- •Нижнетагильский технологический институт (филиал)
- •Материаловедение
- •Содержание
- •Введение
- •Лабораторая работа №1 «Макроанализ металлов и сплавов»
- •1. Сущность макроанализа
- •2. Приготовление макрошлифов для макроскопического исследования металлов
- •3. Выявление строения литой стали
- •5. Выявление волокнистости стали
- •4. Определение химической неоднородности серы
- •6. Макроанализ излома металла
- •Задание:
- •Лабораторая работа №2 «Микроанализ металлов и сплавов»
- •1. Сущность микроанализа
- •2. Приготовление микрошлифа
- •3. Устройство металлографического микроскопа
- •4. Осветительная система микроскопа
- •5. Исследование микроструктуры нетравленого образца
- •6. Исследование микроструктуры стали после травления шлифа
- •Задание:
- •Выводы из полученных результатов
- •Лабораторая работа №3 «Испытание на твердость по методу Бринелля»
- •1. Схема испытания твердости по методу Бринелля
- •2. Приборы для испытания на твердость по Бринеллю
- •3. Выбор диаметра шарика и нагрузки
- •4. Подготовка образца для испытания
- •5. Методика измерения отпечатка и определения твердости
- •Задание
- •Лабораторая работа №4 «Испытание на твердость по методу Роквелла»
- •1. Схема испытания и величина твердости по Роквеллу
- •2. Прибор Роквелла
- •3. Выбор нагрузки и наконечника
- •4. Подготовка образца для испытания
- •5. Контроль прибора
- •6. Подготовка прибора и проведение испытаний
- •Задание
- •Лабораторая работа №5 «Диаграмма состояния сплавов системы железо-углерод»
- •1. Структуры железоуглеродистых сплавов
- •2. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов
- •3. Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов
- •4. Изотермические превращения в железоуглеродистых сплавах
- •5. Стабильная и метастабильная диаграмма равновесия
- •6. Структурообразование в охлаждаемой стали с 0,4%
- •Задание:
- •Лабораторая работа №6 «Структура и свойства сталей в равновесном состоянии»
- •1. Равновесные состояния сплава
- •2. Зависимость свойств стали от содержания углерода
- •3. Структура и свойства стали в равновесном состоянии
- •3.1. Доэвтектоидные стали
- •3.2. Эвтектоидные стали
- •3.3. Заэвтектоидные стали
- •4. Классификация сталей по назначению и содержанию вредных примесей
- •Задания
- •Лабораторая работа №7 «Структура и свойства чугунов»
- •1. Классификация чугунов
- •2. Ковкий чугун
- •3. Серый чугун
- •4. Высокопрочный чугун
- •Задания
- •Лабораторая работа №8 «Инструментальные стали»
- •1. Характеристика инструментальных сталей
- •2. Классификация инструментальных сталей по свойствам
- •3. Нетеплостойкие стали
- •4. Полутелостойкие стали
- •5. Быстрорежущие стали (теплостойкие стали)
- •Задания
- •Лабораторая работа №9 «Термическая обработка сталей»
- •1. Сущность термической обработки
- •2. Отжиг
- •3. Нормализация
- •4. Закалка
- •5. Отпуск
- •Задание:
- •Лабораторая работа №10 «Классификация и маркировка углеродистых и легированных сталей»
- •1. Классификация сталей
- •2. Маркировка сталей по Российским стандартам
- •2.1. Углеродистые стали обыкновенного качества
- •2.2. Углеродистые конструкционные качественные стали
- •2.3. Инструментальный углеродистые стали
- •2.4. Легированные стали
- •2.5. Автоматные стали
- •2.6. Сталь углеродистая и легированная рессорно-пружинная
- •2.7. Сталь подшипниковая
- •2.8. Сталь инструментальная легированная
- •2.9. Сталь инструментальная быстрорежущая
- •Задание
- •Лабораторная работа №11 «Классификация сталей по Зарубежным стандартам»
- •1 Общие сведенья
- •2 Маркировка сталей по Евронормам (eu)
- •2.1 Маркировка по признаку физических характеристик
- •2.2 Маркировка по признаку химического состава
- •3 Маркировка сталей по национальному стандарту Франции
- •4 Маркировка сталей по национальному стандарту Германии
- •5 Маркировка сталей по национальным стандартам сша
- •6 Маркировка сталей по национальным стандартам Японии (jis – Japanese Industrial Standart)
- •7 Маркировка сталей по национальным стандартам Италии
- •8 Маркировка сталей по национальным стандартам Великобритании
- •9 Маркировка сталей по национальным стандартам Швеции
- •1. Материалы, применяемые в транспортном машиностроении
- •1.1. Основные элементы микроструктуры стали и чугуна
- •Атлас введение
- •1.2. Характеристика материалов (структура и свойства) Сталь Ст3кп
- •Сталь 09г2
- •Сталь 38хс
- •Сталь 30хгса
- •Сталь 32х06л
- •Сталь 60с2
- •Сталь 18х2н4ма
- •Сталь 20гфл
- •Сталь 12х18н10т
- •Серый чугун сч 20
- •Ковкий чугун кч 30-6 Назначение - разнообразные тонкостенные (до 50 мм) деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках, — фланцы, муфты, картеры, ступицы и др.
- •Антифрикционный чугун асч-1
- •Высокопрочный чугун вч 40-5
- •Маслотный чугун
- •2. Дефекты в металлопрокате
- •Раскатанный газовый пузырь
- •3. Дефекты сварных соединений
- •4. Дефекты литья
- •5. Некондиционные структуры
- •Библиографический список
3 Маркировка сталей по национальному стандарту Франции
(NF – Norme-francalse)
Согласно основной классификации принято деление сталей на углеродистые и легированные, среди которых различают стали общего назначения и стали, используемые после термообработки.
3.1 Углеродистые стали общего назначения, используемые без термообработки (или после отжига или нормализации).
В обозначении указаны механические свойства (предел прочности), показатель качества: в ряде случаев допускается дополнительная информация. Внутри этой группы различают две подгруппы.
3.1.1 Сталь ADx.
Относится к категории обычных торговых марок с пределом прочности 330-500 МПа. Используется при прокате двутавров и швеллеров высотой более 80 мм и уголка с длиной полки не менее 70 мм.
3.1.2 Прочие стали
В обозначение стали входит буква А, далее – цифры, отражающие минимальный гарантированный предел прочности в МПа (табл. 6), далее – цифры, отражающие группу качества (табл. 7) и, в случае необходимости, – дополнительные обозначения.
Таблица 6
Маркировка сталей во Франции по минимальному пределу прочности
Марка стали |
Предел прочности, МПа |
Марка стали |
Предел прочности, МПа |
A330 |
330-400 |
A650 |
650-750 |
A370 |
370-440 |
A750 |
750-850 |
A420 |
420-500 |
A850 |
850-950 |
A480 |
480-560 |
A950 |
950-1050 |
A560 |
560-650 |
|
|
Таблица 7
Маркировка сталей во Франции по качеству сталей
Марка стали |
Показатели качества (минимальное значение N=0,1 R+2,5A) |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
A330 |
98 |
110 |
116 |
121 |
A370 |
96 |
108 |
114 |
119 |
A420 |
94 |
106 |
112 |
116 |
A480 |
94 |
106 |
112 |
116 |
A560 |
94 |
106 |
112 |
116 |
A650 |
98 |
108 |
114 |
118 |
A750 |
- |
108 |
114 |
119 |
A850 |
- |
110 |
- |
- |
A950 |
- |
110 |
- |
- |
Показатели качества N (табл. 5) определяется по формуле:
N=0,1 R+2,5A,
где R – предел прочности стали в МПа;
А – относительное удлинение, %.
Наряду с четырьмя показателями качества находят применение специальные обозначения: 2бис, 3бис, 3тер и 4бис. В частности, стали группы 3бис отличаются от сталей группы 3 для круглых, квадратных, плоских и шестигранных прутков значениями предела текучести и ударной вязкости, а для заготовок болтов – показателями испытаний на загиб в холодном состоянии. стали группы 3тер отличаются от сталей группы 3 показателями ударной вязкости, макроструктурой, условиями испытаний на загиб. Ограничения по сере и фосфору в составе стали отражаются дополнительной буквой от а до m (табл. 8). Склонность стали к свариваемости отмечается буквой S, которая следует за показателями качества. Наличие в обозначении марки буквы S автоматически исключает необходимость информации о химической чистоте, т.к. склонность к свариваемости подразумевает ограниченное количество в составе стали таких элементов как углерод, марганец, кремний, фосфор, сера.
Таблица 8
Маркировка сталей во Франции по степени химической чистоты
Обозначение степени химической частоты |
Pmax, % |
Smax, % |
(P+S)max, % |
a |
0,090 |
0,065 |
0,140 |
b |
0,080 |
0,060 |
0,120 |
c |
0,060 |
0,050 |
0,100 |
d |
0,050 |
0,050 |
0,090 |
e |
0,040 |
0,040 |
0,070 |
f |
0,040 |
0,035 |
0,065 |
g |
0,025 |
0,035 |
0,060 |
h |
0,030 |
0,025 |
0,055 |
k |
0,020 |
0,025 |
0,045 |
m |
0,020 |
0,015 |
0,035 |
3.2 Углеродистые специальные стали, используемые после термообработки, в зависимости от предельного содержания углерода, а также серы и фосфора делятся на 2 подгруппы
3.2.1. Стали с нормальным содержанием углерода, фосфора и серы, обозначаемые буквой С, вслед за которой ставятся цифры, соответствующие содержанию углерода, умноженному на 100.
Пример
С10, С28 – стали с нормальным содержанием углерода, фосфора и серы; с содержанием углерода 0,10% и 0,28% соответственно.
3.2.2 Стали с ограниченным предельным содержанием углерода, пониженным содержанием серы и фосфора. Они маркируются буквами ХС, далее следуют цифры аналогично 3.3.2.1
3.3 Легированные стали общего назначения, содержащие, как правило, ограниченное количество легирующих элементов, используются в основном без термической обработки (или после отжига или нормализации)
Эти стали находят применение при изготовлении фасонных профилей, листов для металлоконструкций, судового и котельного листа. Подобно углеродистым сталям, они отличаются сравнительно невысоким пределом прочности, минимальные значения которого отражаются в марке. В обозначении марки могут находить отражение содержания углерода, легирующих элементов, фосфора и серы.
К этой группе сталей относятся следующие подгруппы: стали с высоким пределом текучести для клепаных и сварных конструкций; свариваемые котельные стали с высоким пределом прочности; стали с высоким пределом текучести и полукоррозионностойкие. Эта группа обозначается буквой А; далее следуют цифры, отражающие минимальное значение предела прочности в МПа; далее – одна или несколько заглавных букв, отражающих основные легирующие элементы; далее, при необходимости, – цифры, отражающие содержание главного легирующего элемента. Иногда непосредственно после буквы А приводится буква S, свидетельствующая о гарантированной склонности к свариваемости.
Пример
А550М – марганцовистая сталь с высоким пределом текучести (минимальный гарантированный предел текучести 550 МПа), содержащая ≈1% Mn; используется для изготовления сварных конструкций.
3.3.4 Специальные легированные стали, используемые после термообработки, в свою очередь, подразделяются на низколегированные и высоколегированные.
3.3.4.1 Специальные низколегированные стали, содержащие не более 5 % любого легирующего элемента
Маркировка таких сталей осуществляется следующим образом. В начале марки ставят цифры, соответствующие содержанию углерода, умноженному на 100. Далее – заглавные буквы, соответствующие легирующим элементам, причем последовательность букв обусловлена большим процентным содержанием. Далее – цифры, отражающие содержание легирующих элементов. Эти цифры формируются следующим образом. Берется произведение содержания хрома, марганца, кобальта, никеля и кремния в сотых долях, округляется до целого числа и умножается на четыре. Возможно иное формирование этой цифры: десятикратное произведение содержание остальных элементов в сотых долях, округленное до целого числа.
Пример
100С6 – сталь следующего химического состава: 1,0% С; 0,4% Mn; 0,3% Si; 1,5% Cr;
42CD4 – 0,42% С; 0,4% Si; 1,0% Cr; 0,2% Mо;
60NCDV06-02 – 0,6% С; 0,8% Mn; 0,4% Si; 0,5% Cr; 1,5% Ni; 0,3% Mo; 0,2% V.
Как правило, легирующий элемент не указывается, если его содержание меньше: 1,2% (Mn+Si); 0,5% Ni; 0,25% Cr; 0,1% Mo; 0,05% V.
3.3.4.2 Специальные высоколегированные стали, в которых содержание хотя бы одного легирующего компонента превышает 5%
Эти стали маркируются следующим образом. В начале марки ставится буква Z. Цифры, приводимые в марке, соответствуют действительному содержанию легирующих элементов. В тех случаях, когда содержание легирующего элемента не превышает 10%, перед цифрой ставится 0.
Пример
Z5CN18-08 – хромоникелевая сталь следующего содержания: 0,05% С, 18,0% Cr, 8,0% Ni;
Z8CNT18-8 – хромоникелевая сталь, содержащая 0,08% С, 18,0% Cr, 8,0% Ni, 0,4% Т1.
Возможно использование в маркировке цифр, отражающих состояние стали: 0 – после термообработки; 1 – после отжига; 2 – после закалки; 3 – после закалки и отпуска; 4 – после закалки; 5 – после стабилизации; 9 – по особым техническим условиям.
