Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
важнейшие машиностроительные материалы
11
§ 1. ВАЖНЕЙШИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Наиболее распространенными материалами в машиностроении являются сталь разных марок, чугун, бронза.
Кроме того, для изготовления ряда деталей находят применение различные пластмассы (текстолит, гетинакс, различные древопла-стики и т. д.), причем их использование с каждым годом расширяется. Многие неметаллические материалы — резина, кожа, стекло, технические ткани и т. д. — также довольно широко применяются как в общем, так особенно в специальном машиностроении.
Важнейшим материалом является сталь. Классификация стали по назначению и химическому составу может быть схематически представлена в следующем виде:
Сталь
Углеродистая
Легированная
1 І
Конструкционная Инструментальная Конструкционная Инструментальная Сталь с особыми физическими свойствами
От содержания углерода в углеродистой стали зависят ее свойства п структура. Кроме углерода, эта сталь содержит марганец, кремний, серу, фосфор. Добавляя к углеродистой стали никель, вольфрам, молибден, ванадий, титан, получают легированную сталь, маркам которой присваиваются названия в зависимости от введенного легирующего элемента: никелевая сталь, хромо-никелевая и т. д.
Конструкционная углеродистая сталь идет на изготовление различных машинных частей и маркируется Ст. О, Ст. 1,
12
введение
Ст. 2,... Ст. 6, Ст. 7 (обыкновенного качества) и сталь 10, 15, 20, 70 (качественная). К группе качественной стали относится также сталь с повышенным содержанием марганца, маркируемая 15Г, ЗОГ и т. д. или 30Г2, 35Г2 и т. д.
Инструментальная сталь углеродистая идет на изготовление резцов, фрез, калибров, штампов и пр.; эта сталь обладает значительной твердостью и износостойкостью; она маркируется, например, так: У9, что означает — углеродистая сталь с содержанием углерода примерно 0,9%.
В тех случаях, когда свойства углеродистой стали не обеспечивают требуемого качества изготовляемых деталей машин и инструментов (достаточной прочности, износостойкости, жароупорности и т. п.), переходят к применению легированной стали.
Введение легирующих элементов улучшает механические свойства стали, изменяет физико-химические свойства и увеличивает глубину прокаливания.
Легирующие элементы в марках с т а л и по ГОСТ обозначаются: H — никель, X — хром, Г — марганец, С — кремний, В — вольфрам, Ф — ванадий, IO — алюминий, M — молибден, К — кобальт, T — титан.
Маркировка легированной стали по ГОСТ дается в виде комбинаций букв и цифр: первые две цифры означают содержание углерода в сотых долях процента, далее буквой указывается легирующий элемент и его примерное содержание в процентах, например марка 12Х2Н4А расшифровывается так: сталь с содержанием углерода ~0,12%, хрома ~2%, никеля ~4%; буква А ставится для обозначения высокого качества стали (с пониженным содержанием вредных примесей — серы и фосфора).
Если содержание легирующего элемента составляет примерно 1 %, то после соответствующей буквы в марке стали никаких цифр не ставится. Например, в хромоникелевой стали 20XH содержится примерно 1 % хрома и столько же никеля.
В табл. 1 приведепы механические характеристики ряда марок конструкционной стали и примерная область их применения.
Механические свойства стали можно улучшить, применяя термообработку: отжиг, нормализацию, закалку и отпуск.
Отжиг уменьшает структурную неоднородность стали (обусловливает получение равновесной структуры), повышает пластичность и вязкость, снижает твердость и улучшает обрабатываемость резанием.
Нормализация, выравнивая структурную неоднородность стали., снижает твердость и улучшает обрабатываемость резанием.
Закалка обеспечивает получение требуемых физико-механических свойств 1.
1 Термообработка, заключающаяся в закалке с последующим высокотемпературным отпуском, обычно называется улучшением.
ВАЖНЕЙШИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
13
Таблица 1
Механические характеристики конструкционной стали
Марна стали гост Механические характеристики в кГ1мм% Примерное назначение
к» C = с « R ° П. с_ CJ = С 3- ? = OJ <- Ь. Ьг: сі ^S = Go-E GItIlJ
Ст. 2 3R0-57 34 22 17 Дымогарные и жаровые трубы: заклепки, болты, налшеи, оси, кулачки, но испытывающие больших напряжении
Cr. 3 38 24 18 Детали металлоконструкций; болты, гайки, тяги, крюки. шатуны, клинья, оси, валик», спариваемые детали
Ст. 4 42 20 22 Детали металлоконструкций: тяги, валы, оси
Ст. 5 50 28 24 Ответственные болты, тягп, крюки, клинья, шатуны; осп, палы, пальцы; зубчатые колеса
Ст. 6 60 31 28 Шпонки, муфты кулачковые и фрикционные, пластины ценен, тормозные ленты, шестерни и налы
10 1050-57 34 21 14 Детали, изготовляемые штамповкой в холодном состоянии: спариваемые детали; деіали, подлежащие цементации, в частности прокладки, шайбы, трубки, вилки, тяги
15 37 22 16 Детали, изготовляемые ковкой и штамповкой и горячем состоянии, штамповкой и холодном состоянии, (с вытяжкой); деіали подлежащие цементации; свариваемые детали, болты, винты, гайки, ключи, рычаги, фланцы
