Содержание
Наклеп и нагартовка: особенности и отличия видов упрочнения металла
Задача упрочнения поверхностного слоя металлического изделия является достаточно актуальной во многих случаях, ведь большая часть деталей машин и различных механизмов работает под воздействием значительных механических нагрузок. Решить такую задачу позволяет как наклеп, так и нагартовка, которые, несмотря на свою схожесть, все же имеют определенные различия.
На производстве проблема упрочнения металлических поверхностей решается с помощью специального оборудования
Сущность наклепа и нагартовки
Наклеп металла является одним из способов упрочнения металлического изделия. Происходит это благодаря пластической деформации, которой такое изделие подвергают при температуре, находящейся ниже температуры рекристаллизации.
Деформирование в процессе наклепа приводит к изменению как внутренней структуры, так и фазового состава металла. В результате таких изменений в кристаллической решетке возникают дефекты, которые выходят на поверхность деформируемого изделия.
Естественно, эти процессы приводят и к изменениям механических характеристик металла. В частности, с ним происходит следующее:
- повышается твердость и прочность;
- снижаются пластичность и ударная вязкость, а также сопротивляемость к деформациям, имеющим противоположный знак;
- ухудшается устойчивость к коррозии.
Упрочнение поверхности металла можно оценить по изменению микротвердости, уменьшающейся про мере удаления от поверхности
Явление наклепа, если оно относится к ферромагнитным материалам (например, к железу), приводит к тому, что у металла увеличивается значение такого параметра, как коэрцитивная сила, а его магнитная проницаемость снижается.
Если наклепанная область была сформирована в результате незначительной деформации, то остаточная индукция, которой характеризуется материал, снижается, а если степень деформации увеличить, то значение такого параметра резко возрастает.
Из положительных последствий наклепа следует отметить и то, что с его помощью можно значительно улучшить эксплуатационные характеристики более пластичных металлов, создающих значительное трение в процессе использования.
Наклепанный слой на поверхности металлического изделия может быть сформирован как специально, тогда такой процесс является полезным, так и неумышленно, в таком случае его считают вредным.
Чаще всего неумышленное поверхностное упрочнение металлического изделия происходит в процессе обработки резанием, когда на обрабатываемый металл оказывается значительное давление со стороны режущего инструмента.
Упрочнение (наклеп) при обработке резанием
Увеличение прочности приводит к тому, что поверхность металла становится и более хрупкой, что является очень нежелательным последствием обработки.
Если формирование наклепа может произойти в результате как осознанных, так и неосознанных действий, то нагартовка всегда выполняется специально и является, по сути, полноценной технологической операцией, цель которой состоит в поверхностном упрочнении металла.
Деформационное уплотнение кромки этого затвора произошло в результате эксплуатации, значит ˜– это наклеп
Типы наклепа
Различают два основных типа наклепа, которые отличаются процессами, протекающими при его формировании в материале.
Если новые фазы в металле, характеризующиеся иным удельным объемом, сформировались в результате протекания фазовых изменений, то такое явление носит название фазового наклепа.
Если же изменения, произошедшие в кристаллической решетке металла, произошли из-за воздействия внешних сил, они называются деформационным наклепом.
Деформационный наклеп, в свою очередь, может быть центробежно-шариковым или дробеметным. Для выполнения наклепа первого типа на обрабатываемую поверхность воздействуют шариками, изначально располагающимися во внутренних гнездах специального обода.
При вращении обода (что выполняется на максимальном приближении к обрабатываемой поверхности) шарики под воздействием центробежной силы отбрасываются к его периферии и оказывают ударное воздействие на деталь.
Формирование наклепа в дробеструйных установках происходит за счет воздействия на обрабатываемую поверхность потока дробинок, перемещающихся по внутренней камере такого оборудования со скоростью до 70 м/с.
В качестве таких дробинок, диаметр которых может составлять 0,4–2 мм, для наклепа могут быть использованы чугунные, стальные или керамические шарики.
Схема традиционного деформационного наклепа и график повышения твердости материала
Для того чтобы понимать, почему нагартовка или формирование наклепа приводят к упрочнению металла, следует разобраться в процессах, которые протекают в материале при выполнении таких процедур. При холодной пластической деформации, происходящей под воздействием нагрузки, величина которой превышает предел текучести металла, в его внутренней структуре возникают напряжения.
В результате металл будет деформирован и останется в таком состоянии даже после снятия нагрузки. Предел текучести станет выше, и его значение будет соответствовать величине сформировавшихся в материале напряжений. Чтобы деформировать такой металл повторно, необходимо будет приложить уже значительно большее усилие.
Таким образом, металл станет прочнее или, как говорят специалисты, перейдет в нагартованное состояние.
При холодной деформации металла, протекающей в результате воздействия соответствующего давления (в процессе, например, наклепа), дислокации, составляющие внутреннюю структуру материала, начинают перемещаться.
Даже одна пара движущихся дефектных линий, сформировавшихся в кристаллической решетке, способна привести к образованию все новых и новых подобных локаций, что в итоге и повышает предел текучести материала.
Изменение структуры поверхностного слоя в результате холодной деформации
Внутренняя структура металла при его деформировании в процессе выполнения наклепа или нагартовки претерпевает серьезные изменения. В частности, искажается конфигурация кристаллической решетки, а пространственное положение кристаллов, которые ориентированы беспорядочно, упорядочивается.
Такое упорядочивание приводит к тому, что оси кристаллов, в которых они обладают максимальной прочностью, располагаются вдоль направления деформирования. Чем активнее будет выполняться деформирование, тем большее количество кристаллов примут подобное пространственное положение.
Существует ошибочное мнение, что зерна, составляющие внутреннюю структуру металла, при его деформации измельчаются. На самом деле они только деформируются, а площадь их поверхности остается неименной.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что в процессе выполнения нагартовки или наклепа изменяется кристаллическая структура стали или другого металла, в результате материал становится более твердым и прочным, но одновременно и более хрупким. Нагартованная сталь, таким образом, представляет собой материал, который специально был подвергнут пластической деформации для улучшения прочностных характеристик.
Нагартовка и оборудование для нее
Выполнение нагартовки изделий из стали особенно актуально в тех случаях, когда имеется необходимость повысить их устойчивость к поверхностному растрескиванию, а также предотвратить протекание в нем усталостных процессов. Отраслями промышленности, в которых нагартованные изделия зарекомендовали себя особенно хорошо, являются авиа- и автомобилестроение, нефтедобыча, нефтепереработка и строительство.
Устройство промышленной дробомётной установки для обработки труб
Такие методы упрочнения металлов, как контролируемый наклеп или нагартовка, могут быть реализованы при помощи различного оборудования, от качества и функциональности которого зависит результат выполняемых операций.
Оборудование для нагартовки изделий из стали или других сплавов, которое сегодня представлено большим разнообразием моделей, может быть общего назначения или специального – для того, чтобы выполнять обработку деталей определенного типа (болтов, пружин и др.).
В промышленных масштабах нагартовка выполняется на автоматизированных устройствах, все режимы работы которых устанавливаются и контролируются за счет использования электронных систем. В частности, на таких станках автоматически регулируется как количество, так и скорость подачи дроби, используемой для выполнения обработки.
Дробометная установка для обработки листового и профильного металлопроката
Выполнение наклепа, при котором процесс его формирования контролируется, используется в тех случаях, когда изделие из стали нет возможности упрочнить при помощи термической обработки.
Помимо нагартовки и наклепа повысить прочность поверхностного слоя металлического изделия могут и другие методы холодной пластической деформации.
Сюда, в частности, относятся волочение, накатка, холодная прокатка, дробеструйная обработка и др.
Кроме стали, содержание углерода в которой не должно превышать 0,25%, такой способ упрочнения необходим изделиям из меди, а также некоторым алюминиевым сплавам. Нагартовке также часто подвергается лента нержавеющая. Ленту нагартованную применяют в тех случаях, когда обычная лента нержавеющая не способна справляться с воспринимаемыми нагрузками.
Нагартованная нержавеющая лента обладает более высокой прочностью с определенной потерей вязкости и пластичности
Наклеп, который сформировался на поверхности металлического изделия в процессе выполнения его обработки различными методами, можно снять, для чего используется специальная термическая обработка.
При выполнении такой процедуры металлическое изделие нагревают, что приводит к тому, что атомы его внутренней структуры начинают двигаться активнее.
В результате она переходит в более устойчивое состояние.
Выполняя такой процесс, как рекристаллизационный отжиг, следует учитывать степень нагрева металлической детали. Если степень нагрева незначительна, то в структуре металла снимаются микронапряжения второго рода, а его кристаллическая решетка частично искажается.
Если интенсивность нагрева увеличить, то начнут формироваться новые зерна, оси которых сориентированы в одном пространственном положении.
В результате интенсивного нагрева полностью исчезают деформированные зерна и формируются те, оси которых ориентированы в одном направлении.
Ручная правка наклепом изогнутого вала
Существует также такая технологическая операция, как правка наклепом, при помощи которой металлический вал или лист приводятся в исходное состояние.
Чтобы выполнить такую операцию, нацеленную на устранение несоответствий геометрических параметров их требуемым значениям, нет необходимости использовать специальный станок – ее выполняют при помощи обычного молотка и ровной плиты, на которую укладывается обрабатываемое изделие.
Нанося таким молотком удары по изделию, форму которого требуется исправить, добиваются формирования на его поверхности наклепанного слоя, что в итоге приведет к достижению требуемого результата.
На видео ниже показан процесс упрочнения методом наклепа колес для железнодорожной техники в дробеметной установке.
Источник: http://met-all.org/obrabotka/prochie/naklep-nagartovka-metalla-nagartovannyj.html
Наклеп и нагартовка металлов
В русскоязычной технической литературе наблюдается определенная путаница в определении и применении терминов «наклеп» и «нагартовка».
Чаще всего эти термины отождествляются, применяются один вместо другого или оба сразу.
Обычно наклепом (нагартовкой) называют как сам физический процесс изменения кристаллической структуры металла при его пластическом деформировании, так и результат этого процесса, то есть повышение прочности и твердости металла.
Сущность наклепа металла
Металлы и их сплавы, в том числе, алюминий и его сплавы, имеют кристаллическую структуру и состоят из большого количества зерен. Эти зерна имеют неправильную форму и различные размеры.
В каждом зерне атомы упорядочены, но смежные зерна по-разному ориентированы относительно друг друга.
В процессе холодной деформации структура зерен меняется за счет их фрагментации зерен, движения атомов и искажения атомной решетки.
Когда материал подвергается механическому нагружению, в его кристаллической структуре образуются микроскопические дефекты, которые известны как дислокации. Если нагрузки продолжают увеличиваться, эти дислокации начинают продвигаться и взаимодействовать между собой.
Таким образом они образуют новую внутреннюю структуру, которая сопротивляется дальнейшей пластической деформации. Эта структура повышает предел текучести материала, то есть его способность сопротивляться прилагаемым усилиям. При этом пластические свойства материала снижаются.
Одним из наиболее известных путей намеренного создания наклепа является холодная формовка деталей и изделий.
Уменьшение плотности металла при наклепе
При наклепе металла его плотность уменьшается. Это происходит потому, что пластическая деформация приводит к нарушению порядка в размещении атомов, увеличение плотности дефектов и образование микропор. Уменьшение плотности означает увеличение удельного объема – объема единицы массы.
Остаточные напряжения при наклепе
Наружный наклёпанный слой стремится расшириться, а внутренние слои его «не пускают» — в нем возникают сжимающие остаточные напряжения. Эти напряжения бывают очень полезными, так как способны замедлять зарождение и рост поверхностных усталостных трещин.
Полезный наклеп
Наклеп может быть желательным и нежелательным, полезным и вредным. Если наклеп металла является полезным, то при его изготовлении стремятся применять операции холодного пластического деформирования: холодную прокатку, волочение, обработку дробью, галтовку, накатку и тому подобное.
Это особенно важно для металлов и сплавов, которые не способны упрочнятся термически. К этим материалам относятся низкоуглеродистые стали, некоторые алюминиевые сплавы, а также чистая медь.
Когда эти материалы подвергаются сжатию, волочению, гибке или ковке, то напряжения, которые при этом возникают, приводят к возникновению в кристаллической структуре дислокаций, которые упрочняют металл. В этом случае применяют оба термина: и наклеп, и нагартовка.
Стандарты о наклепе и нагартовке
Отечественные, еще советские, стандарты – ГОСТы — применяют к полезно «наклепанным» металлическим изделиям, например, листам алюминиевых сплавов только термин «нагартованные» и совершенно не употребляют слова «наклеп» или «наклепанные». Можно видеть это, например, в ГОСТ 21631 на листы из алюминия и алюминиевых сплавов: «листы нагартованные», «листы полунагартованные».
Вредный наклеп
Нежелательный, вредный наклеп возникает, например, когда пластичные и мягкие металлы и сплавы подвергаются механической обработке резанием.
Чрезмерно глубокие резы за один проход приводят с большой скоростью могут приводить к возникновению интенсивного наклепа с нежелательным увеличением прочности металла и его охрупчиванию.
Это препятствует дальнейшей механической обработке детали, а может привести и к повреждению режущих инструментов. Другим примером вредного наклепа может служить повторяющееся нагружение детали с превышением предела текучести материала.
При таком нагружении материал в критических сечениях может быстро наклепываться, терять свою пластичность и разрушаться. В подобных случаях явление деформационного упрочнения называют наклепом, но никогда не называют нагартовкой.
Когда «наклеп», а когда «нагартовка»?
Учитывая выше изложенное, делаем два «смелых», но естественных вывода.
Наклепом называется любое проявление деформационного упрочнения кристаллических материалов – полезное и вредное, умышленное и неумышленное.
Нагартовкой называется только полезное деформационное упрочнение изделий, которое умышленно применяют к изделиям с целью повышения их прочностных свойств. Иногда, может быть, и не умышленно, но всегда осознанно.
Холодная пластическая деформация
Холодной пластической деформацией металлов считают пластическую деформацию при определенной температуре, после которой в металле возникает наклеп и он сохраняется неизменным неограниченно длительное время.
По-научному это звучит так: температура холодной деформации для достижения эффекта нагартовки (наклепа) металла должна быть ниже температуры его рекристаллизации, то есть температуры, при которой на месте старых, деформированных и вытянутых, зерен металла начинают возникать и расти новые, недеформированные и округлые зерна.
Обычно эта температура составляет половину от абсолютной температуры плавления этого металла или сплава. Однако на практике нагартовка металлов производится при комнатной температуре или при температуре не выше трети температуры плавления.
Горячая деформации металлов
В отличие от холодной деформации горячая деформация металлов и сплавов происходит при температуре, величина которой достаточна для того, чтобы рекристаллизация деформированной структуры металла происходила одновременно с пластическим деформированием.
Обычно горячую деформационную обработку (обработку давлением) производят при температуре выше температуры рекристаллизации металла (обычно от 70 до 90 % абсолютной температуры плавления).
После такой горячей обработки получают металл с благоприятной мелкозернистой рекристаллизованной структурой.
Источник: http://aluminium-guide.ru/naklep-i-nagartovka/
Алюминиевые листы
Листы изготовляют по ГОСТ 21631-76 в ред 1990 г :
- из алюминия марок А7, А6, А5, А0, АД0, АД1
- алюминиевых сплавов марок Д12, АМц, АМцС, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АВ, Д1, Д16, В95.
Листы подразделяют:
a) по способу изготовления:
| неплакированные из сплавов марок Д12, УМн, АМцС, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АВ и алюминия марок А7, А6, А5, А0, АД0, АД1 | обозначают маркой сплава без дополнительных знаков | |
| плакированные из сплавов марок АМг6 и Д16 с технологическим плакированием | — Б | АМг6Б, Д16Б |
| плакированные из сплавов марок Д1, Д6, В95 с нормальным плакированием | — А | Д1А, Д16А, В95А |
| плакированные из сплавов марок АМг6 и Д16 с утолщенным плакированием | — У | АМг6У, Д16У |
б) по состоянию материала:
| без термической обработки | дополнительное обозначение не присваивается | |
| Примечание. Листы, изготовляемые без термической обработки, кроме сплава ВД1, могут быть подвергкуты отжигу. | ||
| отожженные | М | Д16БМ, Д16АМ, Д16УМ и В95АМ. |
| Примечание. Отожженные листы из алюминия и алюминиевых сплавов можно поставлять без термической обработки, если они удовлетворяют требованиям, предъявляемым к отожженным листам по механическим свойствам, качеству поверхности и неплосткостности. Такие листы маркируют бквой М в скобках (М). | ||
| полунагартованные | Н2 | |
| нагартованные | Н | А7Н. А6Н, А5Н, А0Н, АД0Н, АД1Н. АМцН, АМцСН и АМг2Н: |
| закаленные и естественно состаренные | Т | АВТ, Д1АТ, Д16БТ,Д16АТ и Д16УТ |
| закаленные и искусственно состаренные | Т1 | ABТ1 и B95AT1 |
| нагартованные после закалки и естественного старения | ТН | Д16БТН, Д16АТН |
в) по качеству отделки поверхности на группы:
| высокой отделки | — В | А7, А6, А5, А0, АД0, АД1, АМц, АМг2 |
| повышенной отделки | — П | А7, А6, А5, А0, АД0, АД1, АМц, АМцС, Д12, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АМг6Б, АМг6У, АВ, Д1А, Д16Б, Д16А, Д16У, В95А |
| обычной отделки | — без дополнительного обозначения | А7, А6, А5, АО, АД0, АД1, АМц, АМцС, Д12, АМг2, АМг3, АМг5, АМг, АМг6Б, АМг6У, АВ, Д1А, Д16Б, Д16А, Д16У и В95А |
| Примечание. Листы высокой группы отделки изготовляют толщиной до 4,0 мм; |
г) по точности изготовления по толщине:
- повышенной точности по толщине, ширине, длине или по одному из указанных параметров — П;
- нормальной точности по толщине, ширине, длине — без дополнительного обозначения.
Листы поставляют мерной или кратной мерной длины в пределах длин, установленных по табл. 106, с интервалом 500 мм.
В случае отсутствия в наряде-заказе указания о точности изготовления и группе отделки листы из алюминия и алюминиевых сплавов изготовляют нормальной точности и обычной отделки.
Примеры обозначений:
- лист из сплава марки АД1, без термической обработки, обычной отделки поверхности, нормальной точности изготовления, толщиной 5 мм, шириной 1000 мм, длиной 2000 мм:
Лист АД1-5 x 1000 х 2000 ГОСТ 21631-76
- то же, отожженный, толщиной 5 мм, шириной 1000 мм, длиной 2000 мм:
Лист АД1.М-5 х 1000 х 2000 ГОСТ 21631— 76
- то же, полунагартованный, повышенной отделки поверхности, нормальной точности изготовления:
Лист AД1.H2-П-5 х 1000 х 2000 ГОСТ 21631-76
- то же, нагартованный, повышенной отделки поверхности, повышенной точности изготовления:
Лист АД1Н-П-5 х 1000 х 2000 ГОСТ 21631-76
106. Размеры листов, мм, в зависимости от марки сплава, плакирования и состояния материала
| Марка алюминия, алюминиевого сплава и плакирование | Толщина листа | Ширина листа | Длина листа |
| Без термической обработки | |||
| А7, А6, А5, А0 | От 5,0 до 10,5 | 600, 800, 900 | 2000 |
| АД0, АД1 | 600, 800, 900 | ||
| Ад0, Ад1, АМц, АМцС, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АМг6Б, АВ, АД1,Д16А | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| В95А | 1000, 1200, 1425, 1500, 2000 | ||
| 1915 | От 5,0 до 10,5 | 1200, 1500, 2000 | 2000-7000 |
| Отожженные | |||
| А7, А6, А5, А0, АД0, АД1, АД00, АД | От 0,3 до 10,5 | 600, 800, 900, 1000 | 2000 |
| А7, А6, А5, А0, АД0, АД1, АД00, АД, АД0, АД, АМц, АМцС, АВ, АМг2 | От 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600 | 2000-4000 |
| Св. 0,7 до 10,5 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| АМг3, АМг5, АМг6, АМг6Б | От 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600 | 2000-7000 |
| Св. 0,7 до 10,5 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| АМг6У | Св. 2,0 до 5,5 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 |
| Д12 | От 0,5 до 4,0 | 1200, 1500 | 3000-4000 |
| Д1А, Д16Б, Д16А | от 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600 | 2000-4000 |
| Св. 0,7 до 4,0 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| Св. 4,0 до 10,5 | |||
| Д16У | от 0,5 до 0,7 | 1200, 1500 | 2000-4000 |
| Св. 0,7 до 4,0 | 2000-7000 | ||
| В95А | от 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1425, 1500 | 2000-4000 |
| Св. 0,7 до 4,0 | 1000, 1200, 1425, 1500, 2000 | 2000-7000 | |
| Св. 4,0 до 10,5 | |||
| В95-2А, В95-2Б, В95-1А, АКМ | От 1,0 до 10,5 | 1200, 1400, 1500 | 2000-7000 |
| Полунагартованные | |||
| АМц, АмцС, АМг2, АМгЗ | от 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600 | 2000-7000 |
| Св. 0,7 до 4,0 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| Д12 | От 0,5 до 4,0 | 1200, 1500 | 3000-4000 |
| Нагартованные | |||
| А7, А6, А5, А0, АД0, АД1, АД00, АД | От 0,3 до 10,5 | 600, 800, 900, 1000 | 2000 |
| А7, А6, А5, А0, АД0, АД1, АД00, АД | От 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600 | 2000-7000 |
| Св. 0,7 до 4,0 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| АМц, АМцС, АМг2 | От 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600 | 2000-7000 |
| Св. 0,7 до 4,0 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| Закаленные и естественно состаренные | |||
| АВ, Д1А, Д16Б, Д16, Д16А | От 0,7 до 10,5 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7200 |
| Д16У | От 0,5 до 4,0 | 1200, 1500 | |
| Закаленные и искусственно состаренные | |||
| АВ | от 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600 | 2000-5000 |
| Св. 0,7 до 10,5 | 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 | 2000-7000 | |
| В95А | от 0,5 до 0,7 | 1000, 1200, 1425, 1500 | 2000-5000 |
| Св. 0,7 до 4,0 | 1000, 1200, 1425, 1500, 2000 | 2000-7000 | |
| Св. 4,0 до 10,5 | |||
| Нагартованные после закалки и естественного старения | |||
| Д16, Д16Б, Д16А | От 1,5 до 7,5 | 1000, 1200, 1400, 1500 | 2000-7200 |
107. Толщина плакирующего слоя
| Толщина листа, мм | Толщина плакирующего слоя на каждой стороне листа, %, от номинальной толщины листа, при плакировании | ||
| технологическом | нормальном | утолщенном | |
| не более | не менее | ||
| От 0,5 до 1,9 Св. 1,9 » 4,0 » 4,0 » 10,5 | 1,5 | 4,0 2,0 2,0 | 8,0 4,0 — |
108. Механические свойства образцов из листов в состоянии поставки
| Марка алюминия, алюминиевого сплава и плакирование | Состояние материала листов | Обозначение сплава и состояние материала | Состояние испытуемых образцов | Толщина листа, мм | Временное сопротив- ление σB, МПа | Предел текучести, σ0,2, МПа | Относи- тельное удлинение при l=11,3√F δ, % |
| не менее | |||||||
| А7, А6, А5, А0, АД0, АД1, АД00, АД | Отожженные | А7М, А6М, А5М, А0М, АД0М, АД1М, АД00М, АДМ | Отожженные | От 0,3 до 0,5 Св. 0,5 » 0,9 » 0,9 » 10,5 | 60 60 60 | — — — | 20,0 25,0 30,0 |
| Полунагар- тованные | А7Н2, А6Н2, А5Н2, А0Н2, АД0Н2, АД1Н2, АД00Н2, АДН2 | Полунагар- тованные | От 0,8 до 4,5 | 100 | — | 6,0 | |
| Нагартованные | А7Н, А6Н, А5Н, А0Н, АД0Н, АД1Н, АД00Н, АДН | Нагартованные | От 0,3 до 0,8 Св. 0,8 » 3,5 » 3,5 » 10,5 | 145 145 130 | — — — | 3,0 4,0 5,0 | |
| Без термической обработки | А7, А6, А5, А0, АД0, АД1, АД00, АД | Без термической обработки | От 5,0 до 10,5 | 70 | — | 15,0 | |
| АМц, АМцС | Отожженные | АМцМ, АМцСМ | Отожженные | От 0,5 до 0,7 Св. 0,7 » 3,0 » 3,0 » 10,5 | 90 90 90 | — — — | 18,0 22,0 20,0 |
| Полунагар- тованные | АМцН2, АМцСН2 | Полунагар- тованные | От 0,5 до 3,5 Св. 3,5 » 4,0 | 145 145 | — — | 5,0 6,0 | |
| Нагартованные | АМцН, АМцСН | Нагартованные | 0,5 Св. 0,5 до 0,8 | 185 185 | — — | 1,0 2,0 | |
| АМц, АМцС | Нагартованные | АМцН, АМцСН | Нагартованные | Св. 0,8 до 1,2 » 1,2 » 4,0 | 185 185 | — — | 3,0 4,0 |
| Без термической обработки | АМц, АМцС | Без термической обработки | От 5,0 до 10,5 | 100 | — | 10,0 | |
| ММ | Нагартованные | ММН | Нагартованные | От 1,0 до 4,5 | Не испытываются | ||
| Д12 | Отожженные | Д12М | Отожженные | От 0,5 до 4,0 | 155 | — | 14,0 |
| Полунагар- тованные | Д12Н2 | Полунагар- тованные | От 0,5 до 4,0 | 220 | — | 3,0 | |
| Амг2 | Отожженные | АМг2М | Отожженные | От 0,5 до 1,0 Св. 1,0 » 10,5 | 165 165 | — | 16,0 18,0 |
| Полунагар- тованные | АМг2Н2 | Полунагар- тованные | От 0,5 до 1,0 Св. 1,0 » 4,0 | 235-314 235-314 | 145 145 | 5,0 6,0 | |
| Нагартованные | АМг2Н | Нагартованные | От 0,5 до 1,0 Св. 1,0 » 4,0 | 265 265 | 215 215 | 3,0 4,0 | |
| Без термической обработки | АМг2 | Без термической обработки | От 5,0 до 10,5 | 175 | — | 7,0 | |
| Д16У | Отожженные | Д16УМ | Отожженные | от 0,5 до 1,9 Св. 1,9 до 4,0 | 130-225 130-235 | — — | 10 10 |
| Закаленные и естественно сотаренные | Д16УТ | Закаленные и естественно сотаренные | от 0,5 до 1,9 Св. 1,9 до 4,0 | 365 405 | 230 270 | 13 13 | |
| Примечание. ГОСТ предусматривает и другие марки алюминиевых сплавов. |
Источник: http://www.galakmet.ru/directory/chemical/spr-al-listy.php
Легированная сталь — виды, характеристика, легированный лом
Всем известно отличие стальных конструкций от чугунных аналогов. Фактически, две раз новидности черного металла различаются по концентрации углерода относительно железа. Предельная величина концентрации углерода составляет 2.14% и выбрана не случайно.
Это пороговое значение растворимости элемента C в аустените – высокотемпературной модификации Fe с гранецентрированной решеткой. Современные технологии позволяют преодолевать предельное значение: содержание углерода в высокоуглеродистых сталях составляет до 3.4%.
Впрочем, суть эпилога в другом: сталь – это легированное углеродом железо, а добавление других металлов, позволяет управлять свойствами черного металла.
Процесс аналогичен игре ребенка с конструктором, когда, зачастую, только практический эксперимент позволяет определить эффективность легирования. Действительно, влияние легирующих элементов на свойства стали — часто остается на эмпирическом уровне и не следует определенной логике.
Исключение составляет, пожалуй, только Ванадий – элемент, добавление которого к стали позволяет улучшить такие характеристики, как ковкость и твердость.
Легированные стали классификация и маркировка
Базовая сортировка низкоуглеродистого железа позволяет разделить его на две разновидности. Фактически, основная классификация легированных сталей ведется по способу их использования:
- Конструкционные. Сталь, используемая при изготовлении деталей, узлов и конструкций.
- Инструментальная. Металл характеризуется содержанием углерода на уровне 0.9 – 1.4%. Дополнительные легирующие элементы в сталях инструментальных: хром, ванадий, вольфрам, кремний, марганец и прочие. Суммарная концентрация примесей, исключая углерод, не превышает 5%. Используются в производстве инструмента ударного и режущего воздействия.
Классификация легированных сталей по назначению
Первый вопрос общего плана что значит легированная сталь? Уже получил ответ выше. Это разновидность низкоуглеродистого железа, имеющая внедрения других металлов для улучшения определенных параметров.
Этот термин дает ответ и на следующий вопрос: для чего в сталь вводятся легирующие элементы? Таким образом, разобравшись, что такое легированная и нелегированная сталь можно перейти к рассмотрению двух базовых разновидностей этого металла.
Маркировка легированных сталей
Конструкционные легированные стали
Толстостенные трубы из конструкционной стали
Классификация этого вида низкоуглеродистого железа достаточно обширна. Среди параметров, определяющих сортировку конструкционной стали присутствуют:
- процентная масса легирующих элементов;
- химический состав и базовая примесь;
- качество металла, его поверхности (две различные категории);
В частности, различают такие виды проката конструкционной легированной стали: круглый (марка 40х), квадратный, шестигранный, профильный под косые шайбы и полосы.
Также, согласно ГОСТ 1113-88, конструкционная сталь производится в виде кованых прутков квадратного и круглого сечения.
Обособленная разновидность этого вида легированного черного метала – сталь со специальной отделкой поверхности (ГОСТ 14955).
Разобраться какие стали называются легированными (конструкционный металл) поможет ГОСТ 4543-71. Соответственно этому документу изготовляется конструкционное низкоуглеродистое железо.
Таким образом, вопрос «дайте определение легированных сталей», сводится к ассортименту добавок, вводимых в металл для улучшения его характеристик. Это: азот, хром, кремний, бор, тугоплавкие металлы.
Дополняют ряд никель, медь, алюминий и прочие цветные металлы.
Рассматривая конструкционные легирующие стали, следует обратить внимание на такой критерий, как общее содержание примесей. Он сортирует металл на три класса:
- высоколегированный – доля добавок более 10%;
- низкое содержание примесей — менее 2,5%.
Во всех случаях указывается массовый процент легирующей добавки.
Химический состав – еще один фактор классификации. Классификация конструкционной легированной стали, разделяющий ее на качественную, высококачественную, маркируемую литерой «А» и металл электрошлакового переплава — особо высококачественная разновидность с ведущей «Ш» в маркировке.
Аналогично качеству химического состава, различают три категории легированной конструкционной стали, соответственно качеству обработки поверхности. Дополнительный критерий сортировки в этом случае – вид обработки. Это, во-первых, кованый или горячекатаный прокат, калиброванный металл, а также сталь со специальной отделкой поверхности.
Уровень термической обработки отражает маркировка легированных сталей. В частности, литера «Т» говорит о термически обработанном металле, «Н» – нагартованном. Обозначение легирующих элементов в стали указывается после содержания углерода (первая пара цифр).
Нагартованный металл
Нагартовка — это упрочнение металлов и сплавов вследствие изменения их структуры и фазового состава в процессе пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации (определение из Википедии)
Дополнительные обозначения легированных сталей указывают на следующие особенности:
- По степени раскисления. Параметр напрямую зависит от процентного вхождения кремния. Стали содержащие не более 0.07% называют кипящими, свыше 0.12% — спокойными. Интервал 0.07 – 0.12% соответствует полуспокойным маркам металла.
- Непосредственно маркировка. Формируется из нескольких элементов. Первый – буквенное обозначение Б или В (группа А не обозначается) с последующим «Ст». Например, Ст1кп2; БСт2пс; ВСт6сп3. Второй – цифра, соответствующая номеру ГОСТ. Третий символ: буква «Г», присутствие которой указывает на повышенно содержание марганца. Далее идут степень раскисления металла и номер категории стали.
- Применение. Параметр, указывающий, где используют легированные конструкционные стали. Маркировки Ст1, Ст2 отводятся под проволоку и изделия из прутков: гвозди или заклепки. Крепежные детали обозначаются Ст3, Ст4 а осевые элементы или валы под слабой нагрузкой – Ст5, Ст6.
Альтернативная классификация конструкционных сталей по сфере использования, разделяет металл на подшипниковый, рессорно-пружинный и теплоустойчивый.
В первых двух случаях наименования говорят сами за себя, тогда как последний вариант соответствует металлу, сектор применения которого — энергетическое машиностроение.
Подобные конструкционные стали используются в производстве котлов, паронагревателей или сосудов.
Инструментальные легированные стали
Инструментальные легированные стали
Данный вид низкоуглеродистого железа обладает иными приоритетным параметрами, сосредоточенными на высоких показателях твердости и износостойкости. Обе характеристики улучшаются с повышением концентрации углерода в металле.
Первоочередно вопрос, затрагивающий легированные стали – применение этого вида металла. Область использования, как указывалось ранее, соответствует названию категории. Подобная сталь – это материал для производства трех основных групп инструментов:
Первая категория объединяет резцы, фрезы, долбяки. К ней относится и класс быстрорежущей стали, отличающейся красностойкостью, а также сохранением режущих характеристик при нагреве до температуры 700 0С.
Другая отличительная особенность быстрорежущей стали – скорость обработки металла, превышающая аналогичный параметр обычных инструментальных марок в пять раз.
Маркировка быстрорежущих марок производится литерой «Р», где последующие цифры указывают процентное вхождение вольфрама.
Документ, описывающий инструментальные легированные стали — ГОСТ 5950 – 73. Данная разновидность обладает улучшенной теплостойкостью, диапазон значений данного параметра переносится в интервал 250 – 300 0С. Увеличение данной характеристики сказывается на скорости резания, повышая ее значение на 20 – 40%.
Рассматривая, как влияют легирующие элементы на свойства стали, остановимся на нескольких элементах.
Кремний, марка – 9ХС. Введение элемента в состав инструментальной стали повышает ее прокаливаемость до 40 мм. Дополнительный эффект связан с улучшением стойкости мартенсита при отпуске. Впрочем, элемент приносит и отрицательные нюансы в легируемый металл. Стали, содержащие кремний плохо поддаются резанию.
Изделия из легированной конструкционной стали
Марганец, марки – ХВГ, 9ХВСГ. Легирование этим металлом приводит к снижению деформации инструмента в процессе закалки. Наиболее эффективен данный тип легирования для протяжек – инструментов, обладающих большим соотношением длины к диаметру поперечного сечения.
Хром. Легирование элементом применяется для улучшения твердости стали после закалки.
Легированный металлолом
Обзор рынка легированного лома касается не только стали, но и чугуна. Действительно, доля объявлений купим легированный лом чугуна, не особо уступает спросу на вторичное низкоуглеродистое железо. Прием легированного лома осуществляется практически всеми пунктами, работающими с черным металлом, однако по существенно более высокой стоимости.
Стоит понимать: для пунктов приема металлолома такого разделения по легированным сталям нет (как в справочнике) — для них есть черный лом, лом нержавеющей стали и лом быстрорезов.
Если с нержавейкой и быстрорезом все понятно, то в черный лом могут включаться такие стали, как: 09Г2с и другие марки, которые востребованы в данном конкретном регионе.
Некоторые предприятия специализированно закупают лом стали из 09г2с.
Естественно, учитывая специфику легированных отходов и лома легированной стали, цена такого лома за килограмм определяются вхождением определенных металлов — легирующих элементов. Например, вторичная сталь, с содержанием никеля более 9.3%, может приниматься до 60 рублей за кг, тогда как более низкая концентрация Ni, приравнивает отходы к обычному черному стальному лому – 11000 за тонну.
Легированный лом
Особую ценность представляют быстрорежущие марки, ценность которых даже в виде металлолома существенно выше. Однако сами по себе отходы быстрорезов многие приемщики разделяют на две категории.
К первой группе относятся марки Р6М5, Р18, применяемые для обработки металлов, тех же легированных конструкционных сталей. Вторая – включает сорта Р9 и Р12, используемые для работ по камню и менее твердым материалам — см.
статью лом быстрорежущей стали.
Лом быстрорежущей стали
Таким образом, стоимость лома легированной стали определяется в основном парой параметров: содержание и тип добавки, а также качество самой стали.
С другой стороны, лом быстрорезов, в отличие от других стальных отходов, может быть использован как деловой. Многие инструменты, даже отработав эксплуатационный ресурс, остаются привлекательными для дальнейшего использования.
Сфера их применения может включать как бытовой сектор, так и небольшие частные предприятия.
Источник: http://xlom.ru/spravochnik/legirovannyj-stali-vidy-xarakteristika-legirovannyj-metallolom/