Прочностные и пластические характеристики стали

Диаграмма растяжения.

Деформацией называется, Способность материала изменять свою форму и размеры под действием приложенной нагрузки.

Различают следующие виды деформации:

1) Пластическая деформация- после снятия нагрузки образец не возвращается в свое первоначальное состояние.

2) Упругая деформация- после снятия нагрузки образец возвращается в свое первоначальное состояние.

Различают три вида испытаний.

1. Статическое испытание – нагрузка подается медленно плавно.

2. Динамическое испытание – нагрузка поддается быстро и ударно.

Циклическое испытания – нагрузка поддается попеременно(знакопеременно).

σ_ПЦ=P_a/F_o

σ_упр=P_B/F_o

σ_T= P_c/F_o

σ_В= P_B/F_o

 

Рис. 2.4. Диаграмма растяжения

Прочностные характеристики

σпц – предел пропорциональности – деформация образца прямо пропорциональна приложенной нагрузке.

σупр – предел упругости; - после снятия нагрузки образец возвещается в первоначальное положение.

σт – предел текучести – деформация образца при одной постоянной нагрузке.

σВ – временное сопротивление разрыву – максимальная нагрузка, которую может выдержать образец не разрушаясь при этом.

Основные свойства материала

Твердость – HB; HRB, HRC, HRА; НV ; Н0. [Н]

Вязкость - КС [мДж/м2]

Прочность - σпц ; σупр ; σT ; σВ [Па]

Пластичность - δ ; Ψ [%]

 

1. Какие вы знаете прочностные характеристики?

2. Прочностные характеристики. Какое характеризуют свойство материалов?

3. Нарисовать диаграмму растяжения

4. Какие вы знаете характеристики прочности?

5. Предел пропорциональности. Обозначение.

Определение. Формула. Размерность?

6. Предел упругости. Обозначение. Определение. Формула. Размерность?

7. Предел текучести. Обозначение. Определение. Формула. Размерность?

8. Временное сопротивление разрыву. Обозначение. Определение. Формула. Размерность?

9. Какие вы знаете пластические характеристики?

10. Какое свойство характеризует пластические характеристики?

11. Относительное удлинение. Обозначение. Определение. Формула. Размерность?

12. Относительное сужение. Обозначение. Определение. Формула. Размерность?

13. Какие вы знаете характеристики пластичности?

14. Что такое деформация?

15. Виды деформации и их определение.

16. Какие вы знаете испытания, и какие свойства можно определить при этом этих испытаний?

 

Классификация чугунов

 

 

Чугуны

По назначению

По структуре

П1; П2 - передельные

Л1; Л2 - литейные

Углерод в связанном состоянии в виде химического соединения Fe3C-цементита

Углерод в свободном состоянии в виде графита

БЧ- белый чугун, углерод в виде цементита Fe3C

СЧ– серый чугун, углерод пластинчатый

КЧ– ковкий чугун, углерод хлопьевидный

ВЧ– высокопрочный чугун, углерод шаровидный

I o5Goy/HpaDgKAVY1gvlL72bNYl40Bi2Jl1b4hQrh5rGbUTeSBbCaEzbd2Y6IZmtD8kZ6PCgL6Oys rXY+nMan0/F0nA7S4fF0kMZlOXg5K9LB8Sw5GZUvyqIok4+eWpJmtWCMS89ur+Mk/Tud7F7UVoEH JR/aED1FD/0Csvv/QDrM1Y9yK4q5YutLs583SDc4756ZfxuP92A//hhMfgEAAP//AwBQSwMEFAAG AAgAAAAhAOybzsLcAAAACAEAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxMj0FrwkAQhe8F/8MyhV5K3ShN SGM2IkIPPVaFXtfsNInNzobsxqT++k7xoMfH+3jzTb6ebCvO2PvGkYLFPAKBVDrTUKXgsH9/SUH4 oMno1hEq+EUP62L2kOvMuJE+8bwLleAR8plWUIfQZVL6skar/dx1SNx9u97qwLGvpOn1yOO2lcso SqTVDfGFWne4rbH82Q1WAfohXkSbN1sdPi7j89fychq7vVJPj9NmBSLgFG4w/OuzOhTsdHQDGS9a BUmavDKqII1BcH/NRwaTGGSRy/sHij8AAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEA ABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h /9YAAACUAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAUw89 UkwCAABUBAAADgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEA 7JvOwtwAAAAIAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAACmBAAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA 8wAAAK8FAAAAAA== "/>

 

Классификация стали

Углеродистые

Легированные

Конструкционные

Инструментальные У9А; У10А (С:10)

Конструкционные

Инструментальные

Стали обыкновенного качества

12Х2Н4А Упрочняемая, цементуемая

Р6М5К5 быстрорежущие

4Х5МФС; 3Х3М3Ф Штамповые

Стали

 

 

 

БСт0 – БСт5 По химическому составу

ШХ15; ШХ20СГ Шакрикоподшипниковая

С2Г3 Рессорно-пружинная

95Х18; Х20Н80Т Коррозионностойкая

ВСт0 – ВСт5 По химико-механическим свойствам

Ст0 – Ст5 по механическим свойствам

 

Х	Cr	Хром	Ф	V	Ванадий
Н	Ni	Никель	В	W	Вольфрам
Т	Ti	Титан	Ю	Al	Алюминий
С	Si	Кремний	Д	Cu	Медь
Г	Mn	Марганец	кп	Кипящая Ст
К	Co	Кобальт	сп	Спокойная Ст
М	Mo	Молибден	пс	Полуспокойная Ст

 

Сталь 30; Сталь45 качественные

 

 

 

А30 автоматные

 

 

Примечание :

1. Если одна цифра , то эта сталь обыкновенного качества и записывается Ст ; две цифры – качественная сталь – сталь .

2. «А» - в начале – автоматная ; «А» в конце – сталь высококачественная ;

3. «С (углерод)»: а) если впереди ни чего не стоит , то «С» около 1% ; б) если впереди легированного элемента одна цифра , делить на 10 ; в ) если две цифры делить на 100

4. Если X – Cr ≥10%, то сталь коррозионностойкая.

5. Только в шарикоподшипниковойстали и только содержание хрома (Х-Cr) делить на 10

6. В быстрорежущих сталях два значения Р : 1) быстрорежущая ;2) содержание вольфрама.

7. Если «С» до 0,3% , то это упрочняемая цементуемая сталь.

8..Если в стали только Г-Mn или Si-С , или и то и другое вместе, то это рессорно-пружинные стали.

 

Диаграмма состояния железа, цементит [Fe, Fe3C]

Структурные составляющие металла.

А - Аустенит - твердый раствор углерода, вгамма железе (решетка ГЦК)

Ф - Феррит - твердый раствор углерода вальфа железе (решетка ОЦК)

П - Перлит - тонкая механическая смесь феррита и цементита

Л - Ледебурит - тонкая механическая смесь аустенита и цементита

Ц - Цементит - химическое соединение железа с углеродом Fe+Cили Fe3C

Область существования структурных составляющих:

А – Т⁰С от 727⁰ до 1539⁰; "С" от 0 до 2,14%

Ф – Т⁰С от 0⁰ до 911⁰; "С" от 0 до 0,02%

П – Т⁰С от 0⁰ до 727⁰; "С" - 0,8%

Л – Т⁰С от 0⁰ до 1147⁰; "С" - 4,3%

Сталями называются сплав железа с углеродом с 2,14%

Стали могут быть:

1. Эвтектоидные стали "С" = 0,8%; область существования - П

2. Доэвтектоидные стали "С" от0% до 0,8%; область существования-Ф; Ф+Ц_III ; Ф+Ц_III +П

3. Заэвтектоидные стали "С" от 0,8% до 2,14%; область существования П+Ц_III

Чугунами называются сплав железа с углеродом где "С" от 2,14% до 6,67%

Чугуны могут быть:

1. Эвтектические чугуны "С" = 4,3%; область существования - Л

2. Доэвтектические чугуны "С" от 2,14% до 4,3%; область существования - П+Ц_II+Л

3. Заэвтектическиеот чугуны "С" от 4,3% до 6,67%; область существования П+Ц_II

Фазовая перекристаллизация

С=0,8% Эвтектоидная сталь

Нагрев:

П ->A ->A+ж.с ->ж.с.

Критические точки:

т.А1 - температура 7270 С

т.А3 - температура 727⁰ – 911⁰ С

т.Асм - температура 727⁰ – 1147⁰ С

Ликвидус - A_CD - начало кристаллизации

Солидус - A_ECF- конец кристаллизации

 

Диаграмма состояния Fe-Fe₂C

1. Начертить диаграмму железа цементит.

2. Что такое аустенит и область его существования.

3. Что такое феррит и область его существования.

4. Что такое перлит и область его существования.

5. Что такое ледебурит и область его существования.

6. Что такое цементит и область его существования.

7. Какие вы знаете твердые растворы?

8. Какие вы знаете механические смеси?

9. Какие вы знаете химические соединения?

10. Какие вы знаете сплавы?

11. Какие вы знаете структуры?

12. Определение сталей?

13. Определение чугунов?

14. Что такое ГЦК?

15. Что такое ЩЦК?

16. Углерод и структура доэвтектойдной стали?

17. Углерод и структура эвтектойдной стали?

18. Углерод и структура заэвтектойдной стали?

19. Углерод и структура эвтектической стали?

20. Углерод и структура доэвтектической стали?

21. Углерод и структура заэвтектической стали?

22. Какие вы знаете кристаллические точки и что они обозначают?

23. Фазовая перекристаллизация стали с содержанием углерода 1% при охлаждении

24. Чем отличается цементит первичный от цементита вторичного и цементита третичного?

25. Что такое Ликвиус?

26. Что такое Солидус?

 

 

1) Область устойчивого аустенита ( для стали, содержащей 0,8 % С,выше A_c1); 2) область переохлажденного аустенита; 3)Область начавшегося, но еще не закончившегося превращения A→П; 4) область закончившегося превращения A→П; 5) Область начавшегося, но еще не закончившегося мартенситного превращения (между М_н-М_к); 6)Мартенситная область ( ниже M_K)