Износостойкие стали их марки и назначение

Ферриты

Для сокращения электрических потерь используют повышение удельного сопротивления. Магнитная сталь играет важную роль в современном производстве. Большим сопротивлением обладают магнитные материалы — ферриты.

Ферриты получают из оксидов методом порошковой металлургии. Такие материалы обладают свойствами ферромагнетика и диэлектрика, что позволяет их использовать там, где применяются высокие и сверхвысокие частоты.

Себестоимость ферритных сердечников ниже, чем остальных, благодаря автоматизации производства. Сплавы можно подразделить на 4 группы:

• спеченные;
• деформируемые;
• литые;
• прессмагниты.

3 Марки нержавеющей стали – справочник, расшифровка

Существуют специальные справочники, в которых можно узнать обо всех без исключения марках нержавейки, выпускаемой в разных странах мира промышленными предприятиям в соответствии с межгосударственными и национальными стандартами. Мы не будем перечислять все марки нержавеющих сплавов, а выделим лишь наиболее популярные из них.

Аустенитные сплавы:

• 10Х17Н13М3Т и 10Х17Н13М2Т: марки, описываемые отличной свариваемостью и высокими антикоррозионными свойствами, что позволяет использовать такие стали для выпуска изделий, работающих при высоких температурах либо в агрессивных средах. В составе указанных сплавов имеется от 16 до 18 % хрома, от 2 до 3 % молибдена, от 12 до 14 % никеля, а также кремний (0,8 %), углерод (0,1 %), сера (0,02 %), медь (0,3 %), титан (0,7 %), марганец (2 %), фосфор (0,035 %). Импортными аналогами данных сплавов являются – китайская сталь OCr18Ni12Mo2Ti, японская SUS316Ti, американская 316Ti, французская Z6CNDT17-12.
• 08Х18Н10 и 08Х18Н9: стали, используемые для изготовления нержавеющих труб (профильных и круглых), конструкций химической и машиностроительной промышленности, трубопроводной и печной арматуры. Хрома в описываемых марках содержится не более 19 % (минимум – 17), титана – 0,5 %, углерода – 0,8 %, никеля – 8–10 %.
• 10Х23Н18: высокое содержание никеля и хрома, соответственно – 17–20 и 22–25 %, а также марганца и кремния (2 и 1 %), материал имеет выраженную склонность к отпускной хрупкости, относится к группе жаропрочных сталей.
• 08Х18Н10Т: при высоких температурах хорошо противостоит процессам окисления, сваривается без предварительного подогрева (также не требует термической обработки по окончании процесса сварки). Государственный стандарт 5632–72 описывает химсостав 08Х18Н10Т, а также оговаривает необходимость осуществления закалки с целью упрочнения данного сплава.
• 06ХН28МДТ: оптимальна для сварных конструкций, которые устанавливаются в агрессивных средах. В составе данной нержавейки 22–25 % хрома, 26–29 % никеля, 2,5–3,5 % меди.
• 12Х18Н10Т: основными потребителями этой марки является целлюлозно-бумажная, химическая, строительная, топливная и пищевая промышленность, которым требуется термическая стойкость, ударная вязкость и хорошая практичность 12Х18Н10Т.

Мартенситные марки нержавейки – 40Х13, 20Х13, 12Х13, 30Х13 не годятся для сваривания (сварка нержавеющих сталей данного вида невозможна). Чаще всего из них изготавливают рессоры, измерительный и режущей инструмент. Такие сплавы не поражаются внутренними дефектами (на языке сталеплавильщиков – флокенами) и не имеют склонности к хрупкости (отпускной). А вот ферритная сталь (08Х17, 08Х18Т1, 08Х13) рекомендована для изделий, которые не испытывают ударных нагрузок и не эксплуатируются при низких температурах.

Расшифровка марок нержавеющей стали проста:

• первое число маркировки показывает содержание в стали углерода (например, в сплаве 08Х17 этот показатель будет равняться 0,08 %, в стали 40Х13 – 0,4 %);
• числа после литер Х, Н и М – содержание хрома, никеля, марганца в целых процентах.

Немагнитные стали

В электромашиностроении от материала требуются иногда немагнитность и механическая прочность одновременно.

Вместо цветных металлов для этой цели применяют более дешевые немагнитные аустенитные стали. Аустенитные нержавеющие (см. гл. XIX) или износоустойчивые (см. гл. XX) стали пригодны как немагнитные, если по прочностным свойствам они удовлетворяют поставленным требованиям. Однако сталь часто не проходит по прочностным и технологическим свойствам, а аустенитные нержавеющие стали слишком дороги в качестве материала для деталей большой массы (например, для немагнитных бандажных колец в турбогенераторах). В этом случае применяют стали, легированные марганцем, хромом, алюминием при сравнительно повышенном содержании углерода и ограниченном содержании никеля.

Аустенитная структура получается в результате закалки, а упрочнение — при холодном наклепе (если в закаленном состоянии прочность недостаточна). Сталь должна обладать устойчивым аустенитом, т. е. точка должна лежать ниже чтобы деформация при комнатной температуре не вызывала образования мартенсита.

Состав некоторых промышленных немагнитных сталей приведен в табл. 100.

Раньше в качестве немагнитных применяли стали с высоким содержанием никеля . В настоящее время найдены составы с меньшим содержанием дефицитного никеля или даже совершенно без никеля где в качестве аустенитообразователя выступает марганец. Марганец как аустенитообразователь действует в два раза слабее никеля, поэтому для получения устойчивого аустенита увеличивают содержание углерода. Если полностью отказаться от присадки никеля, то аустенитная структура и немагнитность могут быть получены в стали состава: Это — сталь типа стали Гадф и льда с присущей ее склонностью сильно упрочняться при деформировании и, следовательно, плохо подвергаться обработке давлением, резанием и т. д., что в данном случае является недостатком. Присадка алюминия в марганцовистые аустенитные стали сильно уменьшает их склонность к упрочнению при деформации.

Таблица 100. (см. скан) Состав немагнитных сталей, %

Такая особенность легирования марганцовистого аустенита алюминием использована в наиболее экономичной и достаточно технологичной немагнитной стали Механические свойства этой стали в закаленном состоянии следующие:

Предел прочности может быть повышен наклепом до 1500—1800 МПа при одновременном снижении пластичности. Все перечисленные аустенитные стали не являются коррозионно устойчивыми; стойкость Против коррозии у них выше, чем у обычной углеродистой стали. При одновременном требовании немагнитности и

Глава XXIV. МАГНИТНЫЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ

1. Основные магнитные характеристики металлов

Из всех металлов только три (железо, кобальт, никель) обладают ферромагнетизмом, т. е. способностью значительно сгущать магнитные силовые линии, что характеризуется магнитной проницаемостью. Относительная магнитная проницаемость ферромагнитных металлов достигает десятков и сотен тысяч единиц; для остальных она близка к единице.

Как известно, вещество, относительная магнитная проницаемость которого несколько больше единицы, называется парамагнитным, меньше единицы — диамагнитным.

Основные сведения о магнитных свойствах дают кривые намагничивания, приведенные на рис. 381. Кривая 2 является начальной кривой намагничивания, кривая 1 показывает изменение магнитной индукции в зависимости от напряженности поля при последующем намагничивании и размагничивании. Площадь, ограниченная этой кривой (которая называется гистерезисной петлей), представляет собой так называемые потери на гистерезис, т. е. энергию, которая затрачена на намагничивание.

Рис. 381. Кривые намагничивания: 1 — гистерезисная; 2 — первичная

Важнейшими являются следующие магнитные характеристики, определяемые по кривой намагничивания.

Остаточная индукция Это магнитная индукция, остающаяся в образце после его намагничивания и снятия магнитного поля (измеряется в гауссах

Коэрцитивная сила — напряженность поля, которая должна быть приложена к образцу для того, чтобы его размагнитить (измеряется в эрстедах, Э).

Как видно из хода первоначальной кривой намагничивания, интенсивность намагничивания изменяется с изменением напряженности Поля. Интенсивность намагничивания пропорциональна тангенсу углу наклона касательной к кривой начального намагничивания и численно равна отношению

Интенсивность намагничивания называется магнитной проницаемостью; магнитная проницаемость в весьма слабых полях называется начальной магнитной проницаемостью; размерность магнитной проницаемости

Магнитные сплавы подразделяют на две группы, резко отличающиеся формой гистерезисной кривой и значениями основных магнитных характеристик. К первой группе относятся магнитнотвердые сплавы (рис. 382, а). Они характеризуются главным образом большим значением и применяются для постоянных магнитов.

Ко второй группе относятся магнитномягкие сплавы (рис. 382, б). Для них характерно малое значение и малые потери на гистерезис. Их применяют как сплавы, подвергаемые переменному намагничиванию (например, сердечники трансформаторов).

Сварочныe материалы

Компания JFE, Япония

JFE была первой компанией освоившей выпуск и продажу износостойкого стального листа в Японии в середине 1950-х годов, и с тех пор износостойкий лист серии JFE-EVERHARD получил признание как надежный материал для строительства, горнодобывающей, промышленной и сельскохозяйственной техники. Помимо этого, JFE Steel Co. разработала качественно новый сверхстойкий стальной износостойкий лист EH-SP с показателями твердости выше 500 по Бринеллю, а также марки высокой вязкости EH360LE, EH400LE и EH500LE. Позже эволюция в строительстве и технике привела к тому, что промышленные объекты и конструкции стали больше, а условия их эксплуатации агрессивнее. Для обеспечения техногенной безопасности таких объектов, необходимы надежные высокопрочные материалы, обладающие, к тому же, высокими показателями свариваемости и вязкости.

Для удовлетворения спроса, компания JFE Steel разработала серию стального листа с уникальными характеристиками под маркой JFE-HITEN прочностью 590-980 Н/мм2.

Этот лист используется для тяжелого машиностроения, для резервуаров и хранилищ, сферических газгольдеров, сосудов давления, морских конструкций и судостроении и пр. JFE-HITEN ценится нашими клиентами как надежный во всех отношениях материал

В 2012 году компания JFE совместно с MITSUI и СТАМИ подписали первый контракт на поставку различного ассортимента высокопрочной и износостойкой стали.

В 2016 году в Екатеринбурге открылся склад розничной торговли износостойкого листа EVERHARD

В 2017 году JFE Steel Corporation подтвердило права СМЦ Стами на дистрибуцию продукции JFE

EVERHARD — является зарегистрированной торговой маркой

Износостойкая сталь

Износостойкие стали характеризуются высокой устойчивостью против истирания. В эту группу входят шарикоподшипниковые, высокомарганцовые и другие стали.
 

Износостойкие стали способны сопротивляться процессу изнашивания.
 

Износостойкие стали могут быть весьма различными по своим механическим свойствам и строению. Различают износ контактный и абразивный. Контактный износ имеет место при трении одной поверхности о другую, сопровождаемом давлением или ударами. Абразивным износом называют истирание металлической поверхности в результате трения о нее твердых частиц, движущихся в струе жидкости или газа вдоль этой поверхности.
 

Износостойкие стали обладают большим сопротивлением износу. Износостойкость сталь приобретает в результате легирования ее марганцем. Наиболее распространенной маркой стали является высокомарганцевая сталь Г13 содержащая 1 0 — 1 3 % углерода, 12 — 14 % марганца и другие элементы. Эта износостойкая и одновременно высокопластичная сталь применяется для изготовления звеньев гусениц ( траки), козырьков ковшей экскаваторов и землечерпалок, стрелок и крестовин рельсов, а также других деталей, работающих на удар и подверженных интенсивному износу.
 

Износостойкие стали обладают большим сопротивлением износу. Износостойкость сталь приобретает в результате легирования ее марганцем.
 

Большинство износостойких сталей имеет мартенситную основу с равномерно распределенными включениями карбидов. Для сталей, работающих в условиях высоких циклических контактных нагрузок ( шарикоподшипниковая сталь), особую роль играет при этом тонкость строения мартенсита, дисперсность и равномерность распределения карбидной фазы.
 

Применение износостойких сталей для деталей УСП и надлежащая термическая обработка гарантируют, длительный срок службы.
 

Из группы износостойких сталей упомянем марганцовистую сталь ( 0 9 — 1 % Си около 12 — 14 % Мп), которая после закалки в воде при 1000 — 1050 С имеет чисто аустенитную структуру.
 

Обработка резанием нержавеющих, жаропрочных, износостойких сталей и сплавов вызывает большие затруднения.
 

Интенсификация режимов ленточного шлифования высокопрочных и износостойких сталей обычно не вызывает опасности появления шлифовочных дефектов ( прижоги, трещины и др.), но ведет к увеличенному расходу инструмента. Анализ средней стоимости единицы продукции при ленточном шлифовании показал, что применение интенсивных режимов резания и, следовательно, укороченных сроков службы лент более экономично, чем получение максимального количества шлифованных деталей при работе ленты на слабых режимах. Ленты, затупившиеся на черновых операциях, могут быть дополнительно использованы на промежуточных или чистовых операциях.
 

Внутренняя поверхность барабанов футерована износостойкой сталью.
 

Детали фиксирующих механизмов изготовляют из износостойкой стали и подвергают термообработке; фиксирующие поверхности тщательно отделывают.
 

Колосниковая решетка — литая из износостойкой стали — закреплена в коробе клиньями. Грохот устанавливают на четырех пружинных амортизаторах.
 

Алюминиевые сплавы

Если первая половина XX века была веком стали, то вторая по праву назвалась веком алюминия.

Алюминиевые сплавы подразделяют на:

1. 1. • Литейные (с кремнием). Применяются для получения обычных отливок.
      • Для литья под давлением (с марганцем).
      • Увеличенной прочности, обладающие способностью к самозакаливанию (с медью).

https://youtube.com/watch?v=5v8kGT8HK5c

Основные преимущества соединений алюминия:

1. 1. • Доступность.
      • Малый удельный вес.
      • Долговечность.
      • Устойчивость к холоду.
      • Хорошая обрабатываемость.
      • Электропроводность.

Основным недостатком сплавных материалов является низкая термостойкость. При достижении 175°С происходит резкое ухудшение механических свойств.

Еще одна сфера применения — производство вооружений. Вещества на основе алюминия не искрят при сильном трении и соударениях. Их применяют для выпуска облегченной брони для колесной и летающей военной техники.

Весьма широко применяются алюминиевые сплавные материалы в электротехнике и электронике. Высокая проводимость и очень низкие показатели намагничиваемости делают их идеальными для производства корпусов различных радиотехнических устройств и средств связи, компьютеров и смартфонов.

Слитки из алюминиевых сплавов

Присутствие даже небольшой доли железа существенно повышает прочность материала, но также снижает его коррозионную устойчивость и пластичность. Компромисс по содержанию железа находят в зависимости от требований к материалу. Отрицательное влияние железа скомпенсируют добавлением в состав лигатуры таких металлов, как кобальт, марганец или хром.

Конкурентом алюминиевым сплавам выступают материалы на основе магния, но ввиду более высокой цены их применяют лишь в наиболее ответственных изделиях.