Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

по дисциплине: "Электротехническое и конструкционное материаловедение"

по теме: "Стали для холодной штамповки"

Содержание

• 1. Получение сплавов из руды
• 2. Состав сплавов с указанием марок и содержания компонентов
• 3. Структура сплавов с указанием на диаграмме состояния железо-углерод диапазона концентрации углерода в этих сплавах
• 4. Физические, механические и химические свойства сплава
• 5. Технологические свойства сплава: способность подвергаться обработке давлением, сварке, механической обработке и литью
• 6. Применение сплава в промышленности
• Список литературы


1. Получение сплавов из руды

Чистое металлическое железо получают восстановлением оксида железа Fe₂O₃ водородом при нагревании.

Когда перерабатывают руду, то сначала получают чугун, а только потом чугун переводят в сталь.

Восстановление железных руд и производство чугуна делают в доменных печах. Схему устройства доменной печи рассмотрим на рис. 1. Верхняя половина домны - это шахта, верхнее отверстие - колошник, самая широкая часть - распар, нижняя часть - горн.

Необходимые материалы: шихта - руда, которая содержит оксид железа, кокс, флюсы (плавки).

Сталь выплавляется в печах трех видов - в мартеновских регенеративных печах, бессемеровских конверторах и электропечах.

Рисунок 1. Схема устройства доменной печи и химизм доменного процесса

Мартеновская печь не действует непрерывно. Основная ее часть - ванна, куда через окна специальной машиной погружают нужные материалы. Ванна специальными ходами соединяется с регенераторами, служащими для нагрева горючих газов и воздуха, которые подаются в печь. Нагревание идет за счет продуктов горения, которые через определенные промежутки времени пропускаются сквозь регенераторы.

Доменный процесс - процесс восстановительный, а выплавка стали - окислительный, цель которой - уменьшить наличие углерода при помощи его окисления в массе металла.

Рисунок 2. Схема устройства мартеновской печи: 1, 2 - воздух; 3-чугун; 4-продукты горения

При плавке стали в открытых сталеплавильных агрегатах в конце плавки металл насыщается кислородом. Чтобы убрать влияние этого кислорода на окисление примесей, сталь раскисляют. В металл добавляют элементы раскислители, которые соединяются с кислородом намного легче, чем углерод и железо. Для раскислителей применяют кремний, марганец и алюминий. По степени раскисленности стали подразделяют на спокойные, кипящие и полуспокойные [1, 35].

Раскисление - процесс удаления из жидкого металла кислорода, который проводится, чтобы предотвратить хрупкое разрушение стали при горячей деформации.

Спокойные стали содержат мало кислорода и затвердевают спокойно, без газовыделения. Кипящие стали раскисляют только марганцем. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании, частично взаимодействуя с углеродом, удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название. Кипящие стали дешевы, их производят низкоуглеродистыми и практически без кремния (Si < 0,07 %), но они содержат повышенное количество газообразных примесей.

Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими.

2. Состав сплавов с указанием марок и содержания компонентов

Рассмотрим сталь 08кп.

Химический состав в % стали 08кп

Рассмотрим сталь 09Г 2С.

Химический состав в % стали 09Г 2С ГОСТ 5520-79

3. Структура сплавов с указанием на диаграмме состояния железо-углерод диапазона концентрации углерода в этих сплавах

На диаграмме состояния железо - углерод показывается все разнообразие превращений, которые происходят в сплавах от чистого железа до цементита, содержащего от 0 до 0,12 % углерода, при температурах от комнатной до температуры плавления железа и цементита.

Рис. 3. Диаграмма состояния системы железо-углерод (08кп; 09Г 2С)

Для стали 08кп диапазон содержания углерода 0,05-0,11.

Для стали 09Г 2С диапазон содержания углерода 0-0,12.

4. Физические, механические и химические свойства сплава

Таблица 1. Механические свойства стали 08кп в зависимости от сечения

Таблица 2. Механические свойства стали 08кп

Таблица 3. Физические свойства стали 08кп

Таблица 4. Механические свойства стали 09Г 2С при Т=20^oС

Таблица 5. Механические свойства 09Г 2С при повышенных температурах

Таблица 6. Ударная вязкость KCU (Дж/см³) при низких температурах °С

5. Технологические свойства сплава: способность подвергаться обработке давлением, сварке, механической обработке и литью

Технологические свойства стали 0,8кп.

Твердость материала: HB 10-¹ = 179 МПа

Температура ковки: °С: начала 1250, конца 800. Заготовки сечением до 300 мм охлаждаются на воздухе.

Температура критических точек: Ac₁ = 732, Ac₃(Ac_m) = 874, Ar₃(Arc_m) = 854, Ar₁ = 680.

Свариваемость материала: без ограничений, кроме химико - термически обработанных деталей; способы сварки: РДС, АДС под флюсом м газовой защитой, КТС.

Флокеночувствительность: не чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 131 и у_в=315 ч 410 МПа, К _{х тв. спл}=2,1 и К_{х б.ст}=1,65 [2, 26]

Технологические свойства 09Г 2С.

Удельный вес 09Г 2С: 7,85 г/см³

Температура критических точек: Ac₁ = 725, Ac₃(Ac_m) = 860, Ar₃(Arc_m) = 780, Ar₁ = 625

Свариваемость материала: без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и и газовой защитой, ЭШС.

Флокеночувствительность: не чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 850.

Обрабатываемость резанием: в нормализованном отпущенном состоянии д_B=520 МПа, К_{х б.ст}=1,0 К _{х тв. спл}=1,6.

Предел текучести у_0,2 МПа (по ГОСТ 5520-79) при разных температурах: 250 °С=225 МПа, 300 С=195 МПа, 350 С=175 МПа, 400 С=155 МПа.

6. Применение сплава в промышленности

Использование в промышленности сталь 09Г 2С: Чаще всего прокат из данной марки стали используется для разнообразных строительных конструкций благодаря высокой механической прочности, что позволяет использовать более тонкие элементы чем при использовании других сталей. Устойчивость свойств в широком температурном диапазоне позволяет применять детали из этой марки в диапазоне температур от -70 до +450 С. Также легкая свариваемость позволяет изготавливать из листового проката этой марки сложные конструкции для химической, нефтяной, строительной, судостроительной и других отраслей. Применяя закалку и отпуск изготавливают качественную трубопроводную арматуру. Высокая механическая устойчивость к низким температурам также позволяет с успехом применять трубы из 09Г 2С на севере страны [2, 26].

Повышенная технологическая пластичность стали 09Г 2С позволяет применять для листовой штамповки деталей достаточно сложной конфигурации, что является преимуществом этих сталей перед другими высокопрочными сталями. сплав состав свойство применение

Использование в промышленности: для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей, подвергаемых химико-термической обработке - втулок, проушин, тяг.

Список литературы

1. Фетисов Г.П. "Материаловедение и технология материалов": В 3-х т. М.: Машиностроение, 2001 г.

2. Дальский А.М. "Технология конструкционных материалов": М.: Машиностроение, 2004 г.

3. Структура и свойства подшипниковых сталей / Спектор А.Г., Зельбет Б.П., Киселёва С. А. М.: Металлургия, 1980. 264 с.

4. Электрометаллургия стали и ферросплавов / Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А., Строганов А.И., Ярцев М.А. Учебник для вузов. Изд. 2-е, переработ. И доп. М.: Металлургия. 1984. 568 с.

Размещено на Allbest.ru