Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [ 67 ] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Для многих конструкций и машин, работающих в северных районах, большое значение приобретает температура перехода стали в хрупкое состояние. Порог хладноломкости для случая полностью хрупкого излома наиболее распространенной мартеновской стали СгЗ (листовая сталь) находится для кипящей стали при О °С, а спокойной - при - 40 °С. Строительные конструкции и машины, предназначенные для работы в северных районах, следует изготовлять из спокойной, термически обработанной стали. Для мостовых сталей северного исполнения ограничивают содержание фосфора и серы (< 0,03 % Р, < 0,025 % S) и нормируют площадь излома (не менее 50 % с волокнистым строением).

Качественные углеродистые стали (ГОСТ 1050-74) выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и ведения плавки и раз-лйвки. К ним предъявляют более высокие требования по химическому составу; содержание серы < 0,04 %, фосфора < 0,035-0,04 %, а также меньшее количество неметаллических включений, регламентированные макро- и микроструктура.

Качественные углеродистые стали маркируют цифрами 08, 10, 15, 20 и далее до 85; цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Низкоуглеродистые стали 05кп 08, 07кп, 10, Юкп обладают невысокой прочностью и высокой пластичностью. Механические свойства после нормализации: 0 = 340 МПа, ао,2 = 200 - 210МПа и б = 31 ~ 33 %. Эти стали без термической обработки применяют для малонагруженкых деталей. Тонколистовую холоднокатаную низкоуглеродистую сталь используют для холодной штамповки изделий. Штампуемость стали тем хуже, чем больше в ней углерода. Кремний, повышая предел текучести, снижает штампуемость, особенно снособность стали принимать вытяжку, поэтому для холодной штамповки, особенно для вытяжки, более широко используют .полуспокойные и кипящие стали 08пс, 08кп, 08Фкп (микролегирована ванадием в количестве 0,02-0,04 %).

Штампуемость в большой степени зависит от величины зерна. Рекомендуется сталь с зерном балла 6-8.

Стали 15. 20, 25 (а = 380 -f- 460 МПа; = = 230 ~ 280 МПа, б = 27 -- 23 %) применяют без тер-

мической обработки или в нормализованном виде. Стали поступают в виде проката, поковок, труб, листов, ленты и проволоки и предназначаются для менее от-ветст.венных деталей.

Низкоуглеродистые качесг.венкые стали используют и для ответст.венных сварных конструкций. С повышением содержания в стали углерода свариваемость ухудшается. Чем больше в стали углерода, тем .выше склонность ее к образо.ванию при сварке горячих и холодных (при низких температурах) трещин.

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 применяют после нор-мализании, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Эти стали в нормализованном состоянии по сравнению с низкоуглеродистыми имеют более .высокую прочность при более низкой пластичности {а == 500 -f- 610 МПа; Одг = 300 ~ - 360 МПа; б = 21 -f- 16 %). Стали в отожженном состоянии достаточно хорошо обрабатываются резанием. Наиболее легко обрабатываются доэ.втектоидные стали со структурой пластинчатого перлита. После улучшения стали 40, 45, 50 имеют следующие механические свойства: = 600 700 МПа; = 400 600 МПа;

= 50 40 % и КСи = 0,4 0,5 МДжК. Прока-ли.ваемость сталей невелика. Критический диаметр после закалки в .воде не превышает 10-12 мм (95 % мартенсита). В связи с этим их следует применять для изгото.вления небольших деталей или более крупных, но не требующих ск.возной прокаливаемости.

Стали 60, 65, 70, 80 и 86 обладают более высокой прочностью, износостойкостью и упругими свойствами; применяют их после закалки и отпуска, нормализации и отпуска и по.верхностной закалки для деталей, работающих в условиях трения при наличии высоких статических вибрационных нагрузок. Из этих сталей ИЗГОТО.ВЛЯЮТ пружины и рессоры, шпиндели, замко.вые шайбы, прокатные валки и т. д.

2. Легированные конструкционные стали

Основными легирующими элементами конструкционных сталей Я.ВЛЯЮТСЯ: хром в количест.ве до 1,8 % (чаще 0,8-1,1 %), никель (0,5-4,5 %), кремний (0,5- 1,2 %) и марганец (0,8-1,8 %). Вольфрам (0,5-1,2 %),

молибден (0,15-0,4 %), ванадий (0,1-0,3 %), титан (0,06-0,12 %), бор (0,002-0,005 %) и другие легирующие элементы в качестве самостоятельных присадок не применяют, а вводят в сталь в сочетании с хромом, никелем и марганцем для дополнительного улучшения свойств.

Стали, в которых суммарное содержание легирующих элементов не превышает 2,5 %, относятся к н и з-колегированным, содержащие 2,5-10 % - к легированным и более 10 % - к высоколегированным. Ориентировочная стоимость 1 т низколегированной стали в зависимости от химического состава и типа полуфабриката (сортовой прокат, листы и т. д.) и его размеров составляет 107-210 руб., легированных 120-500 руб. и высоколегированных (нержавеющие, жаропрочные и т. д.) - 250-1280 руб. Чем выше легированность стали и меньше размеры полуфабриката, тем стоимость стали больше. Цена калиброванной и шлифованной стали выше. Большинство конструкционных сталей относится к перлитному классу, а в равновесном состоянии - к группе доэвтектоидных.

Из легированных сталей, обладающих высокой прокаливаемостью, изготовляют более крупные изделия, чем из углеродистых сталей.

Для достижения высокой прокаливаемости сталь чаще легируют более дешевыми элементами - марганцем, хромом и бором, а также более дорогими - никелем и молибденом.

Легирование стали небольшими (сотые доли процента) количествами Ti, Nb, Zr, V и N (микролегирование), образующими труднорастворимые в аустените карбиды, (карбонитриду), измельчает зерно. При этом понижается порог хладноломкости, повышается работа распространения трещины и уменьшается чувствительность к концентраторам напряжений.

Легирующие элементы повышают устойчивость мартенсита против отпуска и задерживают коагулян. ию карбидов. Поэтому для получения требуемой прочности и твердости легированные стали подвергают отпуску при более высокой температуре, чем углеродистые. Это позволяет полностью снять закалочные