7.6. Критерии оценки работы обучающихся

Определяются в соответствии с рейтинговой системой оценки знаний студентов, в зависимости от направления подготовки.

7.7. Список литературы

7.7.1. Бондаренко Г.Г. Материаловедение: учеб/ Г.Г. Бондаренко, Т.А. Кабанова, В.В. Рыбалко; под ред. Г.Г. Бондаренко. – М.: Высш. шк.,2007. – 360с.: ил.

7.7.2. Лахтин Ю.М., Материаловедение Текст: учебник для вузов / Ю.М.Лахтин, В.П.Леонтьева,- 4-е изд., перераб – М.: Альянс, 2009.-527с.

7.7.3. Ржевская С.В. Материаловедение: Учеб. для вузов.–3-е изд., перераб. и доп.– М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005.- 456с.- с.173-196.

7.7.4. Материаловедение и технология металлов: Учеб. Для студ. машиностроит. вузов/ Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.: Ред. Г.П. Фетисов. – М.: Высш. шк., 2002. – 638с.: ил.

7.7.5. ГОСТ 380-2005. Сталь углеродистая обыкновенного качества . Марки.- М.: Стандартинформ. 2005.-1,8с.

7.7.6. ГОСТ 1054-74. Качественные стали.

7.7.7. ГОСТ 1435-74. Углеродистые инструментальные стали

Лабораторная (практическая) работа №8

Микроструктура легированной стали

8.1. Цель работы

8.1.1. Изучение маркировки и классификации сталей.

8.1.2. Изучение влияния содержания углерода, легирующих элементов и примесей на свойства сталей.

8.1.3. Изучение влияния легирующих элементов и примесей на свойства сталей. Сопоставление микроструктуры легированных в равновесном состоянии.

8.2. Основные теоретические сведения

Легированной называют сталь, в состав которой входят специально введенные один или несколько легирующих элементов для придания ей требуемых физико-механических свойств.

По сравнению с углеродистыми эти стали имеют целый ряд преимуществ и недостатков.

Преимущества:

• более высокая прочность и повышенная ударная вязкость;

• обладают более высоким уровнем механических свойств, после термической обработки;

• при закалке, более высокая прокаливаемость и возможность применения более мягких охладителей, меньший рост зерна при нагреве;

• легирование снижает температурный порог хладноломкости

• отпуск при более высокой температуре дополнительно снижает закалочные напряжения.

Недостатки:

• склонность к отпускной хрупкости (хромистые, хромоникилевые стали);

• повышенное содержание в структуре остаточного аустенита после закалки, что снижает предел выносливости;

• склонность к дендритной ликвации из-за малой скорости диффузии легирующих элементов, что после деформации приводит к анизотропии свойств;

• худшая обрабатываемость резанием по сравнению с углеродистыми сталями;

• стоимость легированных сталей выше, чем углеродистых, особенно, если легирование произведено такими дефицитными элементами как никель, марганец и др.

8.2.1. Влияние легирующих элементов на свойства стали

• Основным легирующим элементом является хром, который повышает корозионостойкость, прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладноломкости хромистых сталей - (0…-100)^oС.

• Бор - 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а также повышает порог хладоломкости (+20…-60 ^oС).

• Марганец - увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)^oС.

• Титан (~0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.

• Введение молибдена (0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости до –20…-120^oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.

• Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.

• Введение никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено. Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.

• При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием. Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.

• Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.