Лекция 2 (Лекции)

материалы, обрабатываемые ковкойСтали, в кузнечном производстве, классифицируютпо 5-ти признакам:I. По химическому составу:1. углеродистые;2. легированные.II. По назначению:1. конструкционные;2. инструментальные;3. со специальными физико-химическимисвойствами.III. По микроструктуре:1. перлитный;2. ферритный;IV. По способу выплавки:1. мартеновский;2. конверторный бессемеровский и томасовский;3. вакуумнодуговой (ВДП) и электрошлаковый(ЭШП) переплав.V.

По способураскисления:3. мартенситный;4. аустенитный;1. спокойная;2. полуспокойная;3. кипящая.5. карбитныйматериалы, обрабатываемые ковкойПримеси в сталях:Сталь промышленного производства содержит примеси, которыеможно разделить на 4 группы:1. Постоянные, неизбежные - марганец, кремний, сера и фосфор,(элементы - раскислители Mn и Si или трудноудаляемые элементы S и P).Содержание S и P строго ограничивается.2. Скрытые (газы) - кислород O, азот N, водород H. Газы, как правило,являются вредными (О – снижает прочность и ударную вязкость; Н –флокены, т.

е. микрополоски; N – вызывает охрупчивание стали(искл.1Х18Н10АМ2)).3. Случайные примеси, представляющие собой элементы, попадающие всталь в силу ряда случайных причин, главным образом вследствиеналичия их в шихтовых материалах.4. Легирующие или специальные элементы - преднамеренно вводимые всталь для придания ей определенных свойств.материалы, обрабатываемые ковкойСтали, применяемые для ковки и штамповки.По химическому составу стали подразделят на углеродистые и легированные.Углеродистая сталь содержит до 2 % массовой доли углерода и примеси(марганец, кремний, серу и фосфор).В зависимости от содержания углерода стали классифицируют:низкоуглеродистые — с массовой долей углерода до 0,25 %;среднеуглеродистые — с массовой долей углерода 0,26…0,6 %;высокоуглеродистые — с массовой долей углерода более 0,6 %.По назначению углеродистые стали разделяютконструкционные, инструментальные и со специальными физико-химическимисвойствами.Низко- и среднеуглеродистые стали являются конструкционными сталями,высокоуглеродистые — инструментальные.материалы, обрабатываемые ковкойПо содержанию легирующих элементов стали подразделяют:1) низколегированные — с долей легирующих элементов не более 2,5 %;2) среднелегированные — с долей легирующих элементов от 2,5 % до 10 %;3) высоколегированные — с долей легирующих элементов более 10 %.По РТМ2 МТ19-1-75 (ковка слитков из высоколегированный сталей)к высоколегированным сталям отнесены стали:1.

С суммарным содержанием (% С + легирующих):а) лег. > 4 % при С < 0,4 %;б) лег. > 2,4 % при С > 0,4 %2. С суммарным содержанием легирующих элементов менее 4%, независимоот содержания углерода, если содержание в них хотя бы одного легирующегоэлемента превышает или равно значению приведенному нижеа) Si, Mn, Cr, Ni  3 %;б) Mo, V  0,5 %;в) W  1,2 %;г) Ti  0,12 %;материалы, обрабатываемые ковкойСтали, применяемые для ковки и штамповки, подразделяют на группы:Углеродистые стали.- сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380—94).- сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050—88).- сталь инструментальная углеродистая (ГОСТ 1435—99).Легированные стали.- сталь легированная конструкционная (ГОСТ 4543—71);- сталь инструментальная легированная (ГОСТ 5950—2000)материалы, обрабатываемые ковкойСталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380—94).Массовые доли P0,04 %, S0,05 %(кроме стали БСтО, в которой P0,07 % и S0,06 %).В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик,сталь подразделяют на 3 группы:1 группа.А — сталь, поставляемая по механическим свойствам (Ст0, Ст1, …, Ст6);2 группа.Б — сталь, поставляемая по химическому составу (БСт0, БСт1, …, БСт6);3 группа.В — сталь, поставляемая по механическим свойствам и химическому составу(ВСт0, ВСт1, …, ВСт5);Изготовляют поковки для деталей, работающих с незначительныминагрузками.материалы, обрабатываемые ковкойСталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050—88).Выплавляют из более чистых шихтовых материалов, менее загрязнена.Массовые доли S0,04%; P0,035 %.Гарантированными характеристиками - одновременно химический состав имеханические свойства.Обозначение марки стали состоит из двух цифр, означающих среднеесодержание углерода в сотых долях процента.Пример: марка 45 (в среднем содержит 0,45% углерода).Пример, марка 50Г в среднем содержит 0,50% углерода и около 1% марганца.Применяют для изготовления поковок ответственных деталей машин имеханизмов.

Все поковки из углеродистых качественных сталей подвергаютпервичной термической обработке, т.е. отжигу, нормализации, или улучшению,заключающемуся в закалке с последующим высоким отпуском.материалы, обрабатываемые ковкойСталь инструментальная углеродистая (ГОСТ 1435—99).Массовая доля углерода 0,65…1,35 % СМассовые доли марганца 0,15…0,60 %, кремния 0,15…0,35 %, серы не более0,030 %, а фосфора не более 0,035 %,в высококачественной — серы не более 0,020%, а фосфора не более 0,030%.Стали выпускают марок У7, У8, У9, …, У13.Буква У означает — углеродистая инструментальная сталь, следующая за нейцифра - среднее содержание углерода в десятых долях процента.В обозначение высококачественной инструментальной стали с пониженнымсодержанием серы и фосфора в конце марки добавляют букву А (У10А).Применяют для изготовления режущего инструмента, подвергающегосяударным нагрузкам, измерительного и деформирующего металлыинструмента, рабочие части которых должны обладать высокими твердостьюи износостойкостью.материалы, обрабатываемые ковкойСталь легированная конструкционная (ГОСТ 4543—71);Поковки для ответственных деталей изготовляют из легированных сталей,обладающих повышенными механическими свойствами.В зависимости от количества вредных примесей стали могут быть:- качественными — массовая доля серы и фосфора не более 0,035%,- высококачественными (А) — не более 0,025% каждого элемента- особовысококачественными (Ш) — массовая доля серы не более 0,015%,фосфора не более 0,025% (выплавляют методом электрошлаковогопереплава)Марки сталей обозначают по буквенно-цифровой системе.Первые две цифры указывают среднюю массовую долю углерода в сотыхдолях процента, буквы — условное обозначение легирующих элементов,цифры, стоящие после букв — примерную массовую долю легирующегоэлемента в целых процентах.Отсутствие цифры после буквы означает, что в этой стали массовая доляданного легирующего элемента составляет до 1,5% (в среднем около 1%).материалы, обрабатываемые ковкойПример, марка 18ХГТ означает, что в стали в среднем 0,18% углерода, до1% хрома, до 1% марганца и до 1% титана.Марка 20ХГА — буква А обозначает высококачественную.Легирующие элементы обозначают буквами:Р — бор,Т — титан,Г — марганец,В — вольфрам,Ю — алюминий,Ф — ванадий,Н — никель,К — кобаль,С — кремний,X — хром,М — молибден,Т — титан.Марганец и кремний являются легирующими, если содержание в сталипервого — более 1 %, второго — не менее 0,8 %.материалы, обрабатываемые ковкойСталь инструментальная легированная (ГОСТ 5950—2000).Массовая доля серы и фосфора не должна превышать 0,030% (для каждого).Обозначение - первые цифры означают среднюю массовую долю углерода вдесятых долях процента, буквы — условное обозначение легирующихэлементов, цифры, стоящие после букв — примерную массовую долюлегирующего элемента в целых процентах.Стали идущие на изготовление поковок для штампов, прессформ для литьяпод давлением, режущего и измерительного инструмента, должны обладатьвысокой твердостью, хорошо сопротивляться износу и ударным нагрузкам приповышенных и высоких температурах..По назначению подразделяют на две группы:стали для режущего и измерительного инструмента;стали для штампового инструмента:- для деформирования в холодном состоянии Х12М (карбидная сталь);- для деформирования в горячем состоянии 5ХНМ, 5ХНВ 5ХГМ;- для ударного инструмента 4ХГС, 5ХВ2С, 6ХВГ.- сталь инструментальная быстрорежущая (ГОСТ 19265-73).

Р9, Р6М5материалы, обрабатываемые ковкойХимический состав высоколегированных сталей, коррозионностойких,жаростойких и жаропрочных сплавов определяет ГОСТ 5632—72.В зависимости от физико-химических свойств эти стали и сплавыподразделяют на:1) коррозионно-стойкие (нержавеющие);2) жаростойкие (окалиностойкие), обладающие стойкостью противхимического разрушения поверхности в газовых средах при температурахвыше 550° С, работающие в ненагруженном или слабонагруженномсостоянии;3) жаропрочные, способные работать в нагруженном состоянии при высокихтемпературах в течение определенного времени и обладающие достаточнойжаростойкостью.материалы, обрабатываемые ковкойДля ковки стали «кп», «пс» не используются (08кп)Для ковки используются только спокойные стали.ГОСТ 8479-79 – выбор стали для крупных слитков.Категория прочности (КП): КП20, КП40 (цифра - т[кг/мм2])КП20если D  300ммD до 800ммD  800ммКП40D до 100ммD  100мм Ст3 Ст5 Ст15, Ст35, 20Х Сталь 45 18Х2Н4МАматериалы, обрабатываемые ковкойВлияние на ковку углерода, примесей и легирующих добавок:1.

Влияние углерода C (от 0 до 2%). Определяет структуру и свойства стали:а) снижает технологическую пластичность;б) проявляет склонность к ликвации (дендритной и зональной);в) увеличивает твердость и закаливаемость стали;г) снижает теплопроводность;д) снижает способность к кузнечной сварке.2.

Фосфор P (до 0,04%):а) придает хладноломкость, т. е. высокую хрупкость при нормальнойковочной и особенно при пониженной температуре;б) повышает вр и т;в) улучшает обрабатываемость резанием (образуется хрупкая стружка).3. Сера S (до 0,06%):а) придает стали красноломкость за счет образования по границам зеренлегкоплавкой эвтектики (хрупкой при нагреве до красного каления);б) ухудшает механические свойства;в) ухудшает коррозионную стойкость;г) ухудшает свариваемость стали;д) улучшает обрабатываемость резанием.Сера S и фосфор P являются вредными примесями.материалы, обрабатываемые ковкой4. Влияние кремния Si (от 0,17 до 0,37%):а) снижает пластичность и сопротивление вязкому разрушению;б) повышает твердость, жесткость и упругость стали;в) снижает свариваемость;г) раскисляет сталь.5.