Конструкционные стали и сплавы
Классификация сталей Стали систематизируют по: - химическому составу (углеродистые и легированные /хромистые, марганцовистые, хромоникелевые и т.д./); - по качеству (обыкновенного качества /0,06% серы и фосфора/, качественные /0,03% S,P /, высококачественные 0,015% S,P – в конце марки стали ставится буква А (У13А)/, особовысококачественные /0,005% S,P в конце марки стали ставится буква Ш (30ХГС-Ш); - способу раскисления (кипящие, полуспокойные, спокойные); - назначению (конструкционные, инструментальные, стали с особыми свойствами); - способу производства /конверторные, мартеновские, электростали/. Конструкционная прочность – комплекс механических свойств, обеспечивающих надежную и длительную работу материала в условиях эксплуатации. Под условиями работы понимают статические, динамические и ударные нагрузки в контакте с различными средами. 1 Критерии конструкционной прочности выбирают в зависимости от условий работы. 1. При статической нагрузке критерием прочности является временное сопротивление σВ или предел текучести σТ, σ0,2; они характеризуют сопротивление материала пластической деформации. 2.При циклических нагрузках критерием является предел выносливости σR . Однако повышение прочности сопровождается повышением упругих деформаций: σR / Е = εупр. Модуль упругости Е является критерием жесткости материала: Большой модуль упругости и коэффициент жесткости для станин, корпусов редукторов и т.п., если требуется сохранение размеров и формы; Большой предел упругости и низкий модуль упругости для пружин, мембран и др. упругих элементов. 3. Для материалов, используемых в авиации, ракетостроении важное значении имеет масса деталей, критерием является удельная прочность σВ/(ρg) или Е/(ρg). 4. Важным критерием в работе материала является трещиностойкость (способность тормозить развитие трещины). Концентрации напряжений больше, если длиннее трещина и острее вершина. Пластичные материалы менее склонны к охрупчиванию, т.к. мелкозернистая структура с большим количеством границ зерен тормозит развитие трещины и движение дислокаций. 5. Для выбора материалов ответственного назначения учитывают такие критерии как ударная вязкость KCV (это подтверждается случаями внезапного хрупкого разрушения изделий, изготовленных из сталей высокой пластичности :подвесных мостов, рельсов, автомобильных осей, сосуды высокого давления, трубопроводы), температурный порог хладноломкости.