Шарикоподшипниковые стали (ШХ)

Они работают в условиях износа, больших контактных нагрузок. К ШХ сталям предъявляются высокие требования по неметаллическим включениям. ШХ стали содержат обычно углерода от 0,7 до 1%, легируются хромом, марганцем, кремнием. Производятся стали ШХ6, ШХ9, ШХ15, ШХ15СГ. Хром указывается в десятых долях процентов. Закалка – в масло с температур 840 - 860°С, выдержка при 20°С для превращения остаточного аустенита в мартенсит и отпуск при 150 - 170°С на «отпущенный мартенсит».

Подшипники, испытывающие большие динамические нагрузки, изготавливается из цементуемых сталей типа 20Х2Н4МФА, 18ХГТА с последующей цементацией и полной термической обработкой. Кислотостойкие подшипники изготавливают из сталей типа 95Х18, 95Х18Н8Г2А.

 

Инструментальные стали (ИС)

Основные требования к инструментальным сталям: сохранение режущей кромки в течении длительного времени, устойчивость против истирания, твердость более 60 HRC, высокая красностойкость. Сталь в штампах испытывает кроме того большие нагрузки на удар, изгиб, при большом нагреве и должна быть вязкая.

Инструментальные материалы делятся:

а) углеродистые стали;

б) легированные стали;

в) штамповые стали;

г) быстрорежущие стали

д) твердые сплавы.

Углеродистые инструментальные стали У7А – У13А, Х05, Х06, 65ХФ, 85ХФ и др. имеют красностойкость до 200°С. Из них делают зубила, ножницы, ножи, столярные инструменты, сверла, развертки, медицинский инструмент, мерительный инструмент.

Легированные инструментальные стали имеют повышенную прокаливаемость, красностойкость до 300 - 400°С. К ним относятся, например: 9ХС, 9ХГСВФА, ХВГ, ХВБ и многие другие. Из них изготавливают сверла, метчики, развертки, резцы, фрезы, напильники, граверный инструмент.

Штамповые стали идут на изготовление штампов, прессформ, валов. У них должны быть высокие мехсвойства при 20°С. При повышенной температуре (~400°С) они должны иметь относительно хорошую вязкость, устойчивость против износа, высокую твердость, сопротивление истиранию, высокую прокаливаемость. У них не должно быть отпускной хрупкости. К ним, например, относятся:

- 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 5ХВС, 6ХВС, и др. низколегированные стали;

- Х12, Х12ВМ, Х6ВФА, и др. хромистые стали;

- 6Х6В3МФСА, 55Х6В3СМФА, 80Х4В3М3Ф2А и др. комплексно – высоколегированные стали;

- 5ХНМА, 5ХНСВА и др. для молотовых штампов;

- Х5В2ФСА, 4Х2В5ФМ, 4Х3В2Ф2М2Л, 4Х2В8 и другие для прессового инструмента.

Быстрорежущие стали предназначены для изготовления режущего инструмента, работающего при высоких скоростях резанья. У них твердость сохраняется до 500–600°С. Микроструктура быстрореза – мелкоигольчатый легированный мартенсит и карбиды, легированные W,V,Ti,Cr. К ним относятся, например, стали Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р6М5, Р18Ф2, Р14Ф4, Р18К5Ф2, Р9К10, Р10К5Ф5 и другие. Р - означает, что сталь предназначена для режущего инструмента, следующая цифра показывает содержание вольфрама. Эти стали легируют молибденом, ванадием, кобальтом, хромом. Быстрорез закаливается с температур 1240-1280°С в масло, делается тройной отпуск при 560°С, обрабатывается холодом до минус 80°С, чтобы избавиться от остаточного аустенита.

 

Твердые сплавы (ТС)

ТС используются и работают до температур 1000^оС.

Твердость может достигать 80-85 HRC. Твердосплавные пластинки на 90-95 % состоят из карбидов, связкой является кобальт. Они бывают следующих типов:

- вольфрамовые ВК: ВК2, ВК3, ВК6, ВК8, где кобальта 2-8% остальное W и C;

- титановольфрамовые ВТК: Т5К10, Т14К8, Т15К6, где Ti -5-15%; Co- 6-10%; остальное Wи C;

- титанокобальтовые ТК: Т30К6, Т60К6, где Co – 6%; Ti – 30,60%; остальное W и C.

- титанотанталовольфрамовые: ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8 – Б и др.

В твердых сплавах часто применяются, кроме карбидов, нитриды металлов (MeN), бориды (MeB), силициды (MeC) и другие синтетические материалы эльбор, словутич и т.д.

 

Стали для холодной штамповки

В автомобильной промышленности применяют холодную штамповку из листовой стали. Обычно применяют низкоуглеродистые кипящие стали 08КП, 08ФКП, 08Ю. Для исключения деформационного старения добавляют Al и V.

Для изделий повышенной прочности применяют низколегированные феррито-мартенситные (70% - 30%) стали 09Г2С, 09Г2, 16ГФР, 12ХМ и др., которые закаливают неполной закалкой (между А_с1 – А_с3). Это дает большую экономию металла.

6 Стали со специальными свойствами

Классификация сталей со специальными свойствами

К сталям со специальными свойствами относятся следующие:

а) износостойкие;

б) нержавеющие;

в) жаропрочные и теплоустойчивые, жаростойкие;

г) с особенностями теплового расширения;

д) с особыми магнитными свойствами;

е) электротехнические стали;

ж) кислотостойкие стали;

и) криогенные стали, работающие до температур – 270°С;

к) стали и сплавы с высоким омическим сопротивлением.

 

Износостойкие стали

К износостойким сталям относятся графитизирующие стали, содержащие C – 1.3 ÷ 1.8%, Si – 0,7 ÷ 1,7%, Mn – 0,2 ÷ 0,5%.

К лучшим износостойким сталям относится сталь Гадфильда – высокомарганцовистая, содержащая от 11,5 до 15% Mn; 0,95 ÷ 1,5% C; 0,3 ÷ 1,0% Si; ≤ 0,04% S; ≤ 0,12% P. Эта сталь хорошо работает в условиях жесткого ударно – абразивного износа. Твердость при этом возрастает с 200НВ до 550 – 600НВ. При содержании фосфора более 0,05% она сильно охрупчивается. Сталь имеет мехсвойства:σв 60 – 80 кгс/мм² (600-800 Мпа); δ и Ψ = 25 – 30%; а_n = 18 – 25 кгсм/см²; КСU = 2500 кДж/м , НВ = 200 после аустенизации.

Изделия, работающие в условиях кавитационного износа изготавливают из сталей 30Х10Г10А, 0Х14Г2МА.

Наплавочные материалы – релиты и сормайты.

Релиты это – W C + WC в стальной трубке.

C1 – C – 3%; Cr – 30%; Ni – 5%; Si – 3%;

C2 – C – 1,7%; Cr – 15%; Ni – 2%; Si – 2%.