- •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
4 Маркировка сталей по национальному стандарту Германии
(DIN – Deutsche Industrienorm)
Согласно стандартам, имеющим хождение на территории Германии, маркировка сталей осуществляется двумя способами. Первый способ – обозначение с помощью цифр, характеризующих номер материала. Второй – комбинация цифр и букв, обозначающих марку стали.
4.1 Обозначение с помощью цифр (номер материала)
Первая цифра характеризует способ производства стали: 0 – способ производства не играет роли или не определен; 1 – томасовская кипящая сталь; 2 – томасовская спокойная сталь; 3 – кипящая сталь иного способа производства; 4 – спокойная сталь иного способа производства; 5 – мартеновская кипящая сталь; 6 – мартеновская спокойная сталь; 7 – кипящая кислородно-конверторная сталь; 8 – спокойная кислородно-конверторная сталь; 9 – сталь электровыплавки.
Вторая цифра определяет особенности обработки стали: 0 – без обработки, состояние после прокатки; 1 – после нормализации; 2 – после мягкого отжига; 3 – после отжига с целью улучшения обрабатываемости; 4 – после улучшения с целью повышения вязкости; 5 – после улучшения; 6 – после закалки; 7 – после холодной деформации; 8 – после специальной обработки. Классификация сталей отражена в табл. 9.
Таблица 9
Общая классификация сталей в Германии
Рядовые и качественные стали |
Улучшаемые стали |
||||||||
Обычные виды |
особые виды |
Нелегированные |
Легированные |
Химически стойкие |
Конструкционные |
||||
Инструмен-тальные |
разные |
||||||||
00 |
90 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
Торговые и низкие сорта |
Стали с особыми физическим свойствами |
Cr |
- |
Корозион-ностойкие с 2% Ni без молибдена и особых присадок |
Mn-Si-Cr |
Cr – Ni >2.0. <3.0. |
Cr |
Cr-Si-Mn Cr-Si-Mn-Mo Cr-Si-Mn-V Cr-Si-Mn-Mo-V |
|
01 |
91 |
11 |
21 |
31 |
41 |
51 |
61 |
71 |
81 |
Обычные конструкционные нелегированные с содержанием С до 0,30% |
|
Конструкционные 0,50% С |
Cr – Si Cr – Mn Cr – Mn - Si |
- |
Корозион-ностойкие с 2% Ni с молибденом и без особых присадок |
Mn-Si Mn-Cr
|
- |
Cr-Si Cr-Mn Cr-Si-Mn |
Cr-Si-V Cr-Mn-V |
по ДИН 17100 |
|||||||||
02 |
92 |
12 |
22 |
32 |
42 |
52 |
62 |
72 |
82 |
Обычные конструкционные нелегированные с содержанием С до 0,30% |
|
Конструкционные 0,50% С |
Cr–V Cr–V–Si Cr–V–Mn Cr–V–Mn-Si |
Быстро-режущие с кобальтом |
- |
Mn-Cr Mn-V Si-V Mn-Si-V |
Ni-Si Ni-Mn Ni-Cr |
Cr-Mo <0.35 Mo |
Cr-Mo-W Cr-Mo-W-V |
Продолжение таблицы 9
03 |
93 |
12 |
23 |
33 |
43 |
53 |
63 |
73 |
83 |
||||||||
<0,10% С |
- |
Cr - Mo Cr-Mo-Si |
Быстро-режущие без кобальта |
Корозион-ностойкие с 2% Ni без молибдена и особых присадок |
Mn-Ti Si-Ti Mn-Si-Ti Mn-Si-Zr |
Ni-Mo Ni-Mo-Mn Ni-Mo-V Ni-V-Mn Ni-Cu-Mo |
Cr-Mo >0.35 Mo |
- |
|||||||||
Нелегированные качественные |
|
||||||||||||||||
04 |
94 |
14 |
24 |
34 |
44 |
54 |
64 |
74 |
84 |
||||||||
>0,10% <0,30% С |
- |
W Cr-W |
Износо-стойкие |
Корозион-ностойкие с 2% Ni с молибденом и без особых присадок |
Mo,Nb,Ti, V, W Cr-W Cr-V-W |
- |
- |
Cr-Si-Ti Cr-Mn-Ti Cr-Si-Mn-Ti |
|||||||||
Нелегированные качественные |
|
||||||||||||||||
05 |
95 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
||||||||
>0,30% <0,60% С |
Инструментальные, 1 группы качества |
W-V Cr-W-V |
Шарико-подшипни-ковые |
Корозион-ностойкие с 2% Ni с особыми присадками |
- |
Cr-Ni-Mo <0.4%Mo <7.0% Ni |
Сr-V <0.2 Cr |
Азоти-руемые |
|||||||||
Нелегированные качественные |
|
||||||||||||||||
06 |
96 |
16 |
26 |
36 |
46 |
56 |
66 |
76 |
86 |
||||||||
>0,60% С |
Инструментальные, 2 группы качества |
W (к Cr - Mo роме классов 24 25 и 27) |
Железные матер. с особыми физич. св-вами, сплавы с особыми магнитными св-вами без Со, кроме сплавов Ni-Al |
- |
Ni |
Cr-Ni-Mo <0.4%Mo >2.0% <3.5% Ni |
Cr-V >2.0% Cr |
- |
|||||||||
Нелегированные качественные |
96 |
||||||||||||||||
Продолжение таблицы 9
07 |
97 |
17 |
27 |
37 |
47 |
57 |
67 |
77 |
87 |
С повышенным содержанием фосфора или серы |
Инструментальные, 3 группы качества |
Стали с никелем |
Железные материалы с особыми физическими свойствами, Сплавы с особыми магнитными свойствами c Со, и сплавы Ni-Al |
Жаростой-кие <2% Ni |
Cr-Ni <1.0% Cr |
Cr-Ni-Mo <0.4%Mo >3.5% <5.0% Ni или >0.4%Mo |
Cr-Mo-V |
- |
|
Нелегированные качественные |
|
||||||||
08 |
98 |
18 |
28 |
38 |
48 |
58 |
68 |
78 |
88 |
<0,30% С |
Инструментальные, специального назначения |
Остальные сплавы |
Железные материалы с особыми физическими свойствами, Сплавы с особыми магнитными свойствами остальные сплавы без никеля |
Жаростой-кие >2% Ni |
Cr-Ni >1.0<1.5% Cr |
Cr-Ni-V Cr-Ni-W Cr-Ni-V-W |
- |
- |
|
Легированные качественные |
98 |
||||||||
Продолжение таблицы 9
09 |
99 |
19 |
29 |
39 |
49 |
59 |
69 |
79 |
89 |
>0,30% С |
- |
- |
Железные материалы с особыми физическими свойствами, Сплавы с особыми магнитными свойствами остальные сплавы с никелем |
Высокотем-пературные материаллы |
Cr-Ni >1.5<2.0% Cr |
Cr-Ni кроме классов 57-98 |
Cr-Mn-Mo Cr-Mn-Mo-V |
- |
|
Легированные качественные |
|
||||||||
4.2 Обозначение с помощью букв и цифр (марка стали)
Этот вид обозначения предусматривает классификацию сталей по критериям степени легирования и вида термообработки
4.2.1 Углеродистые неулучшаемые стали. В начале марки располагается заглавная буква, отражающая способ разливки стали: ХХХ – кипящая сталь; R – спокойная или полуспокойная; RR – сталь, успокоенная по специальной технологии. Далее следуют буквы St. Далее – трехзначное число, характеризующее минимальный предел прочности (МПа). Далее – указывается номер группы качества. Всего этих групп три, они обозначаются цифрами 1, 2, 3, при этом 3-я группа отличается наиболее низким содержанием фосфора, серы и углерода. Между номером группы качества и цифрами, характеризующими предел прочности ставится дефис. Указанные четыре обозначения формируют основу марки, однако возможно указание дополнительных данных. Буквы, которые ставятся в самом начале марки, обозначают: Е – сталь выплавлена в электропечах; М – мартеновский способ производства; Y – сталь произведена продувкой кислорода.
Заглавная буква Z, расположенная между первым и вторым обозначением, свидетельствует о пригодности этой стали для обработки волочением. В тех случаях, когда стали могут быть подвергнуты штамповке или ковке, между первым и вторым обозначением размещается буква Р.
Стали, используемые для производства труб, обозначаются буквами Ro, которые также располагаются между первым и вторым обозначением. Стали, поставляемые после прокатки (если это обстоятельство является в силу каких-либо причин важным), маркируются буквой U в конце обозначения, после нормализации – буквой N.
Пример
RSt420-2 – углеродистая неулучшаемая сталь с гарантированным минимальным пределом прочности 420 МПа, относящаяся ко 2-ой группе качества.
MRSt420-2N – аналогичная предыдущей, но мартеновского производства, поставляемая после нормализации.
4.2.2 Углеродистые качественные стали.
Маркируются буквой С в начале обозначения, далее – число, отражающее содержание углерода, умноженное на 100.
Пример
С35 – качественная углеродистая сталь, в среднем содержащая 0,35% углерода.
4.2.3 Углеродистые улучшаемые стали
Маркируются буквами Ск в начале обозначения, далее следует число, отражающее содержание углерода, умноженное на 100.
Пример
Ск35 – углеродистая улучшаемая сталь, в среднем содержащая 0,35 углерода.
4.2.4 Низколегированная качественная сталь
Маркируются в начале обозначения числом, соответствующее содержанию углерода в стали, умноженному на 100, далее указываются важнейшие легирующие элементы (их химические символы), далее числа соответствующие содержанию элементов, умноженному на коэффициент приведенный в табл. 10
.
Таблица 10
Приведенные коэффициенты для определения содержание легирующих элементов
Легирующий элемент |
Коэффициент |
Cr, Co, Mn, Ni, Si, W Al, Cu, Mo, Ti, V P, S, N |
4 10 100 |
4.2.5 Высоколегированные стали
Маркируются в начале буквой Х, далее следует число, соответствующее содержанию углерода, умноженному на 100, далее – химические символы важнейших легирующих элементов, далее – число, отражающее среднее содержание важнейших легирующих элементов.
Пример
X12Cr-Ni177 – высоколегированная хромоникелевая сталь, содержащая < 0,15%С; 16-18% Cr; 7-8% Ni; <2% Mn; <1% Si;
X5Cr-Ni-Mo1810 – высоколегированная хромоникельмолибденовая сталь, содержащая менее 0,07%С; 16,5-18,5% Cr; 10,5-12,5% Ni; 2-2,5% Mo.
4.2.6 Стали для особых областей применения
- Мягкие углеродистые стали для холоднокатаной полосы. Маркируются буквами St в начале обозначения, далее следуют цифры от 0 до 4, соответствующие чистоте стали (в отношении ограничения по S и P);
- Нестареющие стали. Маркируются буквой А в начале обозначения, далее следуют буквы St, далее число, соответствующее минимальному гарантированному пределу прочности;
- Стали для катанки. Маркируются буквой D в начале обозначения, далее следует число, соответствующее содержанию углерода;
- Стали для котельного листа. Маркируются буквой H в начале обозначения, далее следуют римские цифры от I до IV, отражающие содержание углерода и марганца;
- Магнитомягкие стали. Маркируются буквой R в начале обозначения, далее следует химический символ основного элемента (железа, кремния или никеля), далее – числа, соответствующие величине коэрцитивной силе в а/см, умноженной на 100.
- Динамные и трансформаторные стали. Маркируются римской цифрой (от I до IV) и числом, отражающим величину ваттных потерь (вт/кг).
