Автоматные стали

Автоматными называют стали, обладающие повышенной обрабатываемостью резанием.

Эффективным металлургическим приемом повышения обрабатываемости резанием является введение в сталь серы, селена, теллура, кальция, которые изменяют состав неметаллических включений, а также свинца, который образует собственные включения.

Автоматные стали А12, А20 с повышенным содержанием серы и фосфора используются для изготовления малонагруженных деталей на станках автоматах (болты, винты, гайки, мелкие детали швейных, текстильных, счетных и других машин). Эти стали обладают улучшенной обрабатываемостью резанием, поверхность деталей получается чистой и ровной. Износостойкость может быть повышена цементацией и закалкой.

Стали А30 и А40Г предназначены для деталей, испытывающих более высокие нагрузки.

У автоматных сталей, содержащих свинец, (АС11, АС40), повышается стойкость инструмента в 1…3 раза и скорость резания на 25…50 %.

Легированные хромистые и хромоникелевые стали с присадкой свинца и кальция (АЦ45Г2, АСЦ30ХМ, АС20ХГНМ) используются для изготовления нагруженных деталей в автомобильной и тракторной промышленности.

Автоматные стали подвергают диффузионному отжигу при температуре 1100…1150^oС, для устранения ликвации серы.

Состав и сорта чугунов.

Передельный чугун.

Предназначен для переработки в сталь.

Он отличается высокой твёрдостью и износостойкостью, он хрупок и плохо обрабатывается режущими инструментами, в изломе имеет мелкозернистое строение и зеркальную серебристо-белую поверхность. Углерода содержит более 4.3 %.

Литейный (серый) чугун.

Применяется для получения отливок. Цвет в изломе от светло-серого до тёмно-серого (чем темнее чугун, тем больше у него углерода в виде графита и тем он мягче). Отличается от передельного меньшей твёрдостью и хрупкостью, хорошо сопротивляется износу и обрабатывается режущими инструментами. В расплавленном состоянии обладает жидкотекучестью и хорошо заполняет форму. При остывании мало уменьшается в размерах, то есть имеет малую усадку.

Отливки из серого чугуна маркируются в зависимости от их прочности.

В марке буквы СЧ означают серый чугун, первое число - предел прочности на растяжение в кгс/мм² , второе – предел прочности на изгиб в кгс/мм².

При быстром охлаждении отливок из серого чугуна в поверхностном слое углерод сохраняется в виде цементита, т. е. имеет структуру белого чугуна. Такое литьё называется отбелённым.

Другие сорта чугуна.

В легированных чугунах, кроме обычных примесей, содержаться легирующие элементы – хром, молибден, никель. Ванадий, титан, улучшающие механические свойства чугуна и придающие ему особые физико-механические свойства. Содержание серы и фосфора в этих чугунах минимальное.

Высокопрочные чугуны получают специальной обработкой - модифицированием жидкого чугуна. Модифицирование заключается в добавлении в жидкий чугун модификаторов (магния, ферросилиция..) Модификаторы создают большое количество дополнительных центров кристаллизации.

Марки высокопрочных чугунов: ВЧ 42-12, ВЧ 45-5, ВЧ 80 -3 …(первое число – предел прочности на растяжение, второе - относительное удлинение в %).

Ковкий чугун: КЧ 44-12, КЧ 36 -10 ……

Имеются также антифрикционные, жаростойкие, немагнитные, другие сорта чугунов.

Контрольные вопросы.

1. В каком виде находится углерод в стали? Что представляет собой цементит?

2. Как влияют кремний и марганец на свойства стали?

3. Что называется красноломкостью и хладноломкостью? Какие химические элементы придают стали эти свойства?

4. На какие группы делится сталь обыкновенного качества?

5. Что означают в марке стали буквы кп, пс, сп?

6. Как маркируются качественные углеродистые стали: конструкционные и инструментальные?

7. Какие марки сталей относятся к низкоуглеродистым, средне- и высокоуглеродистым?

8. Особенности и марки автоматных сталей.

9. Содержание углерода в инструментальных сталях. Как изменяются свойства этих сталей с увеличением содержания углерода?

10. Почему нельзя молотки изготавливать из стали У10, У12?

11. Как маркируются отливки из серого чугуна? Что означают цифры в марке?

Задание.

Смотри приложение «Практическая работа №1 «Классификация и маркировка материалов: углеродистых и легированных сталей и чугунов»».

Лекция 7

Классификация и маркировка легированных сталей. Применение. Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей.

План:

1. Понятие «легированные стали»

2. Назначение легирующих элементов

3. Распределение легирующих элементов в стали.

4. Принцип маркировки легированных сталей.

5. Влияние элементов на полиморфизм железа