2.2.2 Углеродистые и легированные стали

Сталь как литейный материал применяют для получения отливок деталей, которые наряду с высокой прочностью должны обладать хорошими пластическими свойствами, быть надежными и долговечными в эксплуатации. Многие стали хорошо свариваются, что дает возможность изготовления сварно-литых конструкций.

Литейные стали условно можно разделить на три группы: конструкционные (нелегированные и легированные), инструментальные и стали со специальными свойствами. Из конструкционных сталей изготавливают детали, испытывающие механические нагрузки, из инструментальных – литой инструмент, из сталей со специальными свойствами (жаропрочных, коррозионно-стойких и др.) – детали, работающие при высокой температуре, в агрессивных средах, при сложных механических нагрузках и т. п.

Общие технические условия на отливки из указанных групп сталей регламентируются ГОСТ 977-88. Они включают номенклатуру марок литейных сталей, их химический состав, механические свойства после термообработки, технические требования к отливкам. В номенклатуру включены марки классов сталей (выборочно):

- конструкционных нелегированных (15Л, 20Л, 30Л. 40Л и др.);

- конструкционных легированных (20ГЛ, 45ГЛ, 20ХМФЛ, 30ГСЛ, 40ХНЛ, 40ХЛ, 35ХНМЛ, 35ХГСЛ и др.);

- легированных мартенситного класса (коррозионно-стойкие 20Х13Л и др.; жаростойкие 20Х5МЛ и др.; быстрорежущие 85Х4М5Ф2В6Л (Р6М5Л) и др.

- легированных аустенитно-мартенситного класса (коррозионно-стойкие 08Х15Н4ДМЛ и др.);

- легированных аустенитно-ферритного класса (коррозионно-стойкие 12Х25Н5ТМФЛ и др.);

- легированных аустенитного класса (коррозионно-стойкие 10Х18Н9Л, 12Х18Н9ТЛ и др; жаростойкие 15Х23Н18Л и др.; жаропрочные 35Х18Н24С2Л и др.; износостойкие 110Г13Л и др.).

Область применения конструкционных литейных сталей приведена в данном стандарте.

Из конструкционных нелегированных сталей получают около 2/3 стальных фасонных отливок. Жидкотекучесть нелегированной углеродистой стали в среднем в два раза ниже, чем у серых чугунов, причем по мере увеличения содержания углерода она растет. Поэтому низкоуглеродистые стали 15Л, 20Л применяют обычно для изготовления несложных литых частей сварно-литых конструкций, среднеуглеродистые стали 25Л, 30Л, 35Л, 40Л – для получения разнообразных по массе и конфигурации фасонных отливок, а высокоуглеродистые стали 45Л, 50Л, 55Л – для фасонных и износостойких деталей (зубчатых колес, катков, барабанов и т. д.).

После термической обработки конструкционные стали обладают достаточно высокими механическими свойствами (таблица 2.7).

Таблица 2.7 – Характеристики механических свойств конструкционных сталей (выборочно)

Марка стали	Предел текучести σт, МПа	Временное сопротивление σв, МПа	Относительное удлинение δ, %
20Л	220	420	22
45Л	320	550	12
20ГЛ	280	550	18
40ХЛ	500	650	12
35ХМЛ	550	700	12

Согласно требованиям ГОСТ 977-88 стальные отливки должны, как правило, подвергаться термической обработке. Конструкционные нелегированнные и легированные стали термообрабатывают по режимам нормализация-отпуск или закалка-отпуск, легированные стали со специальными свойствами – по режиму закалка-отпуск-старение и более сложным режимам.

2.2.3 Цветные сплавы (материал для самостоятельного изучения)

Лекция 4