Марка стали |
Химический состав, % |
Механические свойства |
|
||||||
С |
Mn |
Si |
S |
P |
HB |
σв, МПа |
δ, % |
Область применения |
|
|
|
|
|
|
|
не более |
не менее |
|
|
08 |
0,05-0,12 |
0,35-0,65 |
0,17–0,37 |
не более 0,040 |
не более 0,035 |
131 |
320 |
33 |
Шайбы, патрубки, прокладки |
10 |
0,07-0,14 |
0,35-0,65 |
143 |
330 |
31 |
Шайбы, прокладки, трубы |
|||
15 |
0,12-0,19 |
0,35-0,65 |
149 |
370 |
27 |
Без ТО - болты, винты, крепеж. После ХТО - рычаги, кулачки |
|||
20 |
0,17-0,24 |
0,35-0,65 |
163 |
410 |
25 |
Без ТО - крюки кранов и муфты. После ХТО - шестерни, червяки |
|||
25 |
0,22-0,30 |
0,50-0,80 |
170 |
450 |
23 |
Без ТО - оси, валы, соединительные муфты. После ХТО - винты, втулки |
|||
30 |
0,27-0,35 |
0,50-0,80 |
179 |
490 |
21 |
Тяги, траверсы, рычаги, звездочки, шпиндели |
|||
Окончание таблицы А2
Марка стали |
Химический состав, % |
Механические свойства |
Область применения |
||||||
С |
Mn |
Si |
S |
P |
HB |
σв, МПа |
δ, % |
||
не более |
не менее |
||||||||
35 |
0,32-0,40 |
0,50-0,80 |
0,17-0,37 |
не более 0,040 |
не более 0,035 |
207 |
530 |
20 |
Оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны |
40 |
0,37-0,45 |
217 |
570 |
19 |
Коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, оси |
||||
45 |
0,42-0,50 |
229 |
600 |
16 |
Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шпиндели |
||||
50 |
0,47-0,55 |
241 |
630 |
14 |
Прокатные валки, штоки, оси, бандажи |
||||
55 |
0,52-0,60 |
255 |
650 |
13 |
Зубчатые колеса, муфты сцепления коробок передач |
||||
60 |
0,57-0,65 |
255 |
680 |
12 |
Колеса вагонов, диски сцепления, шпиндели |
||||
Таблица А2–Химический состав и свойства углеродистых инструментальных сталей после отжига (ГОСТ 1435–99)
Марка стали |
Химический состав, % |
Механические свойства |
Область применения |
||||||
С |
Mn |
Si |
S |
P |
HB |
в , МПа |
δ, % |
||
не более |
не более |
не более |
|||||||
У7 |
0,65-0,74 |
0,17-0,33 |
0,17-0,33 |
0,028 |
0,030 |
187 |
650 |
не определяется ГОСТом |
Инструмент для обработки дерева: топоры, колуны, стамески |
У7А |
0,65-0,74 |
0,17-0,28 |
0,018 |
0,025 |
187 |
650 |
|||
У8 |
0,75-0,84 |
0,17-0,33 |
0,028 |
0,030 |
187 |
650 |
Инструмент для обработки дерева: фрезы, зенковки, пилы продольные и дисковые. Слесарно-монтажный инструмент: отвертки, кернеры, плоскогубцы, кусачки |
||
У8А |
0,75-0,84 |
0,17-0,28 |
0,018 |
0,025 |
187 |
650 |
|||
У8Г |
0,80-0,90 |
0,33-0,58 |
0,028 |
0,030 |
187 |
650 |
|||
У8ГА |
0,80-0,90 |
0,33-0,58 |
0,018 |
0,025 |
187 |
650 |
|||
Окончание таблицы А3
Марка стали |
Химический состав, % |
Механические свойства |
Область применения |
||||||
С |
Mn |
Si |
S |
P |
HB |
в, МПа |
δ, % |
||
не более |
не более |
не более |
|||||||
У9 |
0,85-0,94 |
0,17-0,33 |
0,17-0,33 |
0,028 |
0,030 |
192 |
650 |
не определяется ГОСТом |
Инструмент для обработки дерева: фрезы, зенковки, пилы продольные и дисковые. Слесарно-монтажный инструмент: отвертки, кернеры, плоскогубцы, кусачки |
У9А |
0,85-0,94 |
0,17-0,28 |
0,018 |
0,025 |
192 |
650 |
|||
У10 |
0,75-0,84 |
0,17-0,33 |
0,028 |
0,030 |
212 |
750 |
Инструмент для обработки дерева: пилы ручные, сверла спиральные |
||
У10А |
0,95-1,09 |
0,17-0,28 |
0,018 |
0,025 |
212 |
750 |
|||
У12 |
1,10-1,29 |
0,17-0,33 |
0,028 |
0,030 |
217 |
750 |
Метчики, напильники, шаберы и штамповый инструмент для холодной деформации |
||
У12А |
1,10-1,29 |
0,17-0,28 |
0,018 |
0,025 |
217 |
750 |
|||
Таблица А4–Оформление отчета
Номер шлифа |
Микроструктура |
Химический состав, % |
Марка стали |
Механические свойства |
Область применения |
|||||||
Рисунок |
Название |
C |
Mn |
Si |
S |
P |
НВ |
в, МПа |
δ, % |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|