- - Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали
Серые чугуны Структуры железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии Различают три группы сплавов железа с углеродом: техническое железо, стали и чугуны. Техническое железо – сплавы с содержанием углерода менее 0,02%, их... [читать подробнее].
- - Железо и сплавы на его основе. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали
Технически чистое железо, имеющее структуру феррита, не представляет особого интереса как конструкционный материал, т. к. обладает низкой прочностью и высокой пластичностью (&... [читать подробнее].
- - Влияние различных факторов на свойства стали
Старение. При температурах ниже температуры образования феррита растворимость углерода ничтожна, но все же в небольшом количестве он остается. При благоприятных обстоятельствах углерод выделяется, располагается между зернами феррита и группируется у различных... [читать подробнее].
- - Влияние различных факторов на свойства стали
Старение. При температурах ниже температуры образования феррита растворимость углерода ничтожна, но все же в небольшом количестве он остается. При благоприятных обстоятельствах углерод выделяется, располагается между зернами феррита и группируется у различных... [читать подробнее].
- - При закалке и отпуске на свойства стали)
В предыдущей теме 2.1 был сделан важный вывод о том, что механические свойства углеродистых сталей определяются количеством содержащегося в них углерода. Свойства стали с данным содержанием углерода могут изменяться в широких пределах в результате термической... [читать подробнее].
- - Основное влияние на свойства стали оказывает температура отпуска. Различают три вида отпуска.
Низкотемпературный (низкий) отпуск проводят при нагреве до 250° С. При этом снижаются закалочные макронапряжения, мартенсит закалки переходит в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость без заметного снижения твердости. Закаленная сталь (0,6... [читать подробнее].
- - Влияние углерода и постоянных примесей на структуру и свойства стали
Углеродистые и легированные стали. Строение и свойства сталей Лекция №7 Тема: УГЛЕРОДИСТЫЕ И ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА СТАЛЕЙ. ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДА И ПОСТОЯННЫХ ПРИМЕСЕЙ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАЛИ. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ ПО СОСТАВУ, КАЧЕСТВУ И... [читать подробнее].
- - Влияние легирующих элементов на свойства стали.
Ш - шарикоподшипниковые хромистые стали ШХ6, ШХ9, ШХ15. Стали узкого применения Особо высококачествкнные. Стали выпускают 1)качественные, 2)высококачественные и Классификация по... [читать подробнее].
- - Технологические свойства стали. Свариваемость и штампуемость
Свариваемость - свойство металла или сочетание металлов при установленной технологии сварки образовывать соединения, отвечающие обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия требованиям. Свариваемость зависит, с одной стороны, от материала, технологии сварки,... [читать подробнее].
- - Рекристаллизации на структуру и свойства стали
Цель работы: изучить влияние холодной пластической деформации на структуру и свойства (твердость) малоуглеродистой стали; изучить влияние температуры нагрева на структуру и свойства (твердость) холоднодеформированной малоуглеродистой стали. Приборы и оборудование:... [читать подробнее].
Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Стали свойство
Свойства стали.
Количество просмотров публикации Свойства стали. - 216
Среди физических свойств стали:
Истинная плотность7850-7900кг/м3,
Теплопроводность высокая,
Температура плавления –температура, при которой сталь из твердо-го состояния переходит в жидкое, температура плавления железа -1535°С: но при введении в его состав углерода и других элементов она изменяется
Механические свойства стали
Характеризуются пределом прочности при растяжении. Пределом текучести, относительным удлинением, твердостью и ударной вязкостью.
Испытание стали на растяжение с одновременной оценкой ее упругости, производят на образцах в форме стержня круглого или прямоугольного сечения. Для этого используют разрывные машины, снабженные приспособлением для записи диаграммы растяжения образца. По вертикальной оси диаграммы откладывают растягивающую нагрузку, а по горизонтальной – соответствующее приращение длины образца ( смотри рис. 5.5.1)
На диаграмме растяжения прямой участок (от начала координат до точки 1) показывает, что удлинение Δl испытуемого образца прямо пропорционально приложенной нагрузке Р1. Максимальное напряжение, при котором сохраняется прямая пропорциональность между удлинением образца и приложенной нагрузкой, принято называть пределом пропорциональности (σпр).
Деформации образца, в котором напряжения не превышают предел
Рис5.5.1
пропорциональности, являются упругими, и при снятии нагрузки восстанавливается первоначальная длина образца. При незначительном повышении нагрузки до P2 (точка 2) образец начинает вытягиваться ( сталь ʼʼтечетʼʼ), хотя нагрузка остается постоянной, что соответствует горизонтальной площадке на диаграмме. Напряжение, при котором появляется текучесть стали, принято называть пределом текучести (σт). Образец приобретает остаточные деформации, т. Е. деформации, остающиеся в образце после снятия нагрузки.
При дальнейшем увеличении нагрузки до Р3, наступает разрыв образца (точка 3). Максимально достигнутое при этом напряжение в образце, принято называть пределом прочности стали (σp), Мпа, который вычисляют по формуле:
σр=P/А0,
где P – наибольшая нагрузка, Н;
Ао – первоначальная площадь поперечного сечения образца, м2.
Относительное удлинение образца при испытании на разрыв, характеризует пластичность стали, т. е способность приобретать значительные остаточные деформации без разрывов и трещин. Относительное удлинение ε(%), определяют по формуле:
ε=(l1 – l0)/l0
где lо –расчетная (начальная) длина образца, мм;
l1- длина образца после разрыва, мм.
Испытание на растяжение является основным при оценке механических свойств стали, применяемых в строительстве.
Твердость – способность стали сопротивляться вдавливанию в нее других, более твердых тел ( к примеру, алмазного конуса или стального шарика).
Ударная вязкость - свойство стали противостоять динамическим
(ударным) нагрузкам. Ее величина определяется количеством работы, крайне важно й для разрушения стального образца на маятниковом копре.
Среди химических свойств стали наиболее важным является коррозионная стойкость, которая характеризует способность стали сопротивляться разрушающему действию окружающей среды.
Термическая обработка улучшает физико-механические свойства стали. Различают следующие виды термической обработки стали: закалку, отпуск, отжиг, нормализацию.
Закалка состоит в нагреве стали до 800-900 °С и быстром охлаждении ее в воде или масле.
Закалка увеличивает прочность и твердость стали, но снижает ударную вязкость.
Отпуск закаленной стали – медленный ее нагрев до 200-350 °С, выдержка при этой температуре с последующим медленным охлаждением на воздухе.
При отпуске стали снижается твердость, но повышается вязкость.
Отжиг – нагрев стали до определенной температуры, выдержка и медленное охлаждение в печи. Отжигают сталь для снижения твердости и повышения ее вязкости.
Нормализация стали – разновидность отжига, состоящая из нагрева ее до температуры ниже температуры закалки, выдержки при этой температуре и охлаждения на воздухе. Нормализация повышает твердость, прочность и ударную вязкость стали.
Читайте также
referatwork.ru
Основное свойство - сталь - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Основное свойство - сталь
Cтраница 1
Основные свойства сталей: 1) высокая теплостойкость, определяющая сопротивление стали пластической деформации, смятию при нагреве и характеризующаяся пределом текучести сталей при температурах деформирования; теплостойкость чаще всего условно определяется температурой четырехчасового отпуска, после которого твердость стали составляет HRC 45; 2) высокая вязкость, определяющая сопротивление стали хрупкому разрушению, которое проявляется в образовании макротрещин и трещин разгара; характеризуется, чаще всего, ударной вязкостью; 3) окалиностойкоеть и сопротивление коррозии под напряжением, характеризующие сопротивление стали износу, протекающему в результате образования окалины и химического взаимодействия штампа и обрабатываемого материала. [1]
Основные свойства сталей: 1) высокая твердость, которая является необходимым условием осуществления процесса холодной штамповки и определяет сопротивление стали пластической деформации; необходима твердость не менее HRC 56 - 60; 2) достаточная прочность и вязкость в сочетании с высокой твердостью, повышающие сопротивление стали хрупкому разрушению и усталости; 3) теплостойкость не менее 400 - 500 С, определяющая сопротивление [ стали смятию и пластической деформации при тяжелых условиях штамповки. [2]
По основным свойствам стали классифицируют, чтобы определить эксплуатационные свойства, в наиболее полной мере отвечающие требованиям потребителей. Такую классификацию используют в стандартах большинства технически развитых стран. [3]
В табл. 20 даны основные свойства наиболее употребительных сталей. [4]
Углерод является основным химическим элементом, определяющим основные свойства стали. С увеличением содержания углерода в стали возрастают твердость, временное сопротивление разрыву и предел текучести, но ухудшается ее свариваемость, снижаются пластичность и ударная вязкость. [5]
При разработке указанных направлений учитывается, чтр основные свойства сталей цепного производства определяются, о одной стороны, их химическим составом, в первую очередь, содержанием углерода и легирующих элементов и, с другой стороны, той общей и тонкой структурой, какую имел сплав в готовом изделии. [6]
В отечественной практике нашли применение стали типа ОЗХ18Н11, и ОЗХ18АН11, аналогичные по основным свойствам стали типа 12 X18Н ЮТ. В сталь ОЗХ18АН11 введен азот в количестве до 0 15 %, который, не оказывая отрицательного влияния на коррозионную стойкость стали, компенсирует снижение прочности вследствие уменьшения содержания углерода. [7]
Слесарь-вентиляционник 3-го разряда должен уметь выполнять простые слесарные работы по сборке воздуховодов, подготовлять оборудование к монтажу, знать сортамент и основные свойства стали и других материалов, из которых изготовляют элементы вентиляционных систем, типы креплений воздуховодов и фасонных частей, выполнять различные операции ручной обработки листовой и профильной стали, изготовлять прямоугольные фланцы из уголковой стали. [8]
Хотя в некоторых случаях в технике нельзя провести резкую грань между классами строительной, конструкционной и инструментальной стали, однако классификация по применению является более характерной, так как позволяет лучше отметить основные свойства стали различных марок. Поэтому ниже принята классификация по применению. [9]
Должен знать: основы металлографии; физико-химические свойства металлов; принцип применяемых теплоизмерительных приборов; порядок изготовления макро - и микрошлифов и реактивов для травления; основы термической обработки стали, чугуна, а также цветных металлов и сплавов, используемых на предприятии; технологические процессы термической и химико-термической обработок вышеуказанных материалов; основные свойства сталей и цветных металлов и сплавов; определение величины зерна, зон цементации, азотирования, сульфи-дирования и пр. [10]
Должен знать: устройство и принцип работы холодильной камеры; процесс обработки деталей и изделий холодом; свойства охлаждающего жидкого газа; условия его транспортировки, хранения и правила обращения с ним; номенклатуру деталей и изделий, подвергающихся обработке холодом, и предъявляемые к ним требования по техническим условиям; влияние и продолжительность действия низкой температуры на изделия; основные свойства сталей, обрабатываемых холодом. [11]
Должен знать: устройство пламенных, газовых, индукционных, электрических, вакуумных ( камерных, шахтных, конвейерных, агрегатных и др.) печей; назначение и устройство откачной системы вакуумной печи, водородной установки; охлаждающие жидкости и правила их применения в зависимости от температуры нагрева и марки стали; основы химико-термической обработки металлов в пределах выполняемой работы; правила выбора режима термической обработки деталей и инструмента средней сложности из углеродистых и легированных сталей; основные свойства сталей различных марок, цветных металлов и их сплавов, технологическую схему и способы регулирования процесса отжига в водородной среде; физико-химические свойства хромоникеле-вого катализатора и способы обращения с ним; способы закалки деталей на однотипных закалочных прессах, закалочных машинах; способы закалки и охлаждения молетов; температурные режимы при закалке и охлаждении молетов для получения требуемой твердости; правила обращения с электроприборами при закалке молетов в электропечи; назначение, принцип работы и правила применения различных приборов ( механических, электрических, оптических) при термообработке; правила цементации деталей, цементующие вещества и способы-определения глубины слоя цементации; методы правки изделий после закалки. [12]
Основные свойства стали определяются содержанием ее главной примеси - углерода. Взаимодействие углерода с а - или у-модификациямп железа приводит к образованию железоуглеродистых сплавов, различных по строению п свойствам. Построение диаграммы состояния железо-цементит ( Fe - FesC) дает представление о температурных и концентрационных границах существования этих сплавов. [13]
Основные свойства стали определяются содержанием ее главной примеси - углерода. Взаимодействие углерода с а - или у-модификациями железа приводит к образованию железоуглеродистых сплавов, различных по строению и свойствам. Построение диаграммы состояния железо-цементит ( Fe - Fe3G) дает представление о температурных и концентрационных границах существования этих сплавов. [14]
Под высоколегир о в а н н ы м стальным литьем подразумевают литье, содержащее более 5 % ведущего легирующего элемента, а суммарно выше 8 - 10 % легирующих добавок. Основным свойством сталей этого типа является устойчивость против коррозии и действия высоких температур. К числу таких сталей относятся хромоникелевые ( 18 % хрома и 8 % никеля), хромистые ( 20 % хрома) и ряд других. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Механические свойства стали
Без сомнения наиболее важными свойствами сталей, благодаря которым они находят такое широкое применение, являются их механические свойства. Эти свойства включают комбинацию очень высокой прочности со способностью к значительному изменению формы, например, пластическому прогибу, перед окончательным разрушением. Чтобы характеризовать прочность и пластичность (меру пластического прогиба) сталей и других металлов разработаны различные методы испытаний.
Прочность сталей
Механические свойства сталей, как и других металлических материалов, чаще всего определяются с помощью испытания на растяжение. Испытание на растяжение заключается в приложении растягивающего усилия к образцу – чаще всего, в виде стержня – и измерении изменения длины образца при увеличении прилагаемого усилия (рисунок 1). Образец вырезают из интересующего материала или изделия. Результат испытания представляет собой диаграмму растяжения — график, на котором по вертикали откладывается напряжение (усилие на единицу площади образца), а по горизонтали – деформация (относительное изменение длины образца).
Рисунок 1 – Диаграмма напряжение-деформацияпри испытании образца на растяжение
При малых деформациях стержень ведет себя упруго – он «отпружинивает» обратно к своей исходной длине, если приложенные напряжения снимают. При напряжении выше величины, которую называют пределом текучести, стержень начинает деформироваться пластически. Это значит, что после снятия прилагаемых напряжений стержень уже не возвращается к своей исходной длине, а получает необратимое удлинение. Путем растяжения стержня до разрушения находят максимальное напряжение на диаграмме растяжения. Это максимальное напряжение называют прочностью при растяжении или временным сопротивлением растяжению материала, из которого был изготовлен образец.
Пластичность сталей
Если при простом испытании на изгиб металл разрушается только после большого пластического прогиба, то его считают пластичным. Если такого прогиба нет совсем или он незначительный – материал называют хрупким. Хорошая пластичность металла проявляется при испытании на растяжение высокой величиной удлинения образца и/или его сужения. Удлинение выражает в процентах увеличение длины образца после разрушения к его исходной длине (см. рисунок 1). Аналогично сужение выражает в процентах уменьшение площади образца по сравнению с его исходной площадью (рисунок 2).
Рисунок 2 – Диаграмма растяжения для хрупкого и пластичного металлов
Чаще всего механические свойства сталей в целом оценивают по трем показателям: пределу прочности, пределу текучести и удлинению. Пределы прочности и пластичности обычно выражают в мегапаскалях (МПа), удлинение – в процентах (%). Практически всегда с увеличением прочности металла или сплава его пластичность снижается.
Твердость сталей
При испытаниях на твердость механические свойства сталей оценивают путем внедрения в него при заданном усилии твердого материала, так называемого индентора (рисунок 3). Часто такой индентор изготавливают из алмаза. В результате испытания в материале образуется отпечаток – по его размерам судят от твердости стали: в испытании по Роквеллу — по глубине отпечатка, в испытаниях по Бриннелю и Викерсу – по его ширине.
Рисунок 3 – Схема испытания на твердость и его основные характеристики
Соотношение прочности и твердости сталей
В закаленных и отпущенных сталях наблюдается хорошая корреляция между пределом прочности и твердостью – по твердости можно оценивать прочность и наоборот. Для термически упрочненных сталей твердость 45 HRC и выше является обычным делом. Твердость 45 HRC соответствует прочности при растяжении 1480 МПа. Если сравнить это с самыми прочными промышленными сплавами алюминия, меди и титана, которые грубо имеют прочность соответственно 570, 1220 и 1350 МПа, то станет ясно, что сталь прочнее всех этих материалов.
Вязкость сталей
Важным механическим свойством стали является ее вязкость. Обычно термин вязкость применяют, как меру способности металла разрушаться нехрупко.
Характер разрушения – хрупкий или пластичный – хорошо рассматривать на примере ферритных сталей. Все металлы с объемноцентрированной кубической атомной решеткой – как и ферритные стали – имеют один общий недостаток. Они разрушаются хрупко при низких температурах, тогда как при достаточно высоких температурах разрушаются нормально – пластически. Температура перехода от пластического разрушения к хрупкому называется температурой вязко-хрупкого перехода. Она определяется как температура, ниже которой происходит хрупкое разрушение. Температуру хрупкого перехода можно в принципе определять испытанием на растяжение, но при одноосном растяжении ее величина значительно ниже, чем та, которую наблюдают в сложных стальных деталях. Опыт показал, что испытания на ударную вязкость по методу Шарпи намного лучше согласуются с опытными данными по хрупкому разрушению сложных деталей. Схема метода испытания на ударную вязкость по Шарпи показана на рисунке 4.
Рисунок 4 – Схема ударного испытания по методу Шарпи
Усталость сталей
Усталостное разрушение – это тип разрушения, который происходит в металлических деталях, которые подвергаются циклическим нагрузкам.
Рассмотрим ось на колесах, на которую «давит» довольно тяжелый груз. Это груз вызывает изгиб в центре в точке посередине между колесами, как показано схематически на рисунке 5.
Рисунок 5 – Смена сжимающих и растягивающих напряженияна поверхности вращающейся оси
Этот изгиб заставляет металл растягиваться в точке Т и сжиматься в точке С. Другими словами это означает, что в точке Т металл подвергается растягивающим напряжениям, а в точке С – сжимающим. Поэтому, поскольку ось вращается каждая точка посередине оси подвергается циклическим напряжениям – растягивающим, когда она находится внизу и сжимающим, когда вверху.
В хорошо спроектированной оси максимальные растягивающие напряжения будут далеко ниже предела текучести и все деформации, которые происходят на поверхности металла во время вращения, будут в упругой области, как это показано в нижней части рисунка 5.
Однако, если на поверхности металла есть маленькая царапина, то в этом месте поверхности возникает так называемая концентрация напряжений. Если величина напряжений в этой точке будет превышать предел текучести, то здесь может зародиться трещина. Каждый раз, когда ось делает оборот, эта трещина будет расти, пока не станет достаточно большой, чтобы привести к разрушению оси. Этот процесс называют усталостным разрушением или усталостью сталей. Способность стали сопротивляться циклическим напряжениях называют усталостной прочностью или циклической прочностью. Усталостные разрушения происходят в металлических деталях, которые подвергаются циклическим напряжениям, таких как вращающиеся детали, клапаны, пружины, а также вибрирующие детали, такие как самолетные крылья.
Источник: John D. Verhoeven, Steel Metallurgy for Non-Metallurgists, 2007
steel-guide.ru
Стали, их свойства | svarnoy.info
Сталью называются сплавы железа с углеродом и другими элементами, содержащие менее 2,14 % С.
Стали широко применяются во всех сферах жизнедеятельности человека. В промышленности сталь является основным материалом, широко применяемым в машиностроении, а также для изготовления различного инструмента. Она сравнительно недорога; обладает ценным комплексом механических, физико-химических и технологических свойств; производится в больших количествах.
Основными характеристиками механических свойств металлов являются: прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость.
Прочность металла или сплава — это его способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил (нагрузок). В зависимости от характера действия этих сил различают прочность на растяжение, сжатие, изгиб и кручение, а также усталость металлов.
Для испытания на растяжение из металла или сплава изготовляют образцы, форма и размеры которых установлены ГОСТом. Испытание прочности труб и проволоки производится в натуральном виде, т.е. без изготовления образцов. Испытание производится на разрывных машинах.
Наибольшая нагрузка Рв, когда образец металла начинает сужаться (образуется шейка), называется нагрузкой предела прочности при растяжении, а напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, называется пределом прочности при растяжении — ?в и определяется как отношение наибольшей нагрузки Рв к первоначальной площади поперечного сечения образца Fo т. е.
где Рв — наибольшая нагрузка, при которой образец разрушается, кг; Fo — площадь поперечного сечения образца до разрыва, мм2.
Пластичность — это способность металла, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять измененную форму после снятия нагрузки.
Пластичность металлов определяется также при испытании на растяжение. По величине удлинения образца и величине уменьшения его поперечного сечения судят о пластичности материала. Чем больше удлиняется образец, тем более пластичен металл. Пластичные металлы и сплавы хорошо подвергаются обработке давлением.
Характеристикой пластичности металлов является предел текучести, ?T относительное удлинение и относительное сужение
где Рт — нагрузка, при которой начинают изменяться форма и размеры образца.
Относительным удлинением ? называется отношение величины приращения длины образца после разрыва к его первоначальной длине, выраженное в процентах:
где l1 — длина после разрыва, мм; l0 — первоначальная длина расчетной части образца, мм.
Относительное сужение ? — отношение уменьшения к первоначальной площади его поперечного сечения, выраженное в процентах:
где F0— площадь поперечного сечения образца до начала испытания, мм2; F1 — площадь поперечного сечения в месте разрыва образца после испытания, мм2.
Ударная вязкость — это способность металлов и сплавов оказывать сопротивление действию ударных нагрузок.
Для испытания материала на ударную вязкость изготовляют стандартные образцы с надрезом в виде брусков с квадратным сечением и определенных размеров. Испытания проводят на специальном устройстве, называемом маятниковый копер. Маятник с закрепленным грузом массой 10, 15 и 30 кг поднимают на определенную высоту и закрепляют в этом положении защелкой. После освобождения маятник падает и производит удар по образцу со стороны, противоположной надрезу.
Разрушение образцов имеет различный характер. У хрупких металлов образцы разрушаются без изменения формы, у вязких металлов они подвергаются значительному изгибу в месте излома. Ударная вязкость является важной характеристикой материала деталей, которые в процессе работы того или иного механизма испытывают кратковременную ударную нагрузку (например, коленчатые валы двигателей, валы и шестерни коробок передач, полуоси колес и др.). Вязкость — свойство, противоположное хрупкости.
Твердость — это свойство металла оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела, не получающего остаточных деформаций.
Твердость тесно связана с такими важными характеристиками металлов и сплавов, как прочность, износоустойчивость.
Есть несколько методов определения твердости (рис. 1), наиболее широкое распространение получили следующие:
— вдавливание шарика из твердой стали (метод Бринелля) НВ;
— вдавливание вершины алмазного конуса или стального шарика (метод Роквелла) НRс;
— вдавливание вершины алмазной пирамиды (метод Виккерса) НV.
Рис 1 .Определение твердости металлов методами:Бринелля (а) Роквелла (б) Виккерса(в)
svarnoy.info
Свойства сталей - Металлы и металлические изделия
Свойства сталей
Сталь наряду с бетонами — главнейший конструкционный материал. Широкому использованию в строительстве сталь обязана высоким физико-механическим показателям, технологичности (возможности получения из нее конструкций различными методами) и большими объемами производства. Ниже рассмотрены основные технические характеристики стали и приведены числовые значения некоторых характеристик сталей различного состава и строения.
Плотность стали — 7850 кг/м , что приблизительно в 3 раза выше плотности каменных материалов (например, обычный тяжелый бетон имеет плотность 2400 ± 50 кг/м).
Прочностные и деформативные свойства стали обычно определяются испытанием стали на растяжение. При этом строится диаграмма «напряжение — деформация». Сталь, как и другие металлы, ведет себя как упругопластичный материал. В начале испытаний деформации у стали пропорциональны напряжениям. Максимальное напряжение, при котором сохраняется эта зависимость, называют пределом пропорциональности ау (при этом напряжении остаточные деформации не должны превышать 0,05 %).
При дальнейшем повышении напряжения начинает проявляться текучесть стали — быстрый рост деформаций при небольшом подъеме напряжений. Напряжение, соответствующее началу течения, называют пределом текучести ат.
Затем наступает некоторое замедление роста деформаций при подъеме напряжений («временное упрочнение»), после чего наступает разрушение образца, называемое временным сопротивлением ав, что является фактическим пределом прочности стали (Rp).
Рис. 7.2. Диаграмма испытания стали (1 — низкоуглеродистой; 2 — высокоуглеродистой) на растяжение
Испытание на растяжение является основным при оценке механических свойств сталей. Модуль упругости стали составляет 2,1 * 105 МПа.
Твердость сталей определяют на твердомерах Бринелля (НВ) или Роквелла (HR) по величине вдавливания индентера (закаленного шарика или алмазной пирамидки) в испытуемую сталь. Твердость вычисляют в МПа с указанием метода испытаний. Твердость поверхности стали можно повышать специальной обработкой (например, цементацией — насыщением поверхностного слоя стали углеродом или закалкой токами высокой частоты).
Ударная вязкость — свойство стали противостоять динамическим (ударным) нагрузкам. Ее значение определяют по величине работы, необходимой для разрушения образца на маятниковом копре. Ударная вязкость зависит от состава стали, наличия легирующих элементов и заметно меняется при изменении температуры. Так, у СтЗ ударная вязкость при +20 °С составляет 0,5… 1 МДж/м2, а при -20 °С – 0,3…0,5 МДж/м2.
Технологические свойства стали показывают ее способность принимать определенные деформации, аналогичные тем, которые стальное изделие будет иметь при дальнейшей обработке или в условиях эксплуатации. Для строительных сталей чаще всего производят пробу на холодный загиб.
При испытании на загиб (рис. 7.3) определяются не усилия для осуществления деформации, а условия (угол загиба, диаметр оправки), при которых возможно протекание деформации без нарушения сплошности образца (т. е. без появления трещин и расслоения). Чем пластичнее сталь, тем меньше диаметр оправки при испытаниях (см. табл. 7.2).
Для стальной проволоки подобные испытания проводятся на установке, позволяющей перегибать проволоку на заданный угол. Мерой пластичности служит число перегибов проволоки до разрушения.
Рис. 7.3. Схема испытаний на загиб: а — исходное положение; 6 — загиб на 180° с оправкой; в — загиб на 180° без оправки
Теплотехнические свойства сталей в малой степени зависят от ее состава.
Теплопроводность стали, как и всех металлов, очень высока и составляет около 70 Вт/(м * К), т. е. в 50…70 раз выше, чем у бетона.
Коэффициент линейного термического расширения стали составляет 10 * 10-6 К-1, т. е. практически равен КЛТР бетона.
Температура плавления стали зависит от ее состава и для обычных углеродистых сталей находится в пределах 1500…1300 °С (чугун с содержанием углерода 4,3 % плавится при 1150 °С).
Температуроустойчивость стали связана с тем, что при нагревании в ней происходят полиморфные превращения, приводящие к снижению прочности. Небольшая потеря прочности наблюдается уже при нагреве выше 200 °С; после достижения температуры 500…600 °С обычные стали становятся мягкими и резко теряют прочность. Поэтому стальные конструкции не огнестойки и их необходимо защищать от действия огня, например, оштукатуриванием цементными растворами или созданием теплоизоляционных негорючих покрытий.
Читать далее:Коррозия металлов и способы защиты от нееЦветные металлы и сплавыСоединение стальных конструкцийСтальная арматураСтальной прокат и стальные конструкцииТермическая обработка сталиУглеродистые и легированные сталиОсновы технологии черных металловСтроение и свойства железоуглеродистых сплавовОбщие сведения о металлах и сплавах
stroy-server.ru
Изменение - свойство - сталь
Изменение - свойство - сталь
Cтраница 4
Легирующие элементы в большинстве своем изменяют состав и свойства фаз, существующих в углеродистой стали - феррита, карбидов, сульфидов и др., и ( или) образуют новые фазы с железом или с другими легирующими элементами и содержащимися в стали примесями - углеродом, кислородом, серой, фосфором, азотом и др. Изменение же состава и количества фаз вызывает важные прямые или косвенные изменения свойств стали. [46]
При деформации стали в холодном состоянии происходит ее нлклеп: сталь становится более жесткой, ее пластичность резко падает, а твердость и особенно упругость значительно возрастают. Изменение свойств стали при холодной пластической деформации объясняется изменениями в ее строении. Вначале, при малых степенях деформации ( вытяжки, обжатия) происходит только искажение кристаллической решетки. При больших степенях деформации в отдельных зернах происходят сдвиги одной части зерна по отношению к другой. Постепенно сдвигообразование захватывает все большее и большее количество зерен. [47]
В результате закалки механические свойства стали с содержанием углерода 0 5 % и выше резко изменяются. Изменения свойств стали, содержащей менее 0 3 % углерода, незначительны, поэтому стали Ст. Эти стали, как иногда говорят, не принимают закалки. [48]
Присутствие в стали ванадия, ниобия, титана способствует повышению прочности, уменьшению склонности к перегреву, степени разрушения при отпуске. Изменение свойств сталей при легировании обусловлено выделением высокодисперсных карбидных и нитрид-ных фаз указанных элементов в процессе термической обработки. Эффективность использования указанных легирующих элементов; во многом зависит от полноты перехода их в аустенит при растворении карбидов во время нагрева. [49]
В результате закалки механические свойства стали с содержанием углерода 0 5 % и выше резко изменяются. Изменения свойств стали, содержащей менее 0 3 % углерода, незначительны, поэтому стали Ст. Эти стали, как иногда говорят, не принимают закалки. [50]
В сталях, особенно в кипящих низкоуглеродистых, наблюдается иногда изменение механических свойств с течением времени, заключающееся в повышении предела текучести ( с сохранением или даже увеличением площадки текучести), предела прочности и уменьшении пластичности и главным образом ударной вязкости. Такое изменение свойств сталей носит название старения. Особенно интенсивно протекает старение после наклепа. Нагрев деформированного металла до температуры 100 - 250 ускоряет процесс старения. [51]
Термической обработкой стали называется специальная тепловая обработка, приводящая к, изменению ее физико-механических и физико-химических свойств, определяющих технологические и эксплуатационные свойства стальных заготовок и изделий. Это изменение свойств стали происходит в результате изменений ее структуры под действием разных температурных условий. [52]
Действительно, если возьмем деталь диаметром 240 мм, то при сквозной закалке, которая обеспечивается совместным легированием стали хромом, никелем и молибденом ( сталь ЗОХНЗМ), механические свойства по всему сечению будут пример но одинаковыми ( фиг. Схема изменения свойств стали по сечению, приведенная ранее ( см. фиг. [53]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Физические свойства стали - Исходные материалы и их подготовка
К физическим свойствам стали относятся плотность (удельный вес), теплоемкость, теплопроводность, электропроводность и др. Первые три из перечисленных свойств имеют важное значение для кузнечноштамповочного производства.
Удельный вес стали — это вес 1 см3 стали в граммах. Он изменяется в зависимости от химического состава стали и в среднем принят равным 7,86 Г/см3 [7,86103 кГ/м3].
Теплоемкостью называется количество тепла, необходимое для нагревания 1 Г металла на 1°С. Она влияет на проникновение тепла от поверхности заготовки к сердцевине.Теплопроводностью называется свойство материалов передавать тепло от одной нагретой части к другой, менее нагретой. Знание этого свойства передачи тепла от поверхности до сердцевины заготовки необходимо для определения продолжительности нагрева металла перед ковкой.
К механическим свойствам стали относятся: прочность, твердость, вязкость, пластичность, упругость и выносливость.
Прочностью называется способность металла сопротивляться разрушению (сохранять связь между частицами) при воздействии внешних сил.
Твердостью называется способность металла сопротивляться вдавливанию (проникновению) в него других, более твердых тел. Твердость стали определяется методом вдавливания в нее шарика или конуса специальных приборов. Чем тверже сталь, тем меньше диаметр отпечатка шарика на поверхности испытуемого образца или меньше глубина проникновения конуса при одинаковых нагрузках.
Вязкость (ударная) — это способность металла оказывать сопротивление ударным нагрузкам, не разрушаясь.
Пластичностью называется способность металла изменять ; без разрушения свою форму под воздействием внешних сил и сохранять принятую новую форму после прекращения действия внешних сил.
Упругостью называется свойство материала изменять форму под действием внешних сил и возвращаться к первоначальной форме после прекращения действия внешних сил.
Выносливостью называется способность металла выдерживать, не разрушаясь, различные эксплуатационные многократные нагрузки, в том числе и знакопеременные, т. е. нагрузки, непрерывно меняющиеся по величине и направлению.
«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий
Газообразное топливо является самым удобным из всех видов топлива для сжигания в нагревательных печах. Легкая смешиваемость газа с воздухом и возможность их подогрева перед сжиганием создают благоприятные условия в рабочей камере печи для полного сгорания топлива почти без избытка воздуха. При работе печи на газообразном топливе возможна полная автоматизация процесса. Газообразное топливо бывает природным и…
Важным фактором, влияющим на качество поковок, является режим охлаждения их после ковки. При быстром нерегулируемом охлаждении, сталей, особенно низкопластичных (легированных), в поверхностных слоях поковки, начиная от 700° С и ниже возникают растягивающие тепловые напряжения, а также так называемые структурные напряжения, которые могут вызвать появление внутренних и наружных трещин и флокенов. Поэтому по окончании ковки рекомендуется…
Нагрев заготовки при горячей обработке металлов давлением необходим для повышения пластичности, а следовательно, и ковкости материала. Пластичность характеризуется величиной уменьшения высоты образца до появления трещин, вязкостью при ударных нагрузках и относительным удлинением образца при разрыве. Ковкостью называется способность металла при высокой пластичности оказывать незначительное сопротивление деформированию. Пластичность и ковкость в значительной степени зависят от температуры…
При нагреве большинства даже самых прочных углеродистых и конструкционных сталей до температуры 1000° С пластичность Марка стали Температура нагрева в °С 15 700 80 900 1000 1100 10 32,0 10,7 6,3 3,2 — — 30 48,0 12,7 8,6 5,9 4,2 2,0 40 57,0 15,9 9,4 6,6 3,8 — У9 — 17,0 11,5 7,0 5,0 2,4…
Марка стали Температура, °С Рекомендуемый интервал ковки, в °С начала ковки Конца ковки не выше не ниже 20, 25, 30, 35 1280 830 720 1250-750 АО, 45, 50 1260 850 760 1220-800 55, 60 1240 850 760 1190-800 65, 70 1220 850 770 1180-800 15Г, 20Г, ЗОГ 1250 850 750 1230-800 40Г, 50Г, 60Г, 65Г…
www.ktovdome.ru