1.2. Маркировки сталей.
Широко и разнообразно применение легированных сталей. Конструкционные и инструментальные легированные стали маркируются сочетанием цифр и букв. Цифры, стоящие в начале марки, указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента для конструкционных сталей и в десятых долях для инструментальных сталей. Если цифры отсутствуют то содержание углерода составляет около 1%. Легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначаются буквами русского алфавита: хром- Х, никель – Н, вольфрам – В, марганец – Г, ванадий – Ф, алюминий – Ю. (разъяснение свойств легирующих добавок). Цифры после букв указывают среднее содержание этих элементов в процентах. Если цифры отсутствуют, то содержание элемента около 1%. Буква А в конце марки означает, что сталь высококачественная. Выполнение упражнений по расшифровке марок сталей: 12Х2Н4А; ХВГ; Р6М5; Р18.
Марку стали визуально определить практически невозможно. Поэтому приблизительно марку можно установить по её применению или по так называемой «искровой пробе». Она основана на свойстве стали при шлифовании на корундовом камне образовывать искры. По количеству, цвету и силе искры можно приблизительно определить марку стали.
Демонстрация учителем искрения сталей и определение учащимися марки стали по таблице «Искровая проба стали».
Свойства сталей.
Свойства сталей можно изменять при помощи теплового воздействия – термической обработки, заключающейся в нагреве, выдержке при температуре нагрева и последующем охлаждении.
Основные иды термической обработки сталей – отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Они имеют различные назначения и отличаются друг от друга режимами термообработки, то есть температурой нагрева, временем выдержки при этой температуре и скоростью охлаждения. Изменение свойств стали в процессе термообработки при различных режимах зависит от содержания в ней углерода. Выбор температуры нагрева производят по специальной диаграмме (объяснение правил работы с диаграммой).
При закалке металл нагревают, а затем быстро охлаждают в воде, масле, растворах солей. Закалка увеличивает твердость и прочность стали, но вместе с тем повышает её хрупкость. Закалка целесообразна для сталей с содержанием углерода более 0,3 %.
Хрупкость стали после закалки можно уменьшить при помощи отпуска. Отпуск представляет собой нагрев остывшей заготовки до температуры ниже температуры закалки и последующее охлаждение в воде или на воздухе. Помимо хрупкости отпуск снижает и твердость стали, что улучшает её обрабатываемость.
При отжиге заготовку нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре и медленно, часто вместе с печью, охлаждают. Отжиг резко снижает твердость стали, она становится мягче и лучше обрабатывается.
Термическая обработка стали.
Термическую обработку стали на промышленных предприятиях производят рабочие - термисты, которые хорошо знают внутреннее строение металлов, их физические и технологические свойства, режимы термообработки. Для термической обработки сталей применяют специальное оборудование (демонстрация лекции 1 на экране), состоящее из нагревательных устройств, охлаждающих приспособлений, приборов для контроля теплового режима и результатов термообработки и различных инструментов и приспособлений.
В школьных мастерских термическую обработку стали производят с помощью небольшой муфельной печи. Температуру нагрева определяют приближенно по таблице цветов каления и побежалости (демонстрация таблицы на экране). Для охлаждения изделий в процессе термообработки используют воду и машинное масло, которые наливают в специальные анны. Для обработки также потребуются клещи, молоток и напильник.