Классификация стали и чугуна

 

1.7. Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435 – 99) с содержанием углерода более 0,7 % имеют в обозначении букву «У» и цифру, указывающую на содержание углерода в десятых долях процента: У7, У8,… Содержание серы и фосфора  в высококачественных сталях не превышает 0,025% каждого элемента. Стали имеют повышенную чистоту по не металлическим включениям. Высококачественные инструментальные стали маркируют также, но в конце марки ставят букву А (У7А, У8А…).  
 

                                                                                                                                                                                                                6

1.8. Легированные стали кроме обычных примесей содержат элементы, специально вводимые в определенных количествах для обеспечения требуемых свойств. Эти элементы называются легирующими. Легированные стали подразделяются в зависимости от содержания легирующих элементов на низколегированные (2,5% легирующих элементов), среднелегированные (от 2,5 до 10% и высоколегированные (свыше 10%).

   Легирующие  добавки повышают прочность, коррозийную  стойкость стали, снижают опасность  хрупкого разрушения. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, медь, азот (в химически связанном состоянии), ванадий и др.

   Легированные  стали маркируются цифрами и  буквами, указывающими примерный состав стали. Буква показывает, какой легирующий элемент входит в состав стали (Г - марганец, С - кремний, Х -хром, Н - никель, Д - медь, А - азот, Ф - ванадий), а стоящие за ней цифры - среднее содержание элемента в процентах. Если элемента содержится менее 1%, то цифры за буквой не ставятся. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                                                                                               7

2. Классификация чугунов

Чугуном называют сплав железа с углеродом, содержание С от 2,14 до 6,67 %. Они содержат те же примеси, что и сталь, но в большем количестве.                                                                                                      В зависимости от состояния углерода в чугуне, различают:

• Белые;
• Серые;
• Высокопрочные;
• Чугуны с вермикулярным графитом;
• Ковкие чугуны.

2.1. В белом чугуне почти весь углерод находится в связном состоянии в виде цементита Fe₃C. Белые чугуны, имея высокие твердость и износостойкость, плохо обрабатываются резанием, хрупки и обладают низкой прочностью. В связи с этим они почти нигде не применяются.

2.2. Серыми называют чугуны с пластичной формой графита. По химическому составу серые чугуны разделяют на обычные (нелегированные) и легированные. Обычные серые чугуны – сплавы сложного состава, содержащие основные элементы: Fe, C, Si – и постоянные примеси: Mn, P, S. Обозначают серые чугуны индексами СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30. Цифра в обозначении указывает на предел прочности чугуна при растяжении в 0,1 МПа (табл.3.)

2.3. Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Их получают модифицированием магнием, который вводят в жидкий чугун в количестве 0,02 … 0,08 %.

Марка высокопрочного чугуна состоит из букв ВЧ и числа, обозначающего предел прочности чугуна при растяжении в 0,1 МПа, например ВЧ35 (табл.3).

2.4. В чугунах с вермикулярным графитом структура формируется под действием комплексного модификатора, содержащего магний и редкоземельные металлы. Графит приобретает шаровидную (до 40 %) и вермикулярную -  в виде мелких тонких прожилок – форму.

Чугуны с вермикулярным  графитом производят четырех марок: ЧВГ 30, ЧВГ 35, ЧВГ 40, ЧВГ 45 (ГОСТ 28384-89). Число  обозначает предел прочности чугуна при растяжении в 0,1 МПа.

По механическим свойствам чугуны с вермикулярным графитом занимают промежуточное положение между серыми и высокопрочными чугунами. Они прочнее серых чугунов, особенно при циклических нагрузках; предел выносливости ʛ_-1 составляет 140 МПа у ЧВГ 30 и 190 МПа у ЧВГ 45.

2.5. Ковкими называются чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Их получают отжигом белых доэвтектических чугунов. По этой причине графит ковких чугунов называют углеродом отжига. Такой графит в отличие от пластинчатого меньше снижает механические свойства металлической основы, вследствие чего ковкие чугуны по сравнению с серыми обладают более высокими прочностью и пластичностью.

Ковкие чугуны обозначают буквами и последующими цифрами, первая из которых характеризует  прочность при растяжении в 0,1 МПа. А вторая пластичность (%) КЧ 30-6, КЧ 60-3 (табл.3). 
 

                                                                                                                                                                            8

Механические  свойства и структурный состав чугунов                                                            Таблица 3

 
 
 
 

                                                                                                                                                                           9

3. Литература

1. Состав некоторых марок углеродистых качественных сталей (ГОСТ 1050 – 88)     5стр.
2. Состав углеродистых сталей обыкновенного качества (ГОСТ 380 – 94)                   6 стр.
3. Серые чугуны (ГОСТ 1412-85)                                                                                      9 стр.
4. Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293-85)                                                                      9 стр.
5. Чугуны с вермикулярным графитом (ГОСТ 28384-89)                                                9 стр.
6. Ковкие чугуны (ГОСТ 1215-79)                                                                                      9 стр.
7. http://www.skyrays.ru/product/stali.php                                                                            3 стр.
8. http://nwpi-fsap.narod.ru/lists/materialovedenie_lect/10.html                                           4 стр.
9. Методические указания для лабораторной работы «Исследование структуры и свойств железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии»                                          3-9 стр.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                                                          10