Ответы на экзаменационные вопросы № 1-30 дисциплины "Материаловедение" (Кристаллическая структура металлов и сплавов: основные типы кристаллических решёток, примеры Ме, имеющих ОЦК и ГЦК. Композиционные материалы), страница 12

17. Рессорно-пружинные стали общего назначения.

Стали используются для изготовления рессор, пружин, аммортизаторов. Главное требование – высокий предел упругости, оптимальная твердость 45 – 49 HRC. Если твердость будет меньше будет остаточная деформация, если выше, чем 50 HRC пружина хрупкая. Необходимые свойства достигаются термообработкой на троостит, то есть проводится закалка и средний отпуск. Долговечность пружин зависит от качества поверхности - поверхность должна быть без дефектов. Срок службы пружин увеличивается за счет поверхностного наклепа. Структура должна быть однородной по всему сечению, то есть необходимо учитывать прокаливаемость. Применяемые стали содержат углерода 0,5 – 0,7%. Для мелких неответственных рессор, пружин – 65, 60С2, 70С3, 65Г, а для ответственных – 55 ХФА.

18. Шарикоподшипниковые стали.

Применяются для изготовления шариков, роликов, колец, то есть должны обладать высокой прочностью, износостойкостью, твердостью, что достигается химическим составом: содержание углерода 1 – 1,1% и термической обработкой: закалка и низкий отпуск. При закалке не должно быть выгорания углерода, следовательно нагрев в защитной среде. Легирующие элементы вводятся для повышения прокаливаемости. Чем больше подшипник, тем больше должно быть легирующих элементов – ШХ9, ШХ15, ШХ20 (хром в десятых долях). Если подшипник работает в коррозионной среде, то необходимо использовать нержавеющие стали, типа 40Х13, 95Х18.

19. Нержавеющие стали.

Сталь, стойкая к электрохимической коррозии наз. нержавеющей, к газовой коррозии – окалиностойкой.

Коррозионная стойкость зависит:

1. От электрохимического потенциала (он должен быть положительным);

2. От качества поверхности (чем выше качество, тем выше коррозионная стойкость);

3. От структуры: однофазные структуры коррозионностойкие; чем крупнее зерно, тем выше коррозионная стойкость.

Введение хрома в сталь повышает электрохимический потенциал и при его количестве 13% сталь становится нержавеющей. Термообработка зависит от назначения детали или инструмента, то есть  может быть закалка с высоким отпуском для деталей машин, закалка с низким отпуском  для инструментов, но температура нагрева под термообработку выше, чем у углеродистых сталей на 300 – 350 градусов. По хим. составу стали различают на: а) хромистые (08Х13, 10Х13, 40Х13, 15Х25Т), б) хромоникелиевые ( 12Х18Н9, 12Х18Н10Т). Титан улучшает свариваемость.

20. Легированные инструментальные стали для штампового инструмента.

а) холодная штамповка. Стали должны быть твердыми и износостойкими  для работы в автоматическом скоростном режиме; должны обладать теплостойкостью, необходимо учитывать прокаливаемость ( для больших штампов):

- для маленьких штампов – У10, У11.

- для больших штампов – Х, 9ХС, ХВГ.

- для массивных штампов – полутеплостойкие стали – Х12, Х12М, Х12Ф1.

Температура закалки этих сталей превышает температуру углеродистых сталей на 300 – 350 градусов и низкий отпуск. Для ударного инструмента желательно проводить закалку самоотпуска, так как обеспечивается постепенное снижение твердости от рабочей кромки к хвостовику.

б) Для горячей штамповки: кроме твердости, прочности, износостойкости стали должны обладать разгаростойкостью (сопротивление образованию разгарных трещин – это достигается оптимальной твердостью 44 – 49 HRC, поэтому стали содержат меньшее количество углерода и средний отпуск), так как температура обрабатывания высокая, то используется лишь полу теплостойкие и теплостойкие стали (3ХНМ, 5ХНВ).

21. Легированные инструментальные стали для измерительного и режущего инструмента.

Для изготовления измерительного инструмента типа измерительная плитка, проходная пробка, шаблон и др. используются высокоуглеродистые низколегированные стали. После закалки и низкого отпуска для длинномерного инструмента лучше использовать стали, содержащие марганец, что уменьшает коробление, увеличение легирующих элементов не допустимо, так как увеличится количество аустенита остаточного, а следовательно изменение размеров в процессе эксплуатации. Применяются стали Х, 9Х, ХВГ.