Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое легирование

Легирование — это добавление в состав некоторых материалов примесей, с целью улучшить физические и/или химические свойства основного материала. Главной областью применения легирования является металлургия, однако его применяют и при изготовлении полупроводников, а также некоторых видов стекла и керамики, но обо всём по порядку.

Кто именно был первооткрывателем этого процесса, установить сложно. Интересно, что прежде чем самостоятельно добавлять в сталь легирующие элементы, человечество познакомилось с так называемыми природнолегированными сталями.

Откуда они взялись? Всё просто — упали с неба, в самом прямом смысле. Имеется в виду метеоритное железо, которое применялось ещё до начала железного века. Метеоритное железо содержит до 8,5% никеля — одного из активно применяемых сегодня легирующих элементов.

Ещё одна легендарная легированная сталь — булатная сталь и знаменитая дамасская сталь как одна из разновидностей булата. В них одним из основных легирующих элементов выступает углерод.

Если говорить об оружейной стали, то стоит упомянуть и творения японских оружейников: повышенная твёрдость и вязкость изготовленных ими мечей в сочетании с возможностью обеспечить остроту кромки, вероятно, объясняются наличием в стали молибдена.

С активным развитием химии, которое началось примерно в середине 19 века, начали постепенно формироваться взгляды о влиянии различных химических элементов на свойства стали.

Почему прежде технология не применялась целенаправленно? Всё дело в том, что сам процесс традицонного получения стали сложен и некоторые добавки в ходе него просто выгорали.

Классификация материала: Сталь инструментальная легированная

Применение: для валков холодной прокатки, холодновысадочных матриц и пуасонов, вырубных штампов небольших размеров (диаметром или толщиной до 70 мм)

ХГС — химический состав материала в процентном соотношении

CSiMnNi SPCrMo W VTiCu
0.95 — 1.050.4 — 0.70.85 — 1.25до 0.4до 0.03до 0.031.3 — 1.65до 0.2до 0.2до 0.15до 0.03до 0.3

ХГС — зарубежные аналоги

Внимание! Вся приведённая информация о ХГС носит ознакомительный характер. Все интересующие Вас характеристики необходимо уточнять у специалистов.

12Х1 (другое обозначение 120Х ЭП430) для измерительного инструмента (плиток, калибров, шаблонов)

Читайте так же:
Из какой стали сделать охотничий нож

05Х12Н6Д2МФСГТ (другое обозначение ДИ80) для инструмента формообразующих деталей пресс-форм формования резинотехнических и пластмассовых изделий

11Х4В2МФ3С2 (другое обозначение ДИ37) для вырубных штампов, пуасонов и матриц холодновысадочных автоматов, пуасонов и выталкивателей для холодного выдавливания, эксплуатируемых с удельными давлениями до 2000 МПа в условиях повышенного изнашивания и нагрева рабочих поверхностей до 400 град.С- шлице- и резьбонакатного инструмента

13Х для бритвенных ножей и лезвий, острого хирургического инструмента, шаберов, гравировального инструмента

11ХФ (другое обозначение 11Х ИХ) для метчиков и другого режущего инструмента диаметром до 30 мм, закаливаемого с охлаждением в горячих средах

3Х2МНФ крупные молотовые штампы- штампы-контейнеры- кольца-бандажи- крупные внутренние втулки

4ХМНФС для молотовых штампов, бандажей и матриц

4ХС для зубил, обжимок, ножниц при холодной и горячей резке металла- штампов горячей вытяжки

5ХВ2СФ ножи для холодной резки металла, резьбонакатные плашки, пуансоны и обжимные матрицы при холодной работе-деревообделочные инструменты при длительной работе

5ХНВ для молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей до 3 тонн

6Х3МФС (другое обозначение ЭП788) для пуассонов, работающих с повышенными динамическими нагрузками- для холодновысадочных штампов, штемпелей, клейм- чеканочных штампов и некоторых слесарно-монтажных инструментов

5ХНВС для молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей до 3 тонн

6Х4М2ФС (другое обозначение ДИ55) для вырубного и высадочного инструмента (штампов, пуасонов, пневматических зубил и др.), накатного инструмента

6Х6В3МФС (другое обозначение 55Х6В3СМФ ЭП569) для резьбонакатных роликов, зубонакатников,обрезных матриц и др. инструментов, приедназначенных для холодной пластической деформации металлов повышенной твердости- ножей труборазрубочных машин, ножей гильотинных ножниц для резки высокопрочных сталей и сплавов- рубильных ножей, применяемых в деревообрабатывающей промышленнности- шарошек для разрушения горных пород и других аналогичных инструментов

7ХФ для изготовления деревообрабатывающих инструментов

8Х4В2МФС2 (другое обозначение ЭП761) для матриц и пуасонов штампов холодного объемного деформирования, испытывающих в процессе эксплуатации давление до 2300 МПа, резьбонакатных роликов

8Х6НФТ (другое обозначение 85Х6НФТ) для ножей, применяемых для фрезерования древесины, строгальных пил и других деревообрабатывающих инструментов

8ХФ для штемпелей при холодной работе- ножей при холодной резке металла, обрезных матриц и пуассонов при холодной обрезке заусенцев- кернеров

Читайте так же:
Как наточить ножи своими руками

9Г2Ф для режущего и штамповочного инструмента

9Х1 рабочие и опорные валки для холодной прокатки металлов. Рабочие валки рельсобалочных, крупносортных и проволочных обжимных и сортовых станов для горячей прокатки металлов, подвергающиеся интенсивному износу и работающие в условиях минимальных или умеренных ударных нагрузок. Опорные составные валки листовых станов для горячей прокатки металла. Клейма, пробойники, холодновысадочные штампы, деревообрабатывающий инструмент и другие детали.

9Х5ВФ для ножей, применяемых для фрезерования древесины, строгальных пил и других деревообрабатывающих инструментов

9ХВГ резьбовые калибры, лекала сложной формы, сложные весьма точные штампы для холодных работ, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению.

9ХС сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Ответственные детали, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами.

9ХФ для рамных, ленточных, круглых строгальных пил- штемпелей при холодной работе- ножей при холодной резке металла, обрезных матриц и пуасонов при холодной обрезке заусенцев- кернеров

9ХФМ дисковые и рамные деревообрабатывающие пилы

В2Ф для ленточных пил по металлу и ножовочных полотен

Х для зубил, применяемых при насечке напильников- очень твердых кулачков эксцентриков и пальцев- гладких цилиндрических калибров и калиберных колец- токарных, строгальных и долбежных резцов в лекальных и ремонтных мастерских

ХВ4 для прошивных пуассонов,инструментов для чистового резания твердых материалов с небольшой скоростью и граверных работ

ХВ4Ф резцы и фрезы при обработке с небольшой скоростью резания твердых металлов (валки с закаленной поверхностью), гравировальные резцы при очень напряженной работе, прошивные пуансоны и т. д.

ХВСГ для изготовления инструментов, предназначенных для ручной работы- холодновысадочных матриц и пуассонов- технологической оснастки- деревообрабатывающих инструментов- ножей для бумажной промышленности

ХВСГФ для круглых плашек, разверток и другого режущего инструмента

ХВГ измерительный и режущий инструмент, для которого повышенное коробление при закалке недопустимо, резьбовые калибры, протяжки, длинные метчики, длинные развертки и другой вид специального инструмента, холодновысадочные матрицы и пуансоны, технологическая оснастка.

Фитинг чугунный

Фитинг чугунный (контргайка, муфта, тройник, угольник, американка, футорка, крест, заглушка, пробка, ниппель)

Читайте так же:
Как научиться делать сварку металла

На основные характеристики стали 30ХГТ присутствие таких элементов, как хром. Он является дешевым легирующим элементом. В соединении с углеродом химический элемент придает марке данного сплава прочность и устойчивость материала. При этом наблюдается незначительное понижение вязкости. А также хром положительно влияет на критическую скорость термообработки стали 30ХГТ.

Присутствие марганца положительно влияет на ковкость и дает хорошую свариваемость металлу. Этот компонент не образует карбида. Он растворяется и превращается в легированный цементит. Присутствие большого количества марганца делает ее хрупкой при закалке.

Присутствие кремния в этом типе сплава придает ей прочность. Благодаря этому элементу также не теряется пластичность. Другой элемент – титан. При соединении с углеродом компонент образует высокотвердые изделия. Детали, в которых присутствует титан, способны сопротивляться смятию.

Свариваемость 30ХГТ не имеет ограничений. Металл хорошо соединяется с любыми сплавами.

  • Контактная точечная сварка.
  • Ручная дуговая сварка.

Свариваются детали без подогрева и термообработки в последующем. Только с деталями, обработанными химико-термически, возможны проблемы во время сварки.

Конструкционная легированная сталь не подвержена различным внутренним дефектам. Во время проверки на излом или разрыв сплав данной марки показывает отличные результаты. Изделия из нее также не склонны к хрупкости во время отпуска детали и проверки на излом.

К физическим свойствам относится отличная износостойкость, вязкость. Из этой марки изготавливаются детали, которые могут работать под длительными и высокими вибрационными и динамическими нагрузками.

Температура среды, в которой допустима работа деталей из конструкционного сплава, может колебаться от минус семидесяти градусов по Цельсию до четырех сот пятидесяти со знаком плюс.

Какие свойства приобретает сталь в результате легирования?

Каждый химический элемент, вводимый в сплав, меняет его. Имеют значение пропорции примесей. К тому же, один сплав обычно легируют не одним металлом-добавкой, а несколькими.

Легированная сталь

Легирование никелем

В стальных сплавах металл никель в качестве примеси способствует тому, чтобы в сплаве образовывался и сохранялся аустенит. Это повышает прочность сплава. Если к никелю добавлен хром и молибден, то никель становится еще более эффективным для термического упрочнения стали, повышения ее вязкости, а также усталостной прочности. Никелем легируют ферритные стали – они становятся более вязкими. Хромоникелевые аустенитные стали лучше сопротивляются явлению коррозии.

Читайте так же:
Как правильно разбавить краску для краскопульта

Легирование хромом

Хром – элемент, который, при добавлении, улучшает стойкость металлического сплава к явлениям окисления и коррозии, делает сталь более прочной даже при случаях нагрева до высоких температур, а также улучшает возможности высокоуглеродистого сплава к сопротивлению износу по фактору трения. В процессе легирования хромом образовываются карбиды хрома – благодаря им сталь становится тверже и прочнее: из нее можно изготавливать ножи и прочие колюще-режущие инструменты. Если же в стали при этом присутствуют также примеси олова, мышьяка, фосфора или сурьмы, то они сегрегируют к границам «зерен» сплава, что вызывает повышение отпускной хрупкости стального сплава.

Легирование молибденом

Молибден создает большее термическое упрочнение в процессе отпуска стали (после ее закалки). Стали с примесью молибдена при высоких температурах характеризуются меньшей ползучестью.

Также при включении молибдена, уменьшается зернистость сплава и сталь становится прочнее. Улучшается показатель стойкости к коррозионным процессам (в том числе, к точечной коррозии).

При сочетании металлов-добавок по технологии легирования получают хромоникельмолибденовые, хромистые и хромоникелевые сплавы, которые обладают оптимальными наборами параметров для определенных условий эксплуатации и способов обработки.

Технология сварки высоколегированных металлов

Фото: сварка высоколегированных сталей

Высоколегированные сплавы имеют множество положительных характеристик, что позволяет использовать их для самых разнообразных изделий. Поэтому технология сварки высоколегированных сталей для каждого изделия могут быть отдельной. Эта особенность определяет разность в выполнении сварки для получения шва определенного типа и состава.

Высоколегированные

Высоколегированные сплавы, кроме других примесей, обычно содержат не менее 16% хрома и не менее 7% никеля. Благодаря этим и другим добавкам высоколегированные сплавы обладают высокой стойкостью к низким температурам, коррозии и высоким температурам.

Но каждая марка имеет свою специализацию, в которой она обладает предельными характеристиками. По назначению высоколегированные стали можно разделить на жаростойкие, жаропрочные и коррозионностойкие.

После термообработки они повышают свою прочность и пластичность. При закалке пластичные свойства у них улучшаются.

Специфичность

Высоколегированные сплавы имеют настолько выдающиеся характеристики, что их применяют везде, где позволяет это сделать целесообразность и цена продукта.

Читайте так же:
Импульсный и трансформаторный блок питания разница

Но в каждом конкретном изделии требования к ним разные. Соответственно, при проведении сварочных работ к сварным швам предъявляются разные требования по прочности и пластичности, что приводит к разным подходам в сварочных работах. То есть здесь все индивидуально.

Наличие большого количества подходов в сварке высоколегированных сталей связано с тем, что они обладают очень специфичными теплофизическими свойствами.

Они имеют низкий коэффициент теплопроводности и высокий коэффициент теплового расширения. В сочетании они предъявляют к процессу сварки противоречивые требования.

Низкая теплопроводность приводит к увеличению глубины проплавления стали. А высокий коэффициент температурного расширения вызывает деформации вплоть до коробления деталей. Для уменьшения коробления необходимо максимально сконцентрировать тепловую энергию. С этим хорошо справляется лазерная сварка.

При ручной электросварке высоколегированных сплавов проводятся те же мероприятия, что и при сварке среднелегированных сплавов. Главная задача минимизировать попадание водорода в сварочную зону, иначе это вызывает появление пор и трещин.

Выбор технологи

Для высоколегированных сплавов применять газовую сварку не рекомендуется для кислотостойких сталей, так как она вызывает межкристаллитную коррозию. Даже при использовании в сварке жаропрочных сталей происходит коробление изделий.

Сварка под флюсом по сравнению с ручной электродуговой имеет большие плюсы благодаря тому, что процесс сварки происходит под защитой в постоянной среде с одинаковыми компонентами. Нет необходимости менять электроды, что вызывает образование кратеров.

Сварка под флюсом обеспечивает равномерный шов с заданными характеристиками благодаря защите сварочной ванны от воздействия внешней среды в виде водорода.

Кроме этого уменьшаются предварительные работы, так как разделка кромок нужна только при толщине более 12 мм, а ручная дуговая сварка требует разделку кромок производить при толщине металла более 5 мм.

Наиболее эффективной для легированных сталей является лазерная сварка благодаря высокой концентрации энергии на маленькой площади. Это позволяет практически устранить коробление и деформации. Многие легированные сплавы, можно сваривать между собой независимо от вида только при использовании лазерной сварки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector