Характеристика стали марки 10 и латуни. Поверхностное упрочнение изделий из стали 10

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Сталь 10

Сталь 10 относится к качественным конструкционным углеродистым сталям. Близкими к ней по основным характеристикам являются стали марок 08, 15 и 08кп. Стали этой группы принято маркировать словом «Сталь» или его сокращением «Ст» с добавлением двузначного числа, показывающего процент содержания углерода, выраженный в сотых долях процента. То есть в стали марки Ст10 содержится около 0,1% углерода.

Сортамент стали 10 довольно широк:

- сортовой и фасонный прокат, выпускаемый согласно ГОСТов 8239-89, 8240-97, 8278-83, 8281-80, 8282-83, 8283-93, 8319.0-75, 8509-93, 8510-86, 9234-74, 105510-75, 10551-75 и других;

- листы и полосы, изготавливаемые в соответствии с нормами ГОСТов 82-70, 14918-80, 16523-97, 16523-89, 16523-70, 103-2006, 19903-90 и 14-15-176-87;

- ленты, производимые по ГОСТу 3560-73 и СТП М315-82;

- трубы и фитинги, создаваемые по нормам ГОСТов 550-75, 1060-83, 5654-76, ГОСТ 8732-78, 8734-75,10704-91 и других;

- низкоуглеродистая стальная проволока, изготавливаемая в соответствии с ГОСТом 5663-79;

- средне- и высокоуглеродистая стальная проволока, производимая по нормам ГОСТа 17305-91;

- болванки, заготовки и слябы, создаваемые по ГОСТу 3-1686-90 и ТУ 1-92-156-90.

В состав стали 10 входит от 0,07 до 0,14% углерода, от 0,17 до 0,37% кремния, от 0,35 до 0,65% марганца, не более 0,25% никеля, менее 0,04% серы, до 0,035% фосфора, не более 0,15% хлора, до 0,25% меди и не более 0,08% мышьяка.

Область применения стали марки 10 довольно широка:

- листовой прокат для холодной штамповки;

- детали, от которых требуется высокая пластичность и сохранение характеристик при температуре до +450 °С;

- детали после химико-термической обработки с высокими показателями твердости поверхности и износостойкости (втулки, винты и т. п.);

- электросварные трубы для трубчатых электронагревателей и некоторых машиностроительных изделий;

- бесшовные холоднодеформированные трубы для котлов, нефте- и пароподогревателей;

- основной слой при производстве горячекатаных двухслойных коррозинностойких листов;

- трубы для гидравлических систем автомобилей, комбайнов, тракторов, холодильников и т. п.;

- электросварные трубы, используемые для создания мотоциклов и велосипедов;

- электросварные трубы с овальным сечением, применяемые для создания деталей конструкций трансформаторов с масляным охлаждением;

- холоднокатаная лента для гибки и штамповки деталей, а также изготовления проволоки, подшипников, труб и многого другого;

- бесшовные хладостойкие горячедеформированные трубы, используемые при освоении газовых месторождений.

Сталь 10 имеет отличные характеристики свариваемости при помощи ручного дугового, автоматического дугового и контактно-точечного видов сварки. Но эти методы не подходят к деталям, прошедшим химико-термическую обработку. Их свариваемость крайне низкая.

Ковка стали 10 осуществляется при температуре 1300 °С в начале и 700 °С в конце с последующим охлаждением на воздухе. Положительным фактором является отсутствие у стали 10 чувствительности к флокенам, то есть появлению внутренних трещин.

2. Требуется произвести поверхностное упрочнение изделий из стали 10. Назначьте вид обработки, опишите технологию, происходящие в стали превращения, структуру и свойства поверхности и сердцевины изделия

Для получения необходимого комплекса эксплуатационных свойств (высокая износостойкость поверхности при достаточно высокой усталостно-изгибочной прочности) сталь 10 подвергают цементации, закалке и последующему низкому отпуску. Цементация повышает не только поверхностную твердость, но, как правило, и прочность детали. Цементацией стали называется процесс диффузионного насыщения поверхности стальных изделий углеродом при нагревании в науглероживающей среде. Назначение цементации и последующей термической обработки - придать поверхностному слою высокую твердость и износостойкость. Эти свойства достигаются обогащением поверхностного слоя стали углеродом доэвтектоидной, эвтектоидной или заэвтектоидной концентрации и последующей термической обработкой, сообщающей поверхностному слою стальных изделий структуру мартенсита или мартенсита с карбидами и небольшим количеством остаточного аустенита.

Термическая обработка заключается в газовой цементации при температуре 920 - 950єС. Структура слоя при температуре насыщения - аустенит, после медленного охлаждения в атмосфере агрегата перлит + цементит. Структура сердцевины при температуре насыщения - аустенит, после медленного охлаждения - феррит + перлит.

Для гарантированного получения мелкоигольчатого мартенсита детали после цементации охлаждают до температуры ниже температуры 600єС, а затем нагревают под закалку до температуры 800 - 820єС. Температуру нагрева под закалку выбирают для цементованного слоя. Температура AC3 для данной стали составляет 850єС. Закалку для стали 10 производят в воде.

Охлаждение в воде заготовок обеспечивает скорость охлаждения цементованного слоя выше критической. Структура поверхностного слоя после закалки - мартенсит, структура сердцевины зависит от размеров детали. Для небольших изделий получаем сквозную прокаливаемость. Структура мартенсит по всему сечению. С увеличением размеров изделия от поверхности к сердцевине получаем мартенсит троостит сорбит перлит + феррит. Низкий отпуск проводим при температуре 180 - 200єС. Более высокие температуры применять не следует, так как это приводит к снижению твердости, статической и усталостной прочности, из­носостойкости цементовано-закаленных изделий. Охлаждение после отпуска на воздухе. Структура поверхностного слоя - отпущенный мартенсит. С увеличением размеров изделия от поверхности к сердцевине получаем отпущенный мартенсит троостит сорбит перлит + феррит.

3. Латуни. Марки, составы, свойства и области применения

углеродистый сталь цементация латунь

Латунь - описание и свойства.

Хотя этот сплав имеет не такую богатую историю, как бронза, однако лом латуни была известна еще древним римлянам, которые получали ее из меди и цинковой руды. Современный способ производства - сплавление меди с чистым металлическим цинком - был открыт значительно позже: в конце 18 века. По внешнему виду латунь во многом напоминает золото, поэтому раньше из нее часто изготавливали поддельные ювелирные украшения.

Латунь представляет собой группу сплавов на основе меди и цинка, в состав которых могут входить и другие легирующие элементы, например, никель, свинец, марганец, олово, железо и т.д. По целому ряду характеристик сплав имеет более высокие показатели, чем его основание - чистая медь. В частности, это более высокая прочность и стойкость к коррозии. В то же время латунь является легкой в обработке, что позволяет выпускать изделия сложной формы и малого размера, отдельным достоинством которых является относительно низкая себестоимость. И, наконец, сплав проводит тепло и ток на порядок хуже чистой меди.

Виды латуни

В зависимости от количества легирующих элементов, сплавы из лома латуни по цене можно разделить на две группы:

Двухкомпонентные - содержат исключительно медь и цинк в различном соотношении с небольшим количеством примесей, которые маркируются литерой “Л” c обозначением доли меди в процентах;

Многокомпонентные - с включением других элементов, заглавные буквы, названия которых добавляются к маркировке.

В отдельную категорию можно выделить сплавы с высоким содержанием меди - порядка 90-97%, которые получили название “томпак”. Они обладают рядом ценных свойств, среди которых пластичность, стойкость к коррозии и антифрикционные свойства. Но главное - это привлекательный внешний вид и сходство с золотом, благодаря которому сплавы этого типа используют для изготовления фурнитуры, значков и т.д. Другие виды латуни применяются при создании различных металлических изделий. Перечень сплавов и типы изделий представлены в таблице.

Размещено на Allbest.ru