Механические свойства металлов и их характеристика

Низколегированная сталь

Низколегированная сталь применяется в строительстве, судостроении и сельскохозяйственном машиностроении для различных стальных конструкций, рам сельскохозяйственных машин и др. 
В сельскохозяйственном машиностроении широко применяется низколегированная сталь марок 10ХСНД (СХЛ-4), 15ХСНД (СХЛ-1 и НЛ-2). По наличию .основного легирующего элемента низколегированная сталь подразделяется на группы, а по химическому составу — на марки.. 
Во всех марках стали, выплавленных в мартеновских печах или конвертерах с основной футеровкой, содержание серы и фосфора должно быть не более 0,04% каждого элемента в отдельности. 
Легированная машиностроительная сталь 
Машиностроительная легированная сталь подразделяется на качественную и высококачественную. Последняя отличается тем, что пределы содержания углерода сужены, а вредных, посторонних примесей и неметаллических включений меньше; она обладает также и более высокими механическими свойствами. В зависимости от наличия основных легирующих элементов легированная сталь подразделяется на 14 групп, а по процентному их содержанию — на марки. 
Высококачественная сталь обозначается буквой «А» в конце марки (внутри марки А — азот).

 
Области применения: 
Марки стали 15Х, 15ХА, 20Х и 15ХФ — цементуемые детали средних размеров, поршневые пальцы, распределительные 
Балы, толкатели, упорные диски, поршневые кольца, червяки, зубчатые колеса и др. 
20ХН, 12ХН2, 12ХНЗА, 20ХНЗА, 12Х2Н4А и 20Х2Н4А — ответственные тяжелонагруженные детали с высокой прочностью и вязкостью сердцевины, работающие в тяжелых условиях; цементуемые детали — кольца диаметром 400—2500 мм и ролики диаметром 60—150 мм крупногабаритных подшипников и др. 
Хромоникелевые цементуемые марки сталей успешно заменяют более дешевыми цементуемыми сталями с добавками титана и циркония: 18ХГТ, 18ХГТЦ, 30ХГТ, ЗОХГТЦ. Эти марки сталей идут для изготовления крупных зубчатых колес с высокой прочностью сердцевины зуба. 
Новые цементуемые марки сталей с микродобавкой бора и пониженным содержанием никеля: 20ХГР, 27X1 Р, 15Х2ГН2ТРА, 20ХНР, 38ХГН и 20ХГНР — зубчатые колеса, валы, оси и другие ответственные и тяжелонагруженные детали. 
35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2 — детали тракторостроения: валы, полуоси, цапфы, рычаги сцепления, вилки переключения передач, коленчатые валы, шатуны, крышки шатунов, карданные Балы, зубчатые колеса, звенья конвейерных цепей и др. 
45Х и 50Х — крупные зубчатые колеса, валы, оси, пальцы и другие детали, подвергающиеся истиранию без больших ударных нагрузок; ЗОХ и 35Х — некрупные детали, подвергающиеся закалке и отпуску. 
35ХГФ и 40ХГТР — траки, пальцы гусениц, опорные катки, звездочки и другие штампованные и литые детали. 
ЗЗХС, 38ХС и 40ХС — детали пружинного типа, диски трения, зубчатые колеса, а из стали 38ХС — впускные клапаны тракторных двигателей. 
25ХГСА, ЗОХГС и 35ХГСА — тормозные ленты, лопатки компрессорных машин, работающих при 150—200°С в условиях значительных нагрузок, износостойкие детали, ответственные сварные конструкции. 
ЗОХМ, ЗОХМА и 35ХМ — крепежные детали турбин и  
оводов, работающие при 450—500°С, зубчатые колеса для точных передач, валы, цапфы, втулки, шпильки и др. 
40ХН, 45ХН, 50ХН, ЗОХНЗА — крупные ответственные детали повышенной прочности и пластичности' (коленчатые валы, шатуны, шатунные болты, червяки и др.). Сталь марки 40ХН можно вполне заменять борированными сталями 20ХГР, 27ХГР и ЗОХРА. 
38ХГН, 30Х2ГН2 — валы, оси, зубчатые колеса, крепежные детали экскаваторов и буровых машин, ответственные детали общего машиностроения с повышенной прочностью и прокаливаемостью. 
30ХН2МА, 38Х2Н2МА, 40Х2Н2МА, 40ХН2МА и 48ХН2МА — коленчатые валы, шатуны, крышки шатунов, клапаны, нагруженные детали сложной конфигурации, ответственный крепеж 
И ДР' 
Азотируемая сталь, марки 38Х2Ю и 38Х2МЮА, позволяет получить азотированный слой с очень высокой твердостью. Сталь 38ХЮ склонна к отпускной хрупкости и поэтому приме-няется для мелких деталей приборостроения. Сталь 38Х2МЮА не склонна к отпускной хрупкости, применяется для ответственных деталей турбостроения, моторостроения.

Рессорно-пружинкая  сталь

Рессорно-пружинная  сталь поставляется в виде горячекатаного профиля, холоднокатаной ленты, проволоки. 
Для изготовления пружин, навиваемых в холодном состоянии из проволоки диаметром от 0,14 до 8,0 мм и не подвергающихся закалке, употребляется сталь марок У7А—У13А. Из этих же сталей изготовляют холоднокатаную ленту для ленточных пружин и пружинных деталей. 
Области применения: 
65, 55ГС, 55СГ, 65Г, 60СГ и 60СГА — пружины и рессоры, пружинные кольца, шайбы Гровера, тормозные ленты и др. 
50С2, 55С2, 60С2, 60С2А и 70СЗА — пружины и рессоры для автомобильного, тракторного и транспортного машиностроения, торсионные валы, пружины независимой подвески, пружины передней подвески автомобиля и др. 
50ХГ, 50ХГА, 50ХФА — рессоры легковых автомобилей, ответственные клапанные пружины, секционные кольца поршней, сальников и другие пружины. 
60С2ХА — высоконагруженные ответственные пружины и рессоры. 
Шарикоподшипниковая сталь 
Шарикоподшипниковая сталь поставляется в виде горячекатаного, холоднотянутого прутка, труб, полос и проволоки.  
Содержание серы в шарикоподшипниковой стали всех марок не более 0,02%, фосфора — 0,027, никеля — 0,3, меди — 0,25%. Она выдерживает высокие контактные знакопеременные напряжения, обладает большой износоустойчивостью. Употребляется для изготовления колец и тел качения шариковых и роликовых подшипников, а также для изготовления игл распылителя форсунок, обратных клапанов топливных насосов, пальцев и др. 
3. Инструментальные стали и сплавы 
По назначению инструментальные стали делятся на шесть групп: 1) режущие углеродистые и легированные стали; 2) быстрорежущие стали; 3) штамповые стали для холодного деформирования; 4) штамповые стали для горячего деформирования; 5) стали измерительного инструмента; 6) режущие и штамповые стали, устойчивые против коррозии. 
Стали для режущего инструмента характеризуются высокой износостойкостью и твердостью, не снижающимися при высоких температурах (теплостойкость), имеют достаточную вязкость. 
Стали для измерительного инструмента должны обладать высокой твердостью, износоустойчивостью и стабильностью размеров, а также хорошей обрабатываемостью и малой чувствительностью к перегреву. 

Углеродистая  инструментальная сталь

Углеродистая  инструментальная сталь поставляется кованой или горячекатаной в виде круглого или квадратного, листового, полосового, шестигранного проката, а также холоднотянутой (калиброванной) в виде круглого, квадратного, шестигранного, профильного прутка для напильников. 
У7, У7А — зубила, обжимки, гладилки, кувалды, молотки, отвертки, кузнечные штампы, ножницы для резки жести, буравы по мягким породам и др. 
У8, У8А — матрицы простой формы, пробойники, ножницы и пилы для мягкого металла и дерева, лезвия, ножи, бурова, губки тисков, зубил для угля и обтески камня и пр. 
У9, У9А — сегменты и вкладыши для режущего аппарата уборочных машин, дыропробивные штемпеля, кернера, инструменты для обработки дерева. 
У10, У11, У10А, У ПА — сверла, метчики, развертки, плашки, резцы, фрезы, ножовочные полотна. 
У12, У13, У12А, У13А — резцы, напильники, шабера, развертки, калибры, сверла, граверные инструменты и пр.

 
Легированная инструментальная сталь 
Легированная инструментальная сталь поставляется горячекатаной, кованой, калиброванной, холоднокатаной и шлифованной (серебрянка). Марки сталей для режущего и измерительного инструмента, их свойства, температурный интервал 
11X — метчики и другой режущий инструмент диаметром до 30 мм, закаливаемый в горячих средах. 
13Х — бритвенные ножи и лезвия, острый хирургический инструмент, шабера, гравировальный инструмент. 
ХВ5 — резцы, фрезы для обработки твердых металлов на малых скоростях, гравировальные резцы. 
В1 — метчики, спиральные сверла, развертки и т. п. 
Ф — штампы для чеканки монет, ударный инструмент для холодного изготовления болтов, гаек, заклепок. 
X — зубила для насечки напильников, токарные, строгальные и долбежные резцы," кулачки, эксцентрики, пальцы, от которых требуется высокая твердость и износоустойчивость поверхности. 
9ХС — фрезы, сверла, развертки, метчики, плашки и гребенки. 
ХВСГ, ХВГ, 9ХВГ — измерительные и режущие инструменты, не допускающие коробления при закалке, резьбовые калибры, протяжки, длинные метчики, плашки, развертки и др. 
9Х5Ф, 9ХВФ, 8Х4В4Ф1 — ножи для фрезерования древесины, фрезы, пилы и другой деревообрабатывающий инструмент. 
Низколегированные стали марок 7ХФ, 8ХФ, 9ХФ, 11Х, 13Х, ХВБ, В1 и Ф по своим свойствам незначительно отличаются от углеродистой. Они имеют несколько лучшую закаливаемость и прокаливаемость.