Тема 2. Виды, механические, технологические и эксплуатационные свойства конструкционных сталей

Углеродистые стали. В первую очередь необходимо изучить влияние углерода и примесей на свойства стали.

С увеличением содержания углерода изменяется структура стали, повышается ее прочность и твердость после закалки и отпуска, снижается ее пластичность и свариваемость. Марганец и кремний являются полезными примесями, а сера и фосфор – вредными.

Классификация углеродистых сталей по химическому составу, способу производства (см. раздел 1) и области применения (инструментальная и конструкционная: общего назначения, качественная и специального назначения).

Маркировка стали по ГОСТ, примеры использования в автомобилестроении.

Легированные и низколегированные стали. Влияние легирующих элементов на их свойства. Классификация легированных сталей по химическому составу (цементуемые и улучшаемые) и по назначению (конструкционные и инструментальные).

Цементуемые стали (0,1…0,3 %С) предназначены для изготовления деталей, работающих на износ и испытывающих ударные и знакопеременные нагрузки. После цементации обладают высокой поверхностной прочностью и достаточно вязкой и прочной сердцевиной.

Улучшаемые стали (0,3…0,7 %С) предназначены для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях ударных и знакопеременных нагрузок. После улучшения (закалка на мартенсит и высокий отпуск) обладают необходимой прочностью, пластичностью и вязкостью.

Характеристика сталей с особыми свойствами, их состав и маркировка по ГОСТу. Рессорно-пружинные, высоколегированные жаростойкие и жаропрочные стали.

Примеры применения легированных сталей в автомобилестроении. Возможные виды замены наиболее распространенных марок сталей.

При выборе легированных сталей необходимо иметь в виду высокую стоимость и дефицитность сталей, содержащих никель, вольфрам, молибден и кобальт.

Тема 3. Цветные металлы и сплавы

Сплавы на медной основе. Алюминиевые, цинковые и магниевые сплавы. Припои и антифрикционные сплавы. Свойства, назначение и область применения цветных сплавов.

Методические указания.

Для повышения динамических качеств автомобилей большое значение имеет максимально возможное снижение массы. Поэтому увеличивается область применения автомобильных деталей из сплавов цветных металлов.

Латунь – это сплав меди с цинком. Она прочнее, более устойчива к коррозии, чем медь. Латуни хорошо обрабатываются давлением и обладают высокими литейными свойствами. Рассмотрите влияние цинка, а затем различных примесей на свойства латуней. Ознакомьтесь с маркировкой и областью применения латуней.

Бронза – это сплав меди с оловом и другими элементами: алюминием, бериллием, кремнием, марганцем, свинцом. Бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью, хорошими литейными, высокими антифрикционными свойствами и обрабатываемостью резанием. Для придания особых свойств бронзы легируют. Например, марганец увеличивает коррозионную стойкость, никель – пластичность, железо – прочность; добавление цинка улучшает литейные свойства, а свинец – обрабатываемость резанием.

Алюминиевые сплавы подразделяют на литейные и деформируемые. Особое внимание обратите на дуралюмины и силумины. Рассмотрите механические и технологические свойства упрочняемых и неупрочняемых термической обработкой деформируемых сплавов.

При изучении магниевых сплавов обратите внимание на их достоинства и недостатки. Они очень легкие, но применение их очень ограничено вследствие малой удельной прочности, низких технологических свойств и других недостатков. Их используют для изготовления отливок ненагруженных деталей, основное требование к которым – малая масса.

Антифрикционные сплавы широко применяются в кон­струкциях автомобилей в качестве материала трущихся поверхностей вкладышей коленчатых валов двигателей и различных втулок. Это оловянистые, свинцовые и кальциевые баббиты, свинцовистые бронзы и антифрикционные сплавы на алюминиевой основе. Преимуществом сталеалюминиевых вкладышей является их прочность, хорошая теплопроводность, теплостойкость, относи­тельная дешевизна.

Припои широко применяют на авторемонтных предприятиях при пайке. В частности, серебряные припои имеют высокую механическую прочность, пластичность, электропроводность и коррозионную стойкость.