Практическая работа по курсу «Материаловедение» 

Тема: Анализ свойств, назначения и расшифровка марок легированных сталей.

Цель: Изучить правила расшифровки марок сталей

Ход работы:

1.Изучить и законспектировать правила маркировки сталей. 

2.  Ответить на вопросы (устно) 

3.  Выполнить упражнение по маркировке.

       Сталью называют сплав железа с углеродом, где углерода  до 2,14 %. По химическому составу стали делят  стали  углеродистые и легированные. Свойства углеродистых сталей зависят то содержания углерода   Свойства легированных сталей, зависят от введённых добавок. 

Маркировка легированных сталей

Для обозначения марок стали принята буквенно-цифровая система. Буквы в марке указывают наличие в стали определённого элемента. Б - ниобий, В- вольфрам, Г-марганец, Д-медь, Е-селен, К- кобальт, М- молибден, Н-никель, П - фосфор, Р- бор, С- кремний, Т- титан, Ф- ванадий, Х- хром, Ю- алюминий, Ц- цирконий.

 Некоторые легированные стали выделены в особые группы, они имеют следующие буквенные обозначения,  эти условности  указаны в начале марки.

Р - быстрорежущие, Ж – хромистые нержавеющие; Ш- шарикоподшипниковые; Я – хромоникелевые нержавеющие; Е – магнитные.

Конструкционные легированные стали 

Наименования  таких сталей состоят из цифр и букв. Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь. Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленное до целого числа , при содержании легирующего элемента до 1.5% цифра за соответствующей буквой не указывается. 

Например, сталь состава C 0.09 - 0.15%, Cr 0.4 - 0.7%, Ni 0.5 - 0.8% называется 12ХН, а сталь состава C 0.27 - 0.34%,  Cr 2.3 - 2.7%, Mo 0.2 - 0.3%, V 0.06 - 0.12% - 30Х3МФ. Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (S < 0.03%, P < 0.03%) и сталь относится к группе высококачественных в конце ее обозначения ставят букву А. Особовысококачественные стали, подвергнутые электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов, обозначают добавлением через тире в конце наименования стали буквы Ш. Например: 12Х2Н4А, 15Х2МА, 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш и др.

Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами "ШХ", после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента. Для сталей, подвергнутых электрошлаковому переплаву, буква Ш добавляется также и в конце их наименований через тире. Например: ШХ15, ШХ20СГ, ШХ4-Ш.  

ШХ6 - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 0,6% хрома;

ШХ15ГС - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 1,5% хрома и от 0,8 до 1,5% марганца и кремния

Автоматные стали            

Маркировка начинается с буквы А (автоматная). Если сталь при этом легирована свинцом, то ее наименование начинается с букв АС. Для отражения содержания в сталях остальных элементов используются те же правила, что и для легированных конструкционных сталей.

Например: А20, А40Г, АС14, АС38ХГМ 

А12 - автоматная сталь, содержащая 0,12% углерода (все автоматные стали имеют повышенное содержание серы и фосфора); А40Г - автоматная сталь с 0,40% углерода и повышенным до 1,5% содержанием марганца Инструментальные легированные стали 

Правила обозначения инструментальных легированных сталей в основном те же, что и для конструкционных легированных. Различие заключается лишь в цифрах, указывающих на массовую долю углерода в стали. Процентное содержание углерода также указывается в начале наименования стали, в десятых долях процента, а не в сотых, как для конструкционных легированных сталей. Если же в инструментальной легированной стали содержание углерода составляет около 1.0%, то соответствующую цифру в начале ее наименования обычно не указывают.  Пример: сталь 4Х2В5МФ имеет содержание C 0.3 - 0.4%, Cr 2.2 - 3.0%, W 4.5 - 5.5%, Mo 0.6 - 0.9%, V 0.6 - 0.9%, а сталь ХВГ - C 0.9 - 1.05%, Cr 0.9 - 1.2%, W 1.2 - 1.6%, Mn 0.8 - 1.1%. 

Быстрорежущие стали      

Обозначают буквой "Р", следующая за ней цифра указывает на процентное содержание в ней вольфрама. В отличие от легированных сталей в наименованиях быстрорежущих сталей не указывается процентное содержание хрома, т.к. оно составляет около 4% во всех сталях, и углерода (оно пропорционально содержанию ванадия). Буква Ф, показывающая наличие ванадия, указывается только в том случае, если содержание ванадия составляет более 2.5%. В соответствии с вышесказанным сталь Р6М5 имеет состав С 0.82 - 0.9%, Cr 3.8 - 4.4%, Mo 4.8 - 5.3%, V 1.7 -

2.1%, W 5.5 - 6.5%.4 

Р18 - быстрорежущая сталь, содержащая 18,0% вольфрама;

Р6М5К5 - быстрорежущая сталь, содержащая 6,0% вольфрама 5,0% молибдена 5,0% кобальта.

Таблица 1 Результаты работы по классификации и маркировке сталей