Контрольная работа по "Материаловедению"

  Сталь инструментальная  нелегированная относится  к материалам общего  назначения, применяемым,  главным образом,  для малоответственных  инструментов.

Сталь инструментальная легированная

  Инструментальные  легированные стали  имеют ряд преимуществ  перед инструментальными  углеродистыми сталями,  они обладают лучшей  прокаливаемостью, не  склонны к перегреву,  имеют лучшую износостойкость,  ударную вязкость, прочность.

  Инструментальные  стали, содержащие  кремний, сильно  обезуглероживаются  при отжиге, а требуемая  твердость достигается  с трудом, поэтому  эти стали выдерживают  при температуре  7800-800°С 4-6 часов. Они  находят своё применение  при изготовлении  протяжек, метчиков, развёрток, штампов,  и пуансонов холодной  высадки, для изготовления  мелкого инструмента  простой формы  для обработки  неметаллических,  цветных и легкообрабатываемых  материалов.

  В стали марок  ХГ и Х имеется  большое количество  карбидов, повышающих  стойкость инструмента.  Применяются они  для изготовления  протяжек, метчиков, разверток, штампов,  и пуансонов холодной  высадки. Эти стали  менее склонны  к обезуглероживанию.

  Сталь ХВГ является  одной из наилучших  инструментальных  сталей. Карбиды хрома  и вольфрама придают  ей высокую стойкость  против истирания,  марганец - высокую  прокаливаемость,  а вольфрам - мелкозернистость. Отжигают эту сталь  при температуре  780-800°С. Эта сталь  характеризуется  малым короблением.  Из нее изготовляют  детали сложной  формы и большой  длины. 

  Сталь типа ХВ5 приобретает очень  высокую твердость  после закалки. (HRC 67-68) . Эту сталь применяют  для изготовления  мелкого инструмента  простой формы  для обработки  твердых металлов

3. Быстрорежущая сталь

Общей тенденцией последних  лет является значительное увеличение объёмов  использования специальных  сталей и сплавов, обработка которых  резанием и давление сопряжена с существенными  трудностями. В этих условиях всё более  возрастающие требования предъявляются к  свойствам быстрорежущих  сталей.

  Основным свойством  быстрорежущих сталей  является красностойкость,  т.е. способность  сохранять высокую  твердость, прочность  и износостойкость  при повышенных  температурах. Известно, что в процессе  резания инструмент  разогревается и  тем больше, чем  выше скорость  резания и выше  твердость обрабатываемого  материала. Очень  важно иметь инструмент, не теряющий режущих  свойств при высоких  скоростях резания.  Инструмент из  быстрорежущих сталей  может резать металл  при температурах 550-600°С.

Быстрорежущие стали известны давно. Совершенствование  состава привело  к появлению марок, имеющих различные  области применения.

  Поскольку быстрорежущие  стали содержат  большое количество  легирующих элементов,  они легко закаливаются  на воздухе. Эти  стали относят  к разряду трещиночувствительных,  т.к. даже при  незначительной закалке  в них возникают  значительные напряжения. Достигнуть необходимой  твердости в них  очень сложно, т.к.  они легко окисляются  и обезуглероживаются  в результате термообработки.

  Термообработка инструмента  - процесс еще более  сложный. Чтобы  сталь не окислялась  и не обезуглероживалась  при температуре  закалки инструмента,  ее нагревают в  соляных ваннах.Красностойкость  стали характеризуется  твердостью в закаленном  состоянии не менее  58 HRC

4. Жаропрочные стали  и сплавы

Жаропрочные и жаростойкие  стали применяют  при изготовлении многих деталей газовых  турбин реактивной авиации, в судовых газотурбинных  установках, стационарных газовых турбинах, при перекачке  нефти и нефтепродуктов, в аппаратуре крекинг - установок, при гидрогенизации топлива, в нагревательных металлургических печах  и многих других установках.

  Ряд сплавов применяемых  в авиационной  промышленности нашел  применение и в  других отраслях. Одними из наиболее  жаропрочных сплавов  являются сильхромы  и хромоникелевые  стали, используемые  при изготовлении  клапанов выпуска  авиационных поршневых  моторов, лопаток  газовых турбин  турбокомпрессоров  надува авиамоторов и рабочих лопаток первых газовых турбин и первого реактивного двигателя.

Нержавеющая сталь. Области применения и заменители.Марка  стали  Заменитель Область применения

40Х9С2  Клапаны впуска и выпуска автомобильных, тракторных и дизельных двигателей, трубки рекуператоров, теплообменники, колосники, крепежные детали.

40Х10С2М   Клапаны авиадвигателей, автомобильных и тракторных дизельных двигателей, крепежные детали двигателей.

08Х13 12Х13,

12Х18Н9 Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода), а также изделия подвергающиеся действию слабоагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре и др.). Сталь коррозионностойкая и жаростойкая ферритного класса.

12Х13 20Х13 Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода), а также изделия подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комн. Т=450-500 °С . Сталь коррозионностойкая, жаропрочная и жаростойкая мартенситно-ферритного класса.

20Х13 12Х13,

14Х17Н2 Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам, а также изделия подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комн. Т=450-500 °С . Сталь коррозионностойкая, жаропрочная мартенситного класса.

30Х13 40Х13 Режущий, мерительный и хирургический инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров.

40Х13 30Х13 Режущий, мерительный и хирургический инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров и др., работающие при Т до 450-500 °С и в коррозионных средах. Сталь коррозионностойкая мартенситного класса.

10Х14АГ15 12Х18Н9, 08Х18Н10, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т Для немагнитных деталей, работающих в слабоагрессивных средах. Сталь коррозионностойкая аустенитного класса.

12Х17 12Х18Н9Т Крепежные детали, валики, втулки и другие детали аппаратов и сосудов, работающих в разбавленных растворах азотной, уксусной, лимонной кислоты, в растворах солей, обладающих окислительными свойствами. Сталь коррозионностойкая и жаропрочная до 850 °С, ферритного класса

08Х17Т 12Х17, 08Х17Т1 Изделия, работающие в окислительных средах, атмосферных условиях, кроме морской, в которой возможна точечная коррозия. Теплообменники и трубы. Сварные конструкции, не подвергающиеся действию ударных нагрузок и работающие при температуре не ниже - 20 °С. Сталь коррозионностойкая, жаростойкая ферритного класса.

95Х18   Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа (втулки, оси, стержни, шариковые и роликовые подшипники. Сталь коррозионностойкая мартенситного класса.

08Х18 12Х17, 08Х17Т Конструкции, не подвергающиеся воздействию ударных нагрузок и работающие, в основном, в окислительных средах, например растворах азотной кислоты. Применение в сварных конструкциях ограничивается малыми сечениями деталей (до 3 мм). Не рекомендуется использовать для сварных конструкций, работающих в условиях ударных нагрузок. Предельная температура службы сварных конструкций не ниже -20°С. Сталь жаростойкая и коррозионностойкая ферритного класса.

15Х25Т 12Х18Н10Т Для сварных конструкций, не подвергающихся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже ? 20°С для работы в более агрессивных средах по сравнению со средами, для которых рекомендуется сталь марки 08Х17Т. Трубы для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах. Аппаратура, детали, чехлы термопар, электроды искровых зажигательных свечей, теплообменники. Сталь жаростойкая до 1100 °С, коррозионностойкая ферритного класса.

15Х28 15Х25Т, 20Х23Н18 Для сварных конструкций, не подвергающихся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже ? 20°С; спаи со стеклом; аппаратура, детали, трубы пиролизных установок, теплообменники; трубы для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах.Сталь жаростойкая коррозионностойкая ферритного класса.

25Х13Н2   Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода), а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре и другие). Сталь коррозионностойкая мартенситного класса.

20Х23Н13   Детали, работающие при высоких Т в слабонагруженном состоянии. Сталь жаростойкая до 900-1000 °С, аустенитно-ферритного класса.

20Х23Н18 20Х23Н13, 15Х25Т Поковки, бандажи для работы при 650-700°С, детали камер сгорания, хомуты, подвески и другие детали крепления котлов, муфелей для работы при Т до1100 °С, бесшовные трубы. Сталь жаростойкая и жаропрочная аустенитного класса.

10Х23Н18   Листовые детали, трубы, арматура (при пониженных нагрузках), работающие при 1000 °С. Сталь жаропрочная , жаростойкая, аустенитного класса.

20Х25Н20С2   Детали печей, работающие при Т до 1100 °С в воздушной и углеводородной атмосферах. Сталь жаростойкая аустенитного класса.

15Х12ВНМФ   Роторы, диски, лопатки, болты, бандажи, гайки, шпильки и другие детали, работающие до 780°С. Сталь жаропрочная, мартенситно-ферритного класса.

20Х12ВНМФ 5Х12ВНМФ, 18ХПМНФБ Бандажи, диафрагмы, болты, гайки, шпильки и другие высоконагруженные детали, работающие при 600°С. Сталь жаропрочная мартенситного класса.

37Х12Н8Г8МФБ   Диски крепежные и другие детали, работающие с ограниченным сроком службы при 600-650°С. сталь жаропрочная аустенитного класса.

13Х11Н2В2МФ   Ответственные нагруженные детали, работающие при температуре 600°С. Сталь жаропрочная мартенситного класса.

45Х14Н14В2М   Детали арматуры и трубопроводов, клапаны моторов, крепеж для работы на длительные сроки при Т до 600 °С и для работы с ограниченными сроками до 650 °С. Сталь жаропрочная аустенитного класса.

40Х15Н7Г7Ф2МС   Крепежные детали, работающие при температуре 650°С. Сталь легированная, аустенитного класса, жаропрочная, дисперсионно-твердеющая.

08Х17Н13М2Т 10Х17Н13М2Т Сварные конструкции, крепежные детали, работающие в средах повышенной агрессивности при 600 °С. Сталь коррозионностойкая аустенитного класса.

10Х17Н13М2Т 08Х17Н13М2Т Сварные конструкции, крепежные детали, работающие в средах повышенной агрессивности, предназначенные для длительных сроков службы при 600 °С. Сталь коррозионностойкая аустенитного класса.

31Х19Н9МВБТ   Роторы, диски, болты, крепежные детали, валы, работающие при 600°С. Сталь жаропрочная аустенитного класса.

10Х14Г14Н4Т 20Х13Н4Г9, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т Для изготовления разнообразного сварного оборудования, работающего в средах химических производств слабой агрессивности, криогенной техники до -253°С, а также для использования в качестве жаростойкого и жаропрочного материала до 700°С. Сталь коррозионностойкая аустенитного класса.

14Х17Н2 20Х17Н2 Для различных деталей химической и авиационной промышленности(рабочие лопатки, диски, валы, втулки, фланцы, крепежные и другие детали). Детали компрессорных машин, работающие на нитрозном газе, либо в агрессивных средах при пониженных Т. Сталь коррозионностойкая, жаропрочная мартенситно-ферритного класса.

12Х18Н9 20Х13Н4Г9, 12Х17Г9АН4, 10Х14Г14Н4Т Применяется в виде холоднокатаного листа и ленты повышенной прочности для различных деталей и конструкций, свариваемых точечной сваркой, а также для изделий, подвергаемых термической обработке (закалке). Сталь коррозионностойкая и жаростойкая аустенитного класса.

17Х18Н9 20Х13Н4Г9 Применяется в виде холоднокатаного листа и ленты повышенной прочности для различных деталей и конструкций, свариваемых точечной сваркой; для изготовления труб и других деталей. Сталь коррозионностойкая и жаростойкая аустенитного класса.

08Х18Н10   Трубы, детали печной арматуры, муфели, теплообменники, реторты, патрубки, коллекторы выхлопных систем, электроды искровых зажигательных свечей, сварные аппараты и сосуды химического машиностроения, работающие при Т от -196 до 600 °С в средах средней активности. Сталь коррозионностойкая, жаропрочная, аустенитного класса.

12Х18Н9Т 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4, 12Х18Н10Т Трубы, сварная аппаратура, детали печной арматуры, муфели, теплообменники, детали выхлопных систем, листовые и сортовые детали; аппараты и сосуды, работающие при Т от -196 до 600 °С под давлением, а при наличии агрессивных сред - до 350 °С. Сталь коррозионностойкая, жаростойкая, аустенитного класса.

12Х18Н10Т 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4, 08Х22Н6Т, 08Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н9Т Детали, работающие до 600 °С; сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорных кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от -196 до 600 °С, а при наличии агрессивных сред – до 350 °С. Сталь коррозионностойкая аустенитная класса.