Сталь 30хгса характеристики применение


Марка стали 30ХГСА расшифровка, характеристики, применение, аналоги и заменители

Содержание

  • 1 Аналоги, Заменители
  • 2 Расшифровка стали 30ХГСА
  • 3 Применение 30ХГСА
  • 4 Свариваемость
  • 5 Характеристики
    • 5.1 Плотность ρ кг/см3 при температуре испытаний, °С
    • 5.2 Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С
    • 5.3 Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
    • 5.4 Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
    • 5.5 Коэффициент линейного расширения α*106, К-1, при температуре испытаний, °С
    • 5.6 Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний, °С
    • 5.7 Модуль упругости при сдвиге на кручением G, ГПа, при температуре испытаний °С
  • 6 Температура критических точек
  • 7 Химический состав, % (ГОСТ 4345-2016)
  • 8 Механические свойства
  • 9 Механические свойства в зависимости от сечения
  • 10 Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
  • 11 Механические свойства при повышенных температурах
  • 12 Предел выносливости
  • 13 Ударная вязкость КСМ
  • 14 Технологические свойства
  • 15 Критический диаметр d после закалки в различных средах
  • 16 Узнать еще

Аналоги, Заменители

Стали заменители 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА.

Расшифровка стали 30ХГСА

Цифра 30 указывает среднее содержание углерода в сотых долях %, т.е. содержание углерода в стали около 0,3%.
Буква Х — указывает на присутствие в стали хрома, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание хрома не превышает 1,5%.
Буква Г — указывает на присутствие в стали марганца, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание марганца не превышает 1,5%.
Буква С — указывает на присутствие в стали кремния, отсутствие после буквы цифры означает, что содержание кремния не превышает 1,5%.
Буква А в конце маркировки стали означает, что сталь является высококачественной.

Применение 30ХГСА

Сталь 30ХГСА применяется для изготовления валов, осей, зубчатых колес, фланцев, корпусов обшивки, лопаток компрессорных машин, работающих при температуре до 200 °С, рычагов, толкателей, ответственных сварных конструкций, детали работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, детали работающие при низких температурах.

Свариваемость

Сталь 30ХГСА является ограничено свариваемой. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС (Контактно Точечная Сварка) без ограничений

Характеристики

Удельное электросопротивление ρ, при при 20 °С — 210 нОм*м

Плотность ρ кг/см3 при температуре испытаний, °С
Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
30ХГСА 7850 7830 7800 7760 7730 7700 7670
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К) при температуре испытаний, °С
Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
30ХГСА 38 38 37 37 36 34 33 31 30
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К), при температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
496 504 512 533 554 584 622 693
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
46 46 41 33 29
Коэффициент линейного расширения α*106, К-1, при температуре испытаний, °С
20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900 20-1000
11,7 12,3 12,9 13,4 13,7 14,0 14,3 12,9
Модуль нормальной упругости Е, ГПа, при температуре испытаний, °С
Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
30ХГСА 215 211 203 196 184 173 164 143 125
Модуль упругости при сдвиге на кручением G, ГПа, при температуре испытаний °С
Сталь 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
30ХГСА 84 82 79 75 71 66 62 54 47

Температура критических точек

Ас1 Ас3 Ar3 Ar1 Mн
760 830 705 670 352

Химический состав, % (ГОСТ 4345-2016)

Сталь C Si Mn Cr Ni Mo Al Ti V B
30ХГСА 0,28-0,34 0,90-1,20 0,80-1,10 0,80-1,10

По ГОСТ 4345-2016 массовая доля азота (N) не должна превышать:
в мартеновской стали — 0,005 %;
в кислородно-конвертерной стали:
— без внепечной обработки:
0,006 % — для тонколистовой металлопродукции и ленты;
0,008 % — для остальных видов металлопродукции;
— с внепечной обработкой:
0,010 % — для тонколистовой металлопродукции и ленты;
0,012 % — для остальных видов металлопродукции;
в стали, выплавленной в электропечах, — 0,012 %.
Массовая доля азота в стали не нормируется и не контролируется в случаях:
— если в стали массовая доля общего алюминия составляет не менее 0,020 % или кислотораство­римого алюминия — не менее 0,015 %, или
-вводятся, по отдельности или в любом сочетании, азотосвязывающие элементы (титан — не более 0,040 %, ванадий — не более 0,05 %, ниобий — не более 0,05 %), при этом суммарная массовая доля алюминия, титана, ванадия и ниобия должна быть от 0,02 % до 0,15 %. Массовая доля перечис­ленных элементов должна быть указана в документе о качестве.

Допускается массовая доля остаточных элементов, не более: вольфрама — 0,20 %, молибдена — 0,11 %, ванадия — 0,05 % и остаточного или преднамеренно введенного титана (за исключением стали марок, перечисленных в примечании 1 настоящей таблицы) — не более 0,03 %.

По ГОСТ 4345-2016 массовая доля фосфора, серы и остаточных элементов (меди, никеля и хрома) по анализу ковшовой пробы и в готовой металлопродукции должна соответствовать требованиям таблицы 2.

Механические свойства

Источник Состояние поставки Сечение, мм КП σ0,2 МПа σв МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/см2 Твердость HB, не более
не менее
ГОСТ 4543-71 Пруток. Закалка с
880 °С в масле;
отпуск при 540 °С,
охл. в воде или
масле
25 830 1080 10 45 49
ГОСТ 8479-70 Поковка. Закалка +
отпуск
До 100 490 490 655 16 45 59 212-248
100-300 490 490 655 13 40 54 212-248
До 100 540 540 685 15 45 59 223-262
До 100 590 590 735 14 45 59 235-277
100-300 590 590 735 13 40 49 235-277
До 100 640 640 785 13 42 59 248-293
До 100 675 675 835 13 42 59 262-311
Пруток. Закалка с
860-880 °С в масле;
отпуск при 200-250 °С,
охл. на воздухе
30 1270 1470 7 40 HRCэ 43-51
Пруток. Закалка с
860-880 °С в масле;
отпуск при 540-560 °С,
охл. в воде
или масле
60 690 880 9 45 59 225

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм σ0,2 МПа σв МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см2
30 880 1000 12 50 69
60 760 880 12 50 69
80 740 860 14 50 78
120 670 820 14 50 78
160 590 740 14 60 78
200 530 720 14 45 59
240 490 710 14 46 59

Примечание. Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 600 °С, охл. в воде.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп., °С σ0,2 МПа σв МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см2 Твердость HB, не более
200 1570 1700 11 44 88 487
300 1520 1630 11 54 69 470
400 1320 1420 12 56 49 412
500 1140 1220 15 56 78 362
600 940 1040 19 62 137 300

Механические свойства при повышенных температурах

tисп., °С σ0,2 МПа σв МПа δ5, % ψ% KCU, Дж/см2
Пруток. Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 560 °С
300 820 980 11 50 127
400 780 900 16 69 98
500 640 690 21 84 78
550 490 540 27 84 64
Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный.
Скорость деформирования 2 мм/мин; скорость деформации 0,0013 1/с
700 175 59 51
800 85 62 75
900 53 84 90
1000 37 71 90
1100 21 59 90
1200 10 85 90

Предел выносливости

Прочностные характеристики σ-1, МПа τ-1, МПа n
σв = 1670 МПа 490 1666 107
σв = 880 МПа 372 882 107
σв = 1080 МПа 470 106
Закалка с 870 °С; отпуск при 200 °С 696
Закалка с 870 °С; отпуск при 400 °С 637

Ударная вязкость КСМ

Термообработка KCU, Дж/см2, при температуре, °С
+20 -20 -40 -60 -80
Закалка с 880 °С в масле; отпуск при 580-600 °С,
σв = 1000 МПа
69 55 41 35 23

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1240, конца 800. Сечения до 50 мм охлаждаются на воздухе, сечения 51—100 мм — в ящиках.

Обрабатываемость резанием — Kv тв.спл = 0,75 и Kv б.ст = 0,85 в горячекатаном состоянии при НВ 207-217 иов =710 МПа.
Флокеночувствительность — чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости — склонна.

Критический диаметр d после закалки в различных средах

Количество мартенсита, % Критическая твердость HRC3 d, мм, после закалки
в воде в масле
50 38-43 60-91 34-60
90 43-48 40-68 18-40

Сталь 30ХГСА - характеристика, химический состав, свойства, твердость

Доска объявлений

Сталь 30ХГСА - характеристика, химический состав, свойства, твердость

Сталь 30ХГСА

Общие сведения

Заменитель

Стали: 40ХФА, 35ХМ, 40ХМ, 25ХГСА, 35ХГСА.

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 11269-76. Лист тонкий ГОСТ 11268-76. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 21729-76, ГОСТ 13663-68, ГОСТ 9567-75.

Назначение

Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Химический состав

Химический элемент

%

Кремний (Si) 0.90-1.20
Медь (Cu), не более 0.30
Марганец (Mn) 0.80-1.10
Никель (Ni), не более 0.30
Фосфор (P), не более 0.025
Хром (Cr) 0.80-1.10
Сера (S), не более 0.025

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ

Пруток. Закалка 880 °С, масло Отпуск 540 °С, вода или масло.

  25  830  1080  10  45  49     

Поковки. Закалка. Отпуск.

КП 490  <100  490  655  16  45  59  212-248   
КП 490  100-300  490  655  13  40  54  212-248   
КП 540  <100  540  685  15  45  59  223-262   
КП 590  <100  590  735  14  45  59  235-277   
КП 590  100-300  590  735  13  40  49  235-277   
КП 640  <100  640  785  13  42  59  248-293   
КП 675  <100  675  835  13  42  59  262-311   

Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 200-250 °С, воздух.

  30  1270  1470  40      43-51 

Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 540-560 °С, вода или масло.

  60  690  880  45  59  225   

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2

Пруток. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С.

300  820  980  11  50  127 
400  780  900  16  69  98 
500  640  690  21  84  78 
550  490  540  27  84  64 

Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин. Скорость деформации 0,0013 1/с [81]

700    175  59  51   
800    85  62  75   
900    53  84  90   
1000    37  71  90   
1100    21  59  90   
1200    10  85  90   

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB

Диаметр 20-70 мм, закалка 880 °С, масло. После отпуска охлаждение в воде.

200  1570  1700  11  44  88  487 
300  1520  1630  11  54  69  470 
400  1320  1420  12  56  49  412 
500  1140  1220  15  56  78  362 
600  940  1040  19  62  137  300 

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2

Закалка 880 °С, масло. Отпуск 600 °С, вода.

30  880  1000  12  50  69 
50  760  880  12  50  69 
80  740  860  14  50  78 
120  670  820  14  50  78 
160  590  740  14  50  78 
200  530  720  14  45  59 
240  490  710  14  45  59 

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1240, конца 800. Сечения до 50 мм охлаждаются в штабелях на воздухе, 51-100 мм - в ящиках.
Свариваемость
ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка, КТС без ограничений.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 207-217 и sB = 710 МПа Ku тв.спл. = 0.85, Ku б.ст. = 0.75.
Склонность к отпускной способности
склонна
Флокеночувствительность
чувствительна

Температура критических точек

Критическая точка

°С

Ac1

760

Ac3

830

Ar3

705

Ar1

670

Mn

352

Ударная вязкость

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2

Состояние поставки, термообработка

+20

-20

-40

-60

-80

Закалка 880 С, масло. Отпуск 580-600 С. бв = 1000 МПа.

69

55

41

35

23

Предел выносливости

s-1, МПа

t-1, МПа

n

sB, МПа

Термообработка, состояние стали

 490

 1666

 1Е+7

 1670

 

 372

 882

 1Е+7

 880

 

 470

 

 1Е+6

 1080

 

 696

 

 

 

Закалка 870 С. Отпуск 200 С 

 637

 

 

 

Закалка 870 С. Отпуск 400 С 

Прокаливаемость

Твердость HRCэ.

Расстояние от торца, мм / HRC э

 1.5

 3

 4.5

 6

 9

 12

 15

 18

 21

 24

 50.5-55

 49-54

 47.5-53

 46-52.5

 41.5-52

 38-51

 36-48.5

 35.5-46.5

 33-44.5

 30-43

Кол-во мартенсита, %

Крит.диам. в воде, мм

Крит.диам. в масле, мм

Крит. твердость, HRCэ

50 

60-91 

34-60 

38-43 

90 

40-68 

18-40 

43-48 

Физические свойства

Температура испытания, °С

20 

100 

200 

300 

400 

500 

600 

700 

800 

900 

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

215 

211 

203 

196 

184 

173 

164 

143 

125 

 

Плотность, pn, кг/см3

7850 

7830 

7800 

7760 

7730 

7700 

7670 

 

 

 

Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

38 

38 

37 

37 

36 

34 

33 

31 

30 

 

Уд. электросопротивление (p, НОм · м)

210 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура испытания, °С

20- 100 

20- 200 

20- 300 

20- 400 

20- 500 

20- 600 

20- 700 

20- 800 

20- 900 

20- 1000 

Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)

11.7 

12.3 

12.9 

13.4 

13.7 

14.0 

14.3 

12.9 

 

 

Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))

496 

504 

512 

533 

554 

584 

622 

693 

 

 

[ Назад ]

плотность, предел прочности, предел текучести. Применение стали 30хгса

30хгса – это обозначение легированной конструкционной стали, которая широко известна под названием хромансиль. Благодаря своим главным легирующим элементам – кремнию, хрому и марганцу – она наделена высокой коррозионной устойчивостью, отличаясь при этом умеренной вязкостью и относительно небольшой прокаливаемостью (25-40 мм). Помимо наличия в названии данного сплава символов, обозначающих легирующие компоненты, есть еще один – это буква «а», говорящая нам о том, что мы имеем дело с высококачественной сталью.

Химический состав сплава 30хгса

Процентное соотношение входящих в сплав марки 30хгса элементов следующее:

  • Fe – 96,0%
  • С – 0,28-0,34%
  • Si – 1,0%
  • Mn – 1,0%
  • Cr – 1,0%
  • Cu – 0,30%
  • Ni – 0,30%
  • S – 0,025%
  • P – 0,025%

Сталь 30хгса: физические свойства

Плотность стали 30хгса составляет 7850 кг/м3. Наличие в данном сплаве легирующих элементов наделяет сталь 30хгса особыми свойствами:

  • кремний  - способствует повышению температурного запаса вязкости и ударной вязкости
  • марганец – повышает износоустойчивость стали и её стойкость к ударным нагрузкам
  • хром – наделяет сплав устойчивостью к коррозии и твёрдостью

Предел прочности и предел текучести стали 30хгса в зависимости от режима термообработки можно найти в следующей таблице:

Основные физические характеристики стали хромансиль представлены ниже:

Сталь 30хгса: применение

Этот высококачественный конструкционный сплав изначально был разработан для авиационной промышленности. Инженеры Всероссийского Института Авиационных Материалов совершили настоящий прорыв, создав сталь, которой и сегодня тяжело найти достойный аналог. Из неё производили и продолжают производить детали для самолетов: фланцы, оси, валы, элементы обшивки и т.п.

Сталь 30хгса демонстрирует свои отменные качества, находясь в условиях низких температур (до 200оС) и знакопеременных нагрузок. Отменные качества хромансиля сделали его популярным не только в авиа-, но и в машиностроении, где сплав 30хгса идёт на изготовление различных улучшаемых деталей: рычагов подвесок, толкателей, разнообразных сварных конструкций и т.д. В качестве аналогов металла данной марки чаще всего используются сплавы 25хгса, 35хгса 35хм, 40хфа и 40хн.

В настоящее время приобрести сталь 30хгса можно в виде проката, выпущенного согласно ГОСТам:

  • ГОСТы 1051-73, 7417-75, 8559-75, 8560-78 и 10702-78 – калиброванный пруток
  • ГОСТ 14955-77 – серебрянка и шлифованный пруток
  • ГОСТы 13663-68, 9567-75, 8734-75, 21729-76, 8732-78, 8731-87 и 8733-87 – трубы
  • ГОСТ 11268-76 – лист тонкий
  • ГОСТ 11269-76 – лист толстый
  • ГОСТы 8479-70 и 1133-71 – поковки и кованые заготовки
  • ГОСТ 103-76 – полосы

"Легированные стали и специальные сплавы". Занятие 2.

Материаловедение

ЦК КТЭЛА

Раздел I. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Тема 1.6. Легированные стали и специальные сплавы

Занятие №2.

Учебные вопросы:

5. Конструкционные легированные стали, их свойства, марки и применение

6. Понятие об окалиностойкости и жаропрочности

7. Нержавеющие и жаропрочные стали

8. Сплавы для изготовления двигателей

5. Конструкционные легированные стали, их свойства, марки и применение

Марганцовистые стали

Марганцовистые стали 10Г2 и 12Г2А обладают высокими пластическими свойствами, хорошо свариваются всеми видами сварки.

Применяются после нормализации для изготовления сварных и штампованных деталей.

12Г2А повышенной прочности имеет высокие пластические свойства, хорошо расклепывается, сваривается.

Применяется для изготовления заклепок ответственных деталей. Готовые заклепки подвергаются закалке и отпуску при 600—620°С.

10Г2 имеет плохие технологические свойства, подвергается термической обработке (закалке и отпуску), что придает ей повышенную прочность и упругость.

Применяется для изготовления пружин и упругих шайб под гайки.

Хромомарганцовистокремниевые стали (хромансиль)

Сталь 25ХГСА обладает высокой прочностью, в отоженном состоянии имеет хорошую пластичность, удовлетворительно обрабатывается резанием, хорошо сваривается, особенно газовой сваркой.

Применяется для изготовления ответственных сварных и штампованных деталей.

Сталь 30ХГСА имеет повышенные механические свойства, хорошо сваривается дуговой и удовлетворительно другими видами сварки. Нельзя допускать присутствия в одном термически обрабатываемом узле деталей из 25ХГСА и 30ХГСА, так как данные стали имеют различные режимы отпуска.

Применяется для изготовления сварных, штампованных, клепаных узлов, болтов, стоек шасси самолета, высоконагруженных стыковочных соединений, деталей турбореактивных двигателей.

Сталь 30ХГСНА обладает высокой пластичностью, хорошо обрабатывается резанием, давлением, хорошо сваривается дуговой сваркой.

Применяется для изготовления деталей шасси, полок и поясов центроплана и крыла самолета, стыковочных соединений, болтов.

Хромистые стали

Сталь ШХ15 — наиболее твердая, износоустойчивая.

Применяется для изготовления шариков, роликов и колец подшипников качения.

Сталь 38ХА имеет высокую прочность и вязкость, обладает хорошей прокаливаемостью.

Применяется для изготовления химически обрабатываемых деталей: втулок, стаканов, шестерен, болтов, шпилек, гаек и др.

Хромомолибденованадиевые стали

Сталь 35ХМФА обладает высокой прочностью.

Применяется в термически обработанном состоянии для изготовления деталей воздушных винтов, коленчатых валов маломощных двигателей и других деталей.

Хромованадиевые стали

Сталь 40ХФА имеет высокую прочность, небольшую прокаливаемость.

Применяется в термически обработанном состоянии для изготовления деталей воздушных винтов, кронштейнов, траверс, болтов, а также для изготовления деталей, подвергающихся азотированию.

Сталь 50ХФА имеет высокую прочность и высокий предел упругости.

Применяется для изготовления ответственных пружин (пружины загрузочного механизма управления вертолетом, самолетом; пружины клапанов газораспределения), замков поршневых пальцев, пружинных замков, стопорных колец и т. д.

Хромоникелевые стали

Сталь 12ХН3А имеет высокую прочность, хорошие технологические свойства.

Применяется для изготовления деталей, подвергающихся цементации и испытывающих повышенные напряжения и динамические нагрузки (шестерен, поршневых колец, распределительных и приводных валиков, осей, роликов, зубчатых колес, редукторов).

Сталь 12Х2НЧА цементируется, имеет высокую прочность и вязкость, хорошие технологические свойства.

Применяется для изготовления ответственных деталей, испытывающих повышенные напряжения и динамические нагрузки (валиков, шестерен, осей, соединительных втулок, сателлитов, поршневых пальцев и др.).

Сталь 37ХН3А не цементируется, имеет повышенные механические и хорошие технологические свойства.

Применяется для изготовления шестерен, шпилек, валиков, болтов, гаек, верхних тарелок пружин клапанов и других деталей, не требующих цементации.

Хромоникелемолибденовые (вольфрамовые) стали

Сталь 18ХНВА имеет хорошие механические и технологические свойства.

Применяется для изготовления ответственных деталей (цементируемых и нецементируемых), испытывающих высокие напряжения и динамические нагрузки (коленчатых валов, валов редукторов, турбин и компрессоров, цапф, высоконагруженных болтов и шпилек, шатунов и т. д.).

Сталь 18Х2Н4ВА применяется для высоконагруженных ответственных деталей (несущих винтов вертолетов, ведущих валов редукторов двигателей, ответственных болтов и др.).

Сталь 40XHМA имеет высокую прочность, хорошие технологические и механические свойства.

Применяется для изготовления деталей, испытывающих высокие напряжения и динамические нагрузки (валов, винтов, турбин и компрессоров турбовинтовых двигателей, дисков турбин и компрессоров, цапф и др.).

Сталь 33XHA применяется для изготовления нагруженных деталей турбореактивных двигателей, работающих при температурах до 450°С (дисков компрессора, цапф компрессора и др.).

Хромомолибденоалюминиевая сталь

Сталь 38ХМЮА применяется для изготовления гильз цилиндров, пальцев шатунов, зубчатых колес, форсуночных колец, корпуса задней опоры компрессоров турбореактивных двигателей и т. д.

6. Понятие об окалиностойкости и жаропрочности

Жаростойкость (окалиностойкость) — сопротивление металла окислению при высоких температурах.

Начальная стадия окисления — чисто химический процесс, однако, дальнейшее течение окисления — уже сложный процесс, заключающийся не только в химическом соединении кислорода и металла, но и диффузии атомов кислорода и металла через многофазный окисленный слой. При плотной плёнке скорость нарастания окалины определяется скоростью диффузии атомов сквозь толщину окалины, что в свою очередь зависит от температуры и строения окисной плёнки.

Повышение жаростойкости достигается главным образом введением в сталь хрома, а также алюминия и кремния, то есть элементов, находящихся в твёрдом растворе и образующих в процессе нагрева защитные плёнки оксидов.

Жаропрочность — способность конструкционных материалов работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения.

Для количественной оценки жаропрочности проводятся механические испытания на ползучесть и длительную прочность, из которых определяются такие характеристики как:

  • предел длительной прочности — наибольшее механическое напряжение, которое выдерживает материал без разрушения при заданных температуре, длительности испытания и рабочей атмосфере;

  • предел ползучести — напряжение, которое вызывает заданную скорость деформации за некоторое принятое время при данной температуре;

  • время до разрушения при заданных напряжении, температуре и рабочей атмосфере.

7. Нержавеющие и жаропрочные стали

Коррозионностойкие (нержавеющие), окалиностойкие и

жаропрочные стали (ГОСТ 5632—72)

Коррозионностойкой (или нержавеющей) называют сталь, обладающую высокой химической стойкостью в агрессивных средах. Легирование стали большим количеством хрома или хрома и никеля придает ей высокую сопротивляемость коррозии. При высоких темературах металлы и сплавы вступают во взаимодействие с окружающей газовой средой, что вызывает газовую коррозию (окисление) и разрушение материала. Для изготовления конструкций и деталей, работающих в условиях повышенной температуры (400—900°С) и окисления в газовой среде, применяют специальные жаростойкие (окалиностойкие) стали.

Жаростойкостью (или окалиностойкостью) называется способность материала противостоять коррозионному разрушению под действием, воздуха или других газовых сред при высоких температурах. Некоторые детали машин (двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, металлургического оборудования, реактивных двигателей и других) длительное время работают при больших нагрузках и высоких температурах (500—1100°С). Для изготовления таких деталей применяют жаропрочные стали. Жаропрочностью называют способность материала выдерживать механические нагрузки без существенных деформаций при высоких температурах.

Сталь Х18Н9 устойчива к окислению в воздушной среде при температуре до 850°С, а в атмосфере продуктов сгорания до 750°С. Для получения структуры однородного аустенита она подвергается закалке с 1100—1150°С, после чего становится более стойкой к коррозии и более пластичной, но имеет низкую прочность. Холодной деформацией удается повысить предел ее прочности. Сталь поставляется в виде листов, труб, лент.

Применяется для изготовления деталей и элементов машин и летательных аппаратов из холоднокатаных листов или лент, соединяемых сваркой. Рабочие температуры не должны превышать 500°С.

Сталь 2Х13Н4Г9 (ЭИ100) содержит пониженное количество хрома и никеля, которые частично заменены марганцем.

Применяется для изготовления деталей, работающих при температуре не более 500°С (детали крыла и фюзеляжа, противопожарных перегородок, боковых створок капотов вертолета, полозья лыж и др.).

Сталь 12Х18Н9Т устойчива к окислению на воздухе. Длительный нагрев ее при 600—850°С в течение 100 ч не вызывает изменения прочности. Хорошо обрабатывается холодной обработкой давлением, хорошо сваривается всеми видами сварки.

Применяется для изготовления замков лопаток компрессора, сеток, деталей корпуса камер сгорания, кожухов рабочих форсунок, деталей соплового аппарата турбин, турбореактивных двигателей, выхлопных систем, кожухов трансмиссий, трубопроводов гидросистем и других деталей, работающих в условиях влажной среды и при высоких температурах.

Сталь 13Х14НВФРА (ЭИ736) — окалиностойкая, имеет высокую прочность и достаточную пластичность, хорошо сваривается всеми видами сварки.

Применяется для изготовления лопаток спрямляющего аппарата компрессора.

Сталь 12Х25Н16Г7АР — нержавеющая окалиностойкая. Окалиностойкость у данной стали до 700—1200°С. После закалки имеет высокую пластичность при умеренной прочности, повышенную жаропрочность по сравнению с Х18Н9Т.

Сталь 12Х18Н10Т обладает высокой пластичностью после закалки, хорошо сваривается всеми видами сварки.

Применяется для изготовления деталей с повышенной коррозионной стойкостью (деталей крепления, элементов конструкций турбореактивных двигателей, втулок, фланцев, патрубков, деталей камер сгорания и т. д.).

Сталь ХН38ВТ (ЭИ703) содержит большое количество хрома и никеля, легирована титаном, вольфрамом и алюминием. Структура ее после закалки— аустенит. Хорошо обрабатывается давлением, хорошо сваривается аргонно-дуговой, дуговой и контактной сварками. Данная сталь имеет высокую окалиностоикость и жаропрочность.

Применяется для изготовления жаровых труб камер сгорания.

8. Сплавы для изготовления двигателей

Сплав ХН75МБТЮ (ЭИ602) имеет структуру твердого раствора на основе никеля. У него высокая пластичность, хорошо высаживается, штампуется в холодном состоянии, сваривается аргонно-дуговой и контактной сварками. Сплав устойчив против коробления и растрескивания.

Применяется для жаровых труб камер сгорания, работающих при 800—850°С.

Сплав ХН77ТЮР (ЭИ437Б) на основе никеля. Введение в сплав небольшого количества бора увеличивает его длительную прочность и пластичность при высоких температурах. Сплав имеет высокий предел ползучести до 750°С и окалиностойкость до 900°С, высокое сопротивление усталости.

Применяется для изготовления лопаток сопловых аппаратов, лопаток турбин, соединительных валов, дисков турбин, колец корпуса турбин и деталей компрессора газотурбинных двигателей. Механические свойства зависят от режима термической обработки. Для данного сплава рекомендуется дробеструйная обработка с целью повышения жаропрочности. Лучшие результаты дает шлифование и полирование. Сплав ЭИ437Б хорошо сваривается электрошлаковой сваркой, хорошо обрабатывается резанием, хорошо штампуется.

Сплав ХН70ВМТЮ (ЭИ617) имеет структуру твердого раствора никеля, который упрочняется хромом, титаном, алюминием и тугоплавкими элементами. Взаимодействие этих компонентов придает сплаву высокую жаропрочность, окалиностойкость. Сплав проходит двойную закалку и старение. Обработка резанием его затруднена, давлением обрабатывается удовлетворительно.

Сплав применяется для изготовления рабочих лопаток газовых турбин, работающих при 850—900°С.

Сплав 4Х12Н8Г8МФБ (ЭИ481) — структура аустенитная, упрочняется карбидами. Имеет высокую жаропрочность, выносливость, небольшой коэффициент линейного расширения, хорошую теплопроводность, хорошо обрабатывается давлением и резанием. Имеет хорошие литейные свойства.

Применяется для изготовления дисков, сопловых колец и крепежных деталей газовых турбин реактивных двигателей.

Тема 1.6. Занятие №2. Легированные стали и специальные сплавы 5

Какие виды закалочной стали популярны?

Без закалки и отпуска сталь не была бы такой прочной, а двигатели и детали машин, подвергающихся этому процессу, не были бы такими прочными. Термическая закалка позволяет получать стали с различными прочностными, ударными и пластическими параметрами. Основной вопрос, однако, заключается в том, какую сталь используют для закалки или отпуска?

Закаленная сталь - характеристика

В процессе термического улучшения применяют качественные, низколегированные и легированные конструкционные стали марки с содержанием углерода от 0,25 до 0,6%. Где используется закалочная сталь? Как легированные, так и низколегированные успешно применяются для создания деталей машин и поверхностного упрочнения. Такая сталь должна обладать лучшими свойствами, ведь из изготавливают детали для пулеметов, автомобильные и корабельные валы, а также коленчатые валы . По словам специалиста «Полмет», процесс улучшения стали тесно связан с симбиозом закалки и высокого отпуска. Авиакосмическая и оборонная промышленность была бы неполной без закаленной стали .Каковы его виды?

Типы закаленных сталей

Существует несколько типов стали этого типа, каждый из которых имеет разные свойства и применение.

  • Сталь рессорная 50ХС 50ХФ 65Г - в основном используется в автомобильной промышленности при производстве специфических элементов, таких как шестерни, оси, рычаги, коленчатые валы, элементы рулевых систем.
  • Легированная сталь
  • 30х3Н2М, 34ХНМ, 36ХНМ, 40Х, 40ХМ - как правило, для деталей машин, которые должны быть очень прочными.Он идеально подходит практически для любого типа промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую, машиностроительную и даже энергетическую. Здесь производятся диски, обода, шатуны, шестерни, роторы и рычаги.
  • Легированная сталь 30ХГС, 35ХГС - одна из наиболее часто используемых сталей для закалки и отпуска таких деталей, как: втулки, валы, шпиндели, шестерни и др.
  • Сталь конструкционная марок 45, 55, 60 - предназначена для изготовления машин и деталей, подвергающихся средним нагрузкам.Идеально подходит для машиностроительной промышленности, например, для шпинделей, колец, валов, поршневых штоков и сельскохозяйственных инструментов.
  • Легированная сталь
  • 18HGM - предназначена для более крупных деталей, например, валов и шестерен.

На рынке представлено еще больше видов стали для закалки и отпуска. Важно всегда выбирать качественный, который лучше всего подходит для детали. Ведь без него авиационная, оборонная и автомобильная промышленность не функционировали бы эффективно.

.

ПОЛУЧЕНИЕ | Инструментальная сталь для холодной обработки

Инструментальная сталь для холодной обработки

NC6 / 1.2063


Сталь, используемая для инструментов и приспособлений для резки и резания толщиной до 15 мм, таких как: метчики, плашки, развертки, резцы для нарезки напильников, станочные сверла, калибры, плашки для холодной глубокой вытяжки, режущие пластины для матриц. Сталь со средней прокаливаемостью и высокой твердостью, с хорошей обрабатываемостью и стойкостью к истиранию. Характеризуется малой склонностью к короблению и изменению размеров при закалке, а также низкой пластичностью и стойкостью к отпуску.

NC6/1.2063 - аналоги по стандартам
Номер детали W. № ЕН АИСИ Россия Другое Другое
NC6 1.2063 - - - 145Cr6 -
NC6/1.2063 - химический состав [%]
С Си Мн Кр Пн Ni В Медь S макс. P макс.
1,30 0,15 0,40 1,30 Максимум Максимум 0,10 Максимум - -
1,45 0,40 0,70 1,65 0,20 0,35 0,25 0,16 0,030 0,030

Твердость:

в размягченном состоянии

248 НВ

улучшенный

60 HRc

Технологические процессы:

сварка

поковка

ДА

прокатка

ДА

азотирование

закалка

ДА

темп.810 - 830°С - масло

закалка

ДА

температура 150 - 260°С

NC10/1.2201


Хромистая сталь Ledeburic, используемая для высокопроизводительных режущих инструментов, ножниц для листового металла, инструментов для нарезания резьбы, штампов для волочения проволоки, формовочных роликов. Сталь с высокой прокаливаемостью, малой склонностью к короблению и растрескиванию при закалке.

NC10/1.2201 - аналоги по стандартам
Номер детали W. № ЕН АИСИ Россия Другое Другое
NC10 - - - - 1.2201 -
Вт
NC10/1.2201 - химический состав [%]
С Си Мн Кр Пн Ni Медь Вт S макс. P макс.
1,50 0,15 0,15 11,0 Максимум Максимум Максимум - - -
1,80 0,40 0,45 13,0 0,04 0,10 0,13 - 0,030 0,030

Твердость:

в размягченном состоянии

255 НВ

улучшенный

60 HRc

Технологические процессы:

сварка

поковка

ДА

прокатка

ДА

азотирование

ДА

закалка

ДА

темп.980 - 1000°С - масло

закалка

ДА

температура 220 - 450°С

NC11/1.2080


Ledeburic, хромированная инструментальная сталь для холодной обработки, в основном для инструментов, от которых требуется высокая износостойкость и стабильность формы при закалке, таких как: волочильные штампы и натяжные кольца, пробивные штампы, резьбонарезные станки для холодной обработки, дисковые ножи, штампы и штампы для экструзии.Сталь с очень высокой прокаливаемостью и низкой ударной вязкостью.

NC11/1.2080 - аналоги по стандартам
Номер детали W. № ЕН АИСИ Россия Другое Другое
NC11 1.2080 X210Cr12 ~ Д3 х22 К100 Кр12
Вт
NC11/1.2080 - химический состав [%]
С Мн Си Р С Кр Ni Пн Вт В
1,80 0,15 0,15 Максимум Максимум 11,0 Максимум Максимум Максимум Максимум
2.10 0,45 0,40 0,03 0,03 13,0 0,35 0,20 0,20 0,15

Твердость:

в размягченном состоянии

255 НВ

улучшенный

62 HRc

Технологические процессы:

сварка

поковка

ДА

прокатка

ДА

азотирование

ДА

закалка

ДА

темп.960 - 980°С - масло

закалка

ДА

температура 220 - 450°С

NC11LV / 1.2379


Хромированная ледебуровая инструментальная сталь премиум-класса для высокопроизводительных режущих инструментов, где требуется повышенная пластичность, таких как протяжки, фрезы, развертки, инструменты для экструзии и глубокой вытяжки, инструменты для холодной экструзии.Возможно азотирование после закалки, очень хорошая прокаливаемость, стойкость к истиранию, низкая склонность к деформации. За счет содержания молибдена и ванадия значительно долговечнее NC10.

NC11LV/1.2379 - аналоги по стандартам
Номер детали W. № ЕН АИСИ Россия Другое Другое
NC11LV 1.2379 X160CrMoV121 Д2 х22МФ К110 -
Вт
NC11LV / 1.2379 - химический состав [%]
С Си Мн Кр Пн Ni В Вт С Р
1,50 0,10 0,15 11,0 0,60 - 0,90 - - -
1,60 0,40 0,45 12,0 0,80 - 1.10 - 0,30 0,30

Твердость:

в размягченном состоянии

255 НВ

улучшенный

60 HRc

Технологические процессы:

сварка

поковка

ДА

прокатка

ДА

азотирование

ДА

закалка

ДА

темп.960 - 1030°С - масло/воздух

закалка

ДА

температура 220 - 550°С

НМВ / 1.2842


Сталь инструментальная холодная для изготовления калибров и измерительных инструментов, метчиков, плашек, разверток, штампов, дисковых и дисковых ножей для бумаги, кожи, резцов по дереву, штампов для производства заготовок из листового металла толщиной до 5 мм .Сталь с высокой прокаливаемостью, средней стойкостью к истиранию и механической обработке, очень низкой склонностью к деформации.

НМВ/1.2842 - аналоги по стандартам
Номер детали W. № ЕН АИСИ Россия Другое Другое
НМВ 1.2842 90MnV8 О2 9G2F К720 -
Вт
НМВ/1.2842 - химический состав [%]
С Си Мн Кр Пн Ni В Вт С Р
0,85 0,15 1,80 Максимум Максимум Максимум 0,10 Максимум - -
0,95 0,40 2.10 0,35 0,20 0,35 0,25 0,20 0,030 0,030

Твердость:

в размягченном состоянии

229 НВ

улучшенный

61 HRc

Технологические процессы:

сварка

поковка

ДА

прокатка

ДА

азотирование

закалка

ДА

темп.780 - 800°С - масло

закалка

ДА

температура 200 - 280°С

НЗ3/1.2550


Инструментальная сталь для холодной обработки, для пневматических пуансонов, штампов, правильных роликов, деревообрабатывающих инструментов, монетных пуансонов, машин для снятия заусенцев. Сталь с высокой прокаливаемостью, высокой пластичностью, режущей способностью, ударопрочностью и ударопрочностью, с достаточно высокой твердостью и средней стойкостью к истиранию.Очень износостойкий.

NZ3/1.2550 - аналоги по стандартам
Номер детали W. № ЕН АИСИ Россия Другое Другое
NZ3 1.2550 55WCrV8 ~ S1 ~ 6ХВ2С К455 -
Вт
НЗ3/1.2550 - химический состав [%]
С Си Мн Кр Пн Ni В Вт С Р
0,5 0,8 0,15 0,9 Максимум Максимум 0,15 1,7 Максимум Максимум
0,6 1.1 0,45 1,2 0,2 0,35 0,3 0,3 0,03 0,03

Твердость:

в размягченном состоянии

255 НВ

улучшенный

57 HRc

Технологические процессы:

сварка

поковка

ДА

прокатка

ДА

азотирование

закалка

ДА

темп.900 - 920°С - масло

закалка

ДА

температура 200 - 350 °С

СЗ1/1.2210


Хромованадиевая сталь холодной обработки для пуансонов, выталкивателей, пуансонов и гравировальных инструментов. Износостойкая сталь, очень прочная, очень низкая прокаливаемость, очень низкая чувствительность к перегреву, легко поддается механической обработке, поставляется шлифованной, полированной.Единственная инструментальная сталь для холодной обработки таких малых диаметров.

NW1/1.2210 - аналоги по стандартам
Номер детали W. № ЕН АИСИ Россия Другое Другое
СЗ1 1.2210 107CrV3 А681 (Л2) - К510 1.2414
Вт
NW1/1.2210 - химический состав [%]
С Си Мн Кр Пн Ni В Вт С Р
1.10 0,15 0,20 0,50 - - 0,07 - - -
1,25 0,30 0,40 0,80 - - 0,12 - 0,030 0,030

Твердость:

в размягченном состоянии

229 НВ

улучшенный

62 HRc

Технологические процессы:

сварка

поковка

ДА

прокатка

ДА

азотирование

закалка

ДА

темп.780 - 800°С - вода

закалка

ДА

температура 220 - 320°С

.

Твердость и эластичность стали и других металлов и сплавов - почему так трудно иметь и то, и другое?

Твердость и эластичность стали и других металлов и сплавов - почему так трудно иметь и то, и другое?

Прежде всего, нам нужно объяснить, что именно мы подразумеваем в этой статье под эластичностью и твердостью . Это очень общие понятия, которые могут быть определены по-разному в различных обстоятельствах. Объем знаний по этому вопросу огромен.

Однако в этой короткой статье нам нужно немного упростить дело и выделить самые существенные моменты, чтобы это было понятно каждому.Начнем с эластичности стали и других металлов и сплавов. Такие материалы характеризуются кристаллической структурой . Не углубляясь, это означает, что они имеют характерную особенность: до определенной нагрузки они имеют способность возвращаться к исходной форме (после того, как нагрузка затухнет), а после ее превышения создается остаточных деформации , т.е. пластика, или материал разрушен.

Это значение напряжения точно определено для каждого материала.Существуют так называемые прочностные испытания на устройстве, называемом отрывная машина, где образец стержнеобразного материала с уменьшенным диаметром в центре подвергается разрывным усилиям, прикладываемым к его концам.

Соответствующий испытательный прогон (увеличение нагрузки-силы и наблюдение за деформацией) вызывает определение определенных расчетных (на основе приложенной силы и площади поперечного сечения образца) характерных напряжений , при которых наблюдается явное изменение в образце структуры (сильное удлинение с перетяжкой, излом).Короче говоря, чем эластичнее материал, тем большую нагрузку он выдержит и вернется к прежним формам, и наоборот, чем он мягче, чем пластичнее он станет, тем быстрее он начнет безвозвратно деформироваться. Было замечено, что до определенного момента (в пределах упругой деформации материала) зависимость между силой, напряжениями и деформациями носит линейный характер.

Эта закономерность была сформулирована Робертом Гуком еще в 1660 году в виде ut tensio sic vis (какое удлинение, такая сила) .В то время он сформулировал зависимость, называемую сегодня от его имени законом Крюка . В нем говорится, что деформация тела под действием действующей на него силы пропорциональна этой силе. Отношение напряжения, вызванного приложением силы, к результирующей деформации называется модулем упругости Е . Это так называемый модуль Юнга характерный постоянный коэффициент для данного типа материала и некоторым образом определяющий эластичность материала.Это упрощение, чтобы сделать статью понятной.

Удлинение = растяжение / E

или ε = σ / E

Модуль Юнга определяется в [МПа]. Его значение колеблется в пределах: 2,2 x10 5 [МПа] для закаленных сталей и 0,5 (x10 5 ) [МПа] для не очень твердых алюминиевых сплавов.

Обсуждаемое соотношение остается верным только для не очень больших деформаций, не превышающих так называемую Предел Гука (также называемый пределом пропорциональности , эластичности ) и только для некоторых материалов.Закон Гука также предполагает, что деформация тела в ответ на действие сил возникает сразу и полностью исчезает при прекращении действия приложенных сил.

Испытания на разрыв привели к определению определенных значений предельного напряжения, важных для определения механических свойств материала. Исследователи, уже зная зависимости, описанные в законе Гука, также определили, среди прочего:

Предел текучести Re [МПа] - напряжение, которое приводит к значительному постоянному увеличению удлинения.

Прочность на растяжение Rm [МПа] - напряжение, при котором происходит разрушение, разрушение образца.

Пример значений для:

обычные углеродистые стали Re = 200 ÷ 300 [МПа]; Rm = 300 ÷ 800 [МПа]

для сплавов : Re = 300 ÷ 500 [МПа]; Rm = 400 ÷ 1000 [МПа]

для сплавов после термической обработки : Re = 500 ÷ 900 [МПа]; Rm = 500 ÷ 1400 [МПа]

пружинные стали Re = 800 ÷ 1400 [МПа]; Rm = 1000 ÷ 1500 [МПа]

Соотношения между единицами для напоминания: 1 Па = 1 Н/м 2 ; 1 МПа = 1 000 000 Па; 1 кгс = 9,81 Н

Для простоты можно констатировать, что предел текучести является неким пределом упругости, так как с одной стороны происходит потеря упругих свойств , а с другой стороны появляются пластические деформации .Таким образом, чем выше это значение для данного материала, тем материал более эластичен.

Это упрощение для одной группы материалов: стали, стального литья, чугуна, металлических сплавов и дополнительно до определенного уровня твердости. Здесь мы должны добавить к нашим рассмотрениям еще одно свойство материала, которое лучше характеризует упругость при более высоком уровне твердости. Это ударная вязкость (вязкость) и прочность на изгиб (иногда называемая гибкостью).
Чтобы упростить эту сложную тему, назовем ее «пластичность» .Для лучшего понимания давайте сравним пластичность с хрупкостью . Чем более хрупкий материал, тем менее пластичный, и наоборот. Эта особенность лучше определяет эластичность материала и упоминается в анализе в конце статьи.

Твердость материалов 90 120

Надо было как-то определить и измерить по этому количеству-признаку. Такой метод должен был быть простым и единым для разных марок стали и других материалов, чтобы иметь возможность сравнивать полученные результаты.Существует множество методов такого исследования, мы остановимся на наиболее важных из них.

Наиболее известными и используемыми до сих пор являются методы, при которых очень твердый элемент вдавливается под измеряемой нагрузкой в ​​поверхность испытуемого материала. Возникающие при этом напряжения превышают предел текучести и вызывают остаточные деформации поверхности.
Учитывая величину деформации, силу давления и продолжительность, получается результат.

Старейшим представителем этого метода является метод Бринелля основанный на испытании методом, разработанным шведским инженером Йоханом Августом Бринеллем в 1900 году.

Твердомер по Бринеллю с первых дней использования метода

Твердомер по Бринеллю сегодня

Описание метода
Шарик из карбида вольфрама (предварительно закаленная сталь) запрессовывается в специально разработанное устройство с тщательно подобранными диаметрами (в зависимости от группы твердости материала): 1 мм; 2,5 мм; 5 мм; 10мм. Таблицы включают значения силы давления для определенного диаметра шариков и время давления для выбранных типов материалов.
Определим результат этого теста как HB и можем определить его как значение определенного напряжения по формуле: 90 120 HB = сила давления F / площадь поверхности оттиска.

Специальным увеличительным стеклом измеряем диаметр этой полости, вычисляем площадь и, зная силу давления (из настроек прибора, называемого твердомером по Бринелю), можем рассчитать твердость по НВ. 90 120 Приблизительно для углеродистых сталей Rm = 3,4 HB, поэтому HB = Rm / 3,4

С помощью этого метода мы можем измерить твердость до ок.600 ГБ.

Развитие промышленности и науки означало, что изготавливались все более и более твердые материалы, и по мере увеличения Rm метод Бринеля становился неточным. Есть у него и еще один недостаток - так называемый разрушающий тест , отпечаток настолько велик, что практически исключает использование элемента.

Появился метод Роквелла

Этот метод был изобретен двумя жителями Коннектикута, Хьюгоном М. Рокуэллом (1890–1957) и Стэнли П.Роквелла (1886–1940) и запатентован в 1914 г. Первая серия твердомеров под торговой маркой Rockwell была выпущена компанией WILSON в сотрудничестве со Стэнли П. Роквеллом. Твердомеры Rockwell под зарегистрированной торговой маркой «WILSON» до сих пор производятся компанией INSTRON (ITW).

Твердомер по Роквеллу 1930-х годов

и сегодня

Твердость по Роквеллу определяется как HR .Используется несколько разных шкал, каждая из которых предназначена для разных групп материалов:

  • Шкалы C и A используется для закаленных сталей
  • Шкалы B и F используются для незакаленных сталей и цветных металлов.
  • Весы N и T используются, когда испытуемый образец маленький или очень тонкий.

Метод Rockwell заключается в измерении глубины интерференции, выполненной алмазным конусом модели с углом при вершине 120° и радиусом закругления 0,2 мм по шкале С, А и N или сталью , закаленной шарик диаметром 1,5875 мм (1/16") по методам B, F и T с использованием соответствующего давления.Этот метод является быстрым и простым в использовании, так как прибор оснащен датчиком, который градуируется непосредственно в единицах жесткости. Тест Роквелла оставляет на образце лишь едва заметные пятна, поэтому его можно использовать для проверки готовой продукции.

К сожалению, этот метод из-за твердости получаемых материалов оказался недостаточным и мир увидел метод Виккерса.

Метод Виккерса - метод определения твердости металлов, карбидов вольфрама и керамики на основе испытания, проводимого методом, разработанным в 1924 г.Smith and Sandland в Vickers Ltd. Твердость по Виккерсу обозначается как HV .

Твердомер по Виккерсу (также по Бринеллю в одном) вчера - 1970-е

и теперь

Измерение твердости по Виккерсу заключается в вдавливании испытуемого материала квадратной правильной алмазной пирамиды с углом при вершине 136° под заданной статической нагрузкой F и измерении диагоналей d полученного квадратного отпечатка.

Существуют и другие методы измерения твердости, но этих 3-х достаточно для понимания темы данной статьи.

Сравнение оттисков по методам Бринелля, Роквелла и Виккерса (разумеется, при большом увеличении, чтобы показать пропорции между ними)

Теперь, когда мы понимаем понятия эластичности и твердости, мы можем проанализировать некоторые интересные взаимосвязи между ними.

Мы начнем наш анализ с более низких значений упругости и твердости данного материала (стали) и будем двигаться все выше и выше.

Начнем с обычных углеродистых сталей.

Re / Rm 200/300 [МПа] Твердость по HB примерно от HB = 100 и далее

Re / Rm 300/900 [МПа] твердость уже: HB = 200 ÷ 300

для более качественных, легированных и инструментальных сталей после закалки и отпуска эти значения увеличиваются примерно до Re/Rm 900/1400 [МПа] и HB = 600

Последнее значение HB уже закаленная сталь в диапазоне твердости HRC = 50 ÷ 55

практически на этом шкала Бринелля заканчивается.

До этого момента мы можем сказать: твердость материала увеличивается с его эластичностью.

В этот момент начинаем измерять твердость по шкале Роквелла и появляются быстрорежущие инструментальные стали с твердостью HRC = 60 ÷ 66 . Показатель Rm перестает так значительно расти и находится в пределах до Rm = 1600 ÷ 1800 [МПа]; Re = до 1400 [МПа ].

Оказывается, после превышения определенного предела твердости (ок. 50 ÷ 60 HRC ) начинается еще один интересный процесс.
По мере увеличения твердости прочность снижается. Конечно, это все же большие значения, по сравнению, например, с обычной сталью, но закономерность эта ясна. С этого момента мы должны начать выбирать.

Хотим ли мы, чтобы материал (сталь, цементированный карбид, керамические агломераты) был более твердым или более гибким и пластичным?

Мы уже используем шкалу Виккерса, и, например, при твердости около HRC = 68 (конец шкалы Роквелла) твердость по Виккерсу составляет ок. ВС = 1000 . Твердость средней твердосплавной режущей пластины составляет HV = 1500 ÷ 2000·. Эти материалы просто очень твердые, но их ударопрочность, сопротивление изгибу (то есть пластичность) уже не так велики.

Как мы видим, твердость и вязкость — противоположные свойства.

Высокое содержание кобальта и/или крупные зерна повышают ударную вязкость твердого сплава . Более высокая пластичность требуется, когда в процессе эксплуатации возникают внезапные и большие нагрузки, повторно-кратковременный режим работы и т.п.

Для дальнейшего рассмотрения начнем с цементированных карбидов в токарных ножах с напаянными вставками. Маркируются буквой (С, У, К и др.) в зависимости от назначения и цифрой 10, 20, 30, обозначающей твердость и ударную вязкость твердого сплава.

Номер 10 - карбид самый твердый и 30 самый пластичный примеры маркировки: P10, S30, U20, K20 и т.д.

Со сменными пластинами дело обстоит сложнее, так как номенклатура здесь очень разнообразна.Даже если пластина подпадает под действие стандартов , таких как ISO , они определяют только геометрическую форму, а само обозначение марки твердого сплава является обязанностью производителя. Очень оптимистично, что многие производители сменных пластин также используют эти термины: пластина с твердостью и ударной вязкостью . Таким образом, мы находим вставки с большей твердостью (но также и с хрупкостью) или с большей вязкостью . Конечно, с научной точки зрения, это некоторые упрощения, но без них такие вопросы было бы действительно трудно понять, например.для оператора ЧПУ на заводе, которому необходимо выбрать тип твердосплавной пластины для конкретной операции. Ему не нужно углублять свои знания в области сопротивления материалов (виды напряжений и т. д.) или материаловедение, чтобы сделать правильный выбор.

Эта взаимосвязь хорошо видна на диаграмме ниже:

HSS – это быстрорежущие стали с твердостью HRC = 60 ÷ 65

твердый сплав без покрытия составляет около HV = 1500 ÷ 2000

Твердый сплав с покрытием

до прибл. ВН = 3000

PCBN (нитриды бора) примерно HV = примерно 6000

PCD (поликристаллический алмаз) HV = около 7000

выше, измерение по Виккерсу становится все более и более сложным, поскольку испытуемый материал приближается к твердости алмазного диска, который на сегодняшний день является самым твердым материалом, известным человеку.

МКД - монокристаллический синтетический алмаз

Технология производства

сегодня позволяет изготавливать такие материалы в действительно широком диапазоне твердости и вязкости (пластичности), но этот основной принцип остается прежним.
Чем тем тверже мы создаем материал, более хрупкий, менее стойкий к ударам и изгибающим усилиям. Ученые, конечно, пытаются получить все более и более твердые материалы и в то же время все более и более эластичные (например, обшивки космических кораблей), но создание самых твердых в данный период времени и в то же время самых самый упруго-пластичный еще впереди.

.

metaloznawstwo_Politechnika_Gdanska

P O L I T E C H N I K A

G D A S K A

PRACA ZBIOROWA

METALOZNAWSTWOMATERIAY DO WICZE LABORATORYJNYCHpod redakcj

JOANNY HUCISKIEJ

Skrypt jest przeznaczony dla studentw Wydziaw Mechanicznego, Oceanotechniki i Okrtownictwa oraz Zarzdzania i Ekonomii

GDASK 1995

PRZEWODNICZCY KOMITETU REDAKCYJNEGO WYDAWNICTW УНИВЕРСИТЕТЫ ГДАНЬСКОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Й Збигнев Цивиски РЕДАКТОР СЦЕНАРИЯ Здисав Пухачевский ОБОЗНАЧАТЕЛЬ Збигнев Зачек

Издано с согласия ректора Гданьского Технического Университета

Доступен в книжном магазине Гданьского Технического Университета, Главный корпус, ул.Г. Нарутовича 11/12, 80-952 Гдаск тел.47 16 18

679/47

ИЗДАТЕЛЬСТВО УНИВЕРСИТЕТА G D A S K I E J Издание I. Издание 2000 г. + 25 + 30 + 30 экз. изд. 18.8. Ковчег. печать 18.25. Принято к печати 1 декабря 1994 г. Печать завершена в ноябре 1995 г. Заказ № S / 357/94 Цена от 6, Сделано на Графическом факультете Познаньского технологического университета 61-821 Познань, ул. Огродова 11, тел.: 52-54-25

СОДЕРЖАНИЕ Предисловие 1. СИСТЕМЫ ФАЗОВОГО БАЛАНСА ИЗ 2 ЧАСТЕЙ (Вальдемар Сербиски) 2. ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ (Ежи Абановски) 3.МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ (Ханна Смолеска) 4. Система фазового равновесия Fe-Fe 3 C (Кшиштоф Кшиштофович). . . 5. ELIWA (Кристина Имелиска) 6. УГОЛЬНАЯ СТАЛЬ ВЫВЕДЕННАЯ (Ежи Абановски) 7. ЗАКАЛКА И ОТПУСК УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ (Тадеуш Янковский, Мария Говацкая) 8. ЗАКАЛКА КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ (Януш Эйдж) 9. КОНСТРУКЦИОННАЯ ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ (Мария Говацка) 10. ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ С ОСОБОЙ ПРОЧНОСТЬЮ (Мария Говацка) 11. ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ (Мария Говацка) 12. ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ (Вальдемар Сербиски) 13.МЕДНЫЕ СПЛАВЫ (Иоанна Хуциска) 14. АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ (Кшиштоф Кшиштофович) 15. КИСЛОРОДНЫЕ СПЛАВЫ (Анджей Дегрски) Литература Список стандартов, перечисленных в сценарии Металлографический атлас конструкций из металлов и сплавов, представленных в сценарии 4 5 15 37 53 67 84 107 130 142 158 173 188 201 219 235 254 256 258

ПРЕДИСЛОВИЕ Сценарий Металлургия. Материалы к лабораторным занятиям» предназначена для студентов факультетов машиностроения, океанотехники и судоходства, а также факультетов менеджмента и экономики - дневной и заочной формы обучения.Также может быть использована студентами химического факультета - дневной, заочной и аспирантской формы обучения по направлению "Технология защиты от коррозии". Согласно программе обучения, студенты, поступающие на лабораторные занятия, уже в целом подготовлены по металловедению и термической обработке, прослушав предыдущие лекции. Поэтому этот сценарий не содержит большого количества информации по основам, а только материал, пройденный в учебном плане лаборатории. Отдельные ее главы представляют собой тематику упражнений, которые выполняются в разное время: от 2 до 4 часов.Сценарий содержит 15 глав. Это дает возможность выбирать темы для упражнений разной направленности с учетом их специфики. Справочник был разработан группой сотрудников кафедры металловедения и термической обработки Гданьского технологического университета, проводящих лабораторные занятия по металловедению. Таким образом, были известные вопросы, которые создавали особые трудности для студентов, и их старались изложить в максимально доступной форме. Авторы сценария хотели бы поблагодарить рецензента, профессора Збигнева Зачека, и редактора сценариев Гданьского политехнического университета, доцента Здзисава Пухачевского за его проницательные и добрые комментарии, а также г-на Ежи Шпарадзе - за усилия по рисованию. рисунки.Joanna Huciska

1. ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ

При рассмотрении фазовых и структурных превращений металлических сплавов очень часто используют диаграммы равновесия, которые являются графическим эквивалентом их систем фазового равновесия. Графики фазовых равновесий систем определяются экспериментально. Для этого используется термический анализ, заключающийся в измерении температур, возникающих при нагревании или ходьбе отдельных стоп рассматриваемой равновесной системы. Измеряя температуру во время ходьбы выбранного сплава через определенные промежутки времени, можно определить для него кривую ходьбы и получить характерные точки (обычно называемые критическими точками), которые могут соответствовать температурам: затвердевания, аллотропных изменений или другие фазовые превращения в твердом состоянии.Критические точки можно определить разностным методом Робертса-Остена с помощью дилатометрического анализа или автоматической регистрации изменений температуры во времени с помощью компьютерных систем. Однако самым простым приспособлением для этой цели является стенд с применением термопары.

1.1. Конструкция стенда для термического анализа сплавов с применением термопары Стенд с применением термопары показан на рисунке 1.1. Он состоит из печи (1), термопар с холодными концами (3), погруженных в сосуд со льдом, горячих одеял (2), помещенных в тигель с исследуемым сплавом (4), милливольтметра (5) и таймера.Измеряя температуру охлажденного сплава после плавления через каждый определенный период времени (например, каждые 15 с), можно установить кривые блуждания и получить критические точки для этого пути. комбинируя критические точки для сплавов с разными компонентами, получают график фазового равновесия данной системы.

6

Рис. 1.1. Принципиальная схема прибора термического анализа

1.2. Принципы измерения температуры термопарой Измерение температуры термопарой основано на термоэлектрическом явлении и, точнее, на зависимости термоэлектрической силы от температуры.Термоэлектрическое явление заключается в образовании термоэлектрической силы в замкнутой цепи (так называемой термопаре), составленной из двух различных металлических проводников в результате разности температур обоих концов (сварных швов) цепи. В термопаре (рис. 1.2) положительным металлом А по отношению ко второму В является металл, в котором термоэлектрический ток будет течь от более теплого спая II к более холодному I. Высокая прочность, особенно после дисперсионного твердения.Коррозионная стойкость сплавов Al-Cu низкая (см. п. 14.2), поэтому выпускаются дюралюминиевые листы, плакированные (с одной или обеих сторон) алюминием. Эти сплавы в виде листов, профилей, труб и т. д. часто применяют для тяжелонагруженных конструкций; в том числе в авиационной промышленности, строительстве и на транспорте (AlCu4Mgl-PA6, AlCu4Mg2-PA7). Некоторые сплавы (AlCu2Mg2Ni1-PA30, AlCu2Mg2NiSi-PA29) могут эксплуатироваться при повышенных температурах примерно до 200 300°С, отсюда и название их жаропрочных сплавов.Сплавы Al-Zn-Cu-Mg (цинковые дуралы) содержат 6 % Zn, 2 % Cu, 2 % Mg и менее 0,25 % Cr. В термически обработанном состоянии (после пересыщения и старения) они отличаются наибольшей прочностью среди алюминиевых сплавов. Сплав АлЗн6Мг2Си-ПА9 применяется для изготовления тяжелонагруженных деталей конструкций самолетов и других транспортных средств.

232 14.3. Термическая обработка алюминиевых сплавов Алюминиевые сплавы чаще всего подвергают отжигу или дисперсионному твердению, состоящему из пересыщения и затем старения, т. н. естественный или ускоренный.Некоторые алюминиевые сплавы также подвергаются термопластической обработке. Гомогенизирующий отжиг применяют для некоторых литейных сплавов. Для сплавов Al-Mg проводят гомогенизирующий отжиг при температуре 450-480°С в течение 10-12 ч с последующим медленным охлаждением до температуры 350°С; ниже этой температуры скорость ходьбы может быть произвольной. Для сплавов Al-Mn отжиг проводят при температуре 500-520°С в течение 612 ч с последующей прогулкой на воздухе. Целью гомогенизирующего отжига является устранение последствий сегрегации дендритов и, таким образом, улучшение обрабатываемости.Рекристаллизационный отжиг применим только к холоднодеформированным сплавам. Температура термической обработки может варьироваться в зависимости от состава сплава и степени сжатия. Чаще всего рекристаллизационный отжиг проводят при температуре 350-40°С в течение 6-8 часов, с выгулом на воздухе. Целью рекристаллизационного отжига является устранение последствий дробления, т. е. снижение прочностных свойств и повышение пластических свойств. Отжиг для снятия напряжений проводят для отливок и изделий холодной обработки.Отжиг отливок проводят при температуре 120-150С в течение 10-15 часов (в зависимости от размеров отливки). Отжиг проката и волочения для снятия напряжений проводят при температуре 100-150°С в течение нескольких-несколько часов. Целью такой термической обработки является снятие технологических напряжений, связанных с процессом изготовления изделия. Для повышения прочности изделий или конструкций часто проводят термические обработки, называемые дисперсионным твердением, комплексом пересыщения и старения. Эффект упрочнения при термической обработке демонстрируют сплавы, компоненты сплава которых имеют переменную растворимость в алюминии, уменьшающуюся с понижением температуры (рис.14.3, 14.5). Они могут быть двухкомпонентными (Al-Cu) и многокомпонентными (Al-Cu-Mg-Mn) сплавами. На рис. 14.5 показано, что предельный раствор может содержать 5,7 % Cu при эвтектической температуре (54 °C) и только 0,1 % Cu при комнатной температуре. Теоретически в этом диапазоне содержания меди в сплаве возможно пересыщение сплава. Из-за значительного удаления точки предела растворимости (5,7 %) от точки эвтектики (33,0 %) на практике существует возможность пересыщения сплавов с повышенным содержанием меди, т.е.примерно до 10% Cu.

233

Рис. 14.5. Система фазового равновесия Al-Cu, со стороны Al и диаграмма изменения структуры при пересыщении сплава Al-Cu

+ II, где - твердый раствор меди в алюминии, II - интерметаллидная фаза (Al2Cu). сплав, предварительно нагретый до температуры выше предела растворимости, до температуры окружающей среды, позволяет получить однофазную (метастабильную) структуру, представляющую собой пересыщенный твердый раствор меди в алюминии.Пересыщенный сплав характеризуется высокой пластичностью и низкой прочностью на растяжение. Время сохранения высокой пластичности ограничено и зависит от химического состава сплава. В течение n

.

PPT - ZB - 15 Нетрадиционные технологии соединения элементов авиационных конструкций PowerPoint Presentation

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ II КОНФЕРЕНЦИЯ ЭКСПЕРТНЫХ КОЛЛЕКТИВОВ 28 - 29 июня 2010 г. «Современные технологии материалов, применяемые в авиационной промышленности» ZB - 15 Нетрадиционные технологии соединения элементов авиационных конструкций Основной руководитель Томаш Садовский, проф. доктор хаб. англ. Ярослав Семп, д-р хаб. инж., проф.PRz Учреждения-партнеры по заданию Люблинский технический университет Жешувский технический университет Ченстоховский технический университет Институт гидротехники Польской академии наук (Гданьск) 1-й и 2-й квартал 2010 г.

  • Основные результаты исследований Партнеры - ZB 15 1) Люблинский технический университет - проф. доктор хаб. англ. Томаш Садовский 2) Жешувский политехнический университет – д-р хаб. англ. Ярослав Сенп, проф. PRz 3) Ченстоховский политехнический университет – д-р инж. Петр Лацки 4) Институт проточных машин Польской академии наук (Гданьск) - проф.доктор хаб. англ. Piotr Doerffer

  • Основные результаты проведенной исследовательской работы ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РАЗВИТИЯ РЕГИОНОВ Основные результаты исследовательской работы Двухкомпонентная заклепка, втулка и стержень Этапы закрытия двухкомпонентной заклепки, двухкомпонентной полной

  • Основные результаты проведенных исследований ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ штучная заклепка, втулка и стержень Характеристики сдвига соединения внахлестку двухкомпонентных заклепок из различных материалов. Резюме результатов испытаний двухкомпонентных заклепок, втулки и сердечника. Большие возможности для развития технологии заклепывания обусловлены метод пластической деформации при зажатии заклепок, особенно в случае заклепок, состоящих из двух частей втулка частичного типа и сердечник.Правильно подобрав свойства материала втулки и оправки, можно смоделировать прочность на сдвиг сложной заклепки. Так как зона пластической деформации при замыкании двухсоставной заклепки не находится в прямом контакте с соединяемыми элементами, необходимо свести к минимуму остаточное напряжение в этих элементах, а также явление «вытягивания» на их поверхности и создания «шва». вокруг отверстия под заклепку. Благодаря минимизации остаточных напряжений метод соединения двухсоставными заклепками, такими как втулка и стержень, должен быть полезен в случае соединения композиционных материалов.

  • Основные результаты выполненных научно-исследовательских работ ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РАЗВИТИЯ РЕГИОНОВ Разработка станции для выполнения клиновых соединений Штамп Мат Продольные разрезы по примерным стыкам; соединяемые материалы: алюминиевые и медные листы толщиной 1 мм. Гидравлический рамный пресс, тип С).На пресс устанавливается штамп с матрицей и пуансоном; основные номинальные размеры инструментов: диаметр посадочного гнезда ϕ10 мм, диаметр пуансона ϕ 8 мм.

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Основные результаты выполненных научно-исследовательских работ Разработка станции изготовления клиновых соединений усилие сдвига сталь-сталь, кН Максимальное усилие сдвига клинового соединения, полученное для различных пар материалов соединяемые сталь - алюминий алюминий - алюминий алюминий - сталь смещение, мм усилие сдвига, кН медь - медь медь - алюминий алюминий - алюминий алюминий - смещение меди, мм Примеры характеристик сдвига, полученных для различных пар соединяемых материалов (первый из них материалы со стороны пуансона, второй со стороны штампа)

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Основные результаты научно-исследовательской работы выполненный МКЭ анализ влияния стереометрической структуры поверхности на напряженное состояние в клеевом соединении внахлест Рис.1. Форма и размеры нахлесточных соединений, используемых в расчетах МКЭ

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Основные результаты проведенных исследований Мизес) - образец FR2 фрезерованный, треугольный профиль Rz = 17 мкм, RSm = 155 мкм Рис. 5. Распределение приведенных напряжений (по Мизесу) - образец КУЛ сферический, сферический профиль Rz = 40 мкм, RSm = 350 мкм влияния стереометрической структуры поверхности на напряженное состояние в клеевом соединении внахлестку • ВЫВОДЫ • Проведенный анализ показывает, что неровности поверхности являются микроконцентраторами напряжений, влияющими на напряженное состояние в клеевом соединении.• Два параметра оказывают решающее влияние на концентрацию напряжений: • - высота шероховатости Rz, • - среднее расстояние до шероховатости RSm.

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РАЗВИТИЯ РЕГИОНА Основные результаты НИР Испытания на прочность естественно состарившихся клеевых соединений Рис. 3. Фотографии поверхностей отходов образцов АСФ, площадь 10x

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ Основные результаты проведенных исследований Анализ возможности использования специализированных заготовок в авиационной промышленности.Начальное испытание (испытание на растяжение) сварных алюминиевых листов. Возрастающее в последние годы количество публикаций о применении технологии кастомных заготовок в авиации свидетельствует о реальных возможностях ее применения, особенно элементов обшивки корпусов самолетов. Предварительные экспериментальные испытания, проведенные на образцах из листа алюминия 6061-Т4, свидетельствуют о необходимости проведения испытаний с использованием других способов соединения листов, позволяющих уменьшить размеры сварного шва и ограничить околошовную зону, что отрицательно сказывается на протягиваемость листа.Проведенные исследования указывают на возможность использования системы АРАМИС для определения напряженно-деформированного состояния материала в результате его нагружения, и в частности для определения кривой предельной вытяжки как однородных, так и сварных листов, что весьма трудоемко. с использованием традиционного метода нанесения координационных сеток электрохимическим методом и последующего их измерения.

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Основные результаты проведенных исследований Разработка методики численного моделирования процесса сварки трением титана с алюминием.Сваркой трением можно получить полностью несущие соединения материалов на основе Al и Ti — материалов с существенно различающимися механическими и термическими свойствами. Это возможно даже в условиях минимальной диффузии и отсутствия пластической деформации со стороны более твердого металла (в данном случае Ti и его сплавов). Численное моделирование позволяет определить распределения температур в объеме свариваемых стержней в зависимости от заданных параметров процесса. На основе численного моделирования можно правильно прогнозировать параметры сварочного процесса.Минимальная энергоемкость процесса и малые изменения зоны соединения должны способствовать более широкому применению описываемого метода, чем сварка и контактная сварка, особенно в ответственном космосе, авиации, плавучих сооружениях и т. д. Изменение пластической деформации в сечении соединения в процессе сварки

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Основные результаты НИР Моделирование процесса электронно-лучевой сварки Путем сравнения изотермических линий из численного анализа и изображения макроструктуру сварного соединения, оценивали соответствие эксперимента теории.Принятая численная модель позволила получить удовлетворительное соответствие результатов численных расчетов экспериментальным данным. Зона термического влияния Т > 500°С для скорости: а) 20 мм/с б) 10 мм/с в) 6. (6) мм/с Сравнительная оценка численных расчетов и экспериментальных испытаний.

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Основные результаты проведенных исследований Разработка методики испытаний клеевых соединений тормозного диска с накладками Основные особенности стенда: - образец является репрезентативным участком трения накладка, прилипшая к фрагменту тормозной колодки, - контробразец тормозного барабана дополнительный элемент, блокирующий движение образца, - увеличение силы, действующей на клеевое соединение, осуществляется эксцентриком, - устойчивость монтаж испытательной системы на испытательной машине обеспечивается противовесом соответствующих размеров, Концепция стенда для испытания прочности клеевых соединений: фрикционная накладка - тормозная колодка

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Основные результаты выполненных научно-исследовательских работ Гибридные связи в авиационных конструкциях Определено состояние образования в двусторонних клеевых соединениях (использовался клей LOCTITE® 435™), армированных разным количеством заклепок (от 1 до 5), подвергающихся одноосному растяжению.Деформационное состояние определяли в двойных клеевых соединениях (использовался клей LOCTITE® 435™), армированных разным количеством заклепок (от 1 до 5), подвергнутых одноосному растяжению. .

  • Основные результаты выполненных НИР Сварные соединения конструкций летательных аппаратов из эпоксидно-углеродных композитов Целью работы является разработка технологии соединения внахлестку без применения клея. Одним из основных параметров, от которых будет зависеть качество соединения, является процесс нагрева образца и поддержание температуры в течение соответствующего периода времени.• Преимущества: • - без дополнительного связующего - клея • - постоянные механические параметры, • простое соединение при расчете mes, • - отсутствие старения, отсутствие потери адгезии со временем

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Данные для показателей проекта достижение целей • Жешувский технологический университет • Доклады • Т. Балавендер, Р.Е.Слива: Новый тип заклепочной втулки - конструкция штифта, EUCOMAS 2010 - Европейская конференция по материалам и конструкциям в аэрокосмической отрасли, Берлин, 7 - 8 июня 2010 г.• Т. Балавендер: Соединение листов опрессовкой (клинчированием), Прогрессивные технологии и материалы "PRO-TECH-MA'10", 28 - 30 июня 2010 г., Люблин – Казимеж-Дольны • Т. Балавендер, Т. Садовски, П. Голевски: Экспериментальный и численный анализ гибридного: клинч-клеевого соединения, 4-я Международная конференция по передовым вычислительным технологиям и экспериментированию, ACE-X 2010, Париж, 08-09 июля 2010 г. • Публикации • Т. Балавендер: Клинч как метод соединения листов, Технология и автоматизация сборки, 1-2010 (67) • Т.Balawender: Соединение листов с опрессовкой (клинчированием), Руды и цветные металлы (до публикации)

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Данные по показателям достижения целей проекта • Жешувский технологический университет • Отчеты: 2 • Зелецкий В., Зелецкий К. Влияние МКЭ геометрической структуры поверхности на напряжения в клеевом соединении. 2-я Национальная научно-техническая конференция по МОНТАЖНЫМ СОЕДИНЕНИЯМ PM-2010, Жешув - Буковец, 25-28 мая 2010 г.• Перловски Р., Зелецкий В., Павлус П., Дзерва А.: Анализ влияния геометрической структуры поверхности в трехмерной системе на прочность клеевых соединений. 2-я Национальная научно-техническая конференция по МОНТАЖНЫМ СОЕДИНЕНИЯМ PM-2010, Жешув - Буковец, 25-28 мая 2010 г.

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Данные для показателей целей проекта • Ченстоховский технологический университет • Документы • предельные количество подведенного тепла в процессе наплавки.Кшиштоф Кудла, Квирин Войсик. Статья опубликована в материалах 17-й Международной конференции "СВАРКА В ЭНЕРГЕТИКЕ - ТУРАВА 2010", Ополе - Турава, 20-21 апреля 2010 г., стр. 100-110. • Использование нормативной линейной энергии для проверки, расчета и спрогнозировать надлежащие параметры сварки. К. Кудла, К. Войсик; Материалы 16-й Научно-технической национальной конференции по сварке под девизом: «Прогресс, инновации и требования к качеству процессов соединения» Мендзыздрое 25-27.V.2010 стр.127-133 • Оценка и методы ограничения тепла, подаваемого в переход в процессах с использованием модифицированных асимметричных форм импульсного тока. К. Кудла, К. Войсик; Материалы 16-й Научно-технической национальной конференции по сварке под девизом: «Прогресс, инновации и требования к качеству процессов соединения» Мендзыздрое 25-27.V.2010 стр. 171-180

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Данные для показателей реализации целей проекта • Люблинский политехнический университет • Публикации • Т.Sadowski, P. Golewski, E. Zarzeka-Raczkowska, «Процессы повреждения и разрушения гибридных соединений: склеенные алюминиевые пластины, усиленные заклепками», Компьютерные математические науки (2010) - одобрено • T.Sadowski, J. Bec, «Эффективные свойства сэндвич-панелей с сотовым заполнителем из алюминиевой фольги и наполнителем из вспененного полимера – статическая и динамическая реакция», Компьютерная математика (2010) doi: 10.1016 / j.commatsci.2010.04.014 • В. Бурлаенко, Т. Садовский Свободная вибрация многослойных плит с ударными повреждениями // Тр.прикладная математика. Вниз. 9 (2009) 178-180. • Т. Садовски, М. Кнек, П. Голевски, «Экспериментальные исследования и численное моделирование клеевого соединения стальных лент, армированных заклепками», Int.J. Adhesion & Adhesives 30 (2010) 338-346. • В. Бурлаенко, Т. Садовски, «Влияние разрушения оболочки/заполнителя на поведение свободных колебаний сэндвич-панелей с пенопластом и сотовым наполнителем», Международный журнал нелинейной механики (2010) doi: 10.1016 / j.ijnonlinmec.2009.07. 002

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ Данные для показателей достижения целей проекта • Жешувский технологический университет • Работы мгр, д-ра, хаб.• Магистерская диссертация (в работе) • Томаш Галачиньски: «Анализ возможности замены обычных винтов • соединением Hi-lok в авиационных конструкциях» • (руководитель Р. Слива) • М. Сокольски (руководитель Т. Балавандер) • Кандидатская диссертация (в процессе) • Януш Чайя, магистр: «Винтовые соединения в высоконагруженных конструкциях» (в авиационных приложениях) • (руководитель: Р. Слива)

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Данные для индикаторов достижения целей проекта • Ченстоховский политехнический университет • Защищенные инженерные диссертации: • Название: Исследование линейной энергии сварки нелегированных, низколегированных и высокопрочных конструкционных сталей – на основе стандартов сварки MAG • Автор: Урбанец Дариуш • Руководитель: Войсик Квирин • Дата защиты: 29.VI.2009 • Название: Особенности и свойства соединений труб из стали 30HGSA, сваренных электронным лучом • Автор: Калус Пшемыслав • Научный руководитель: Войсик Квирин • Дата защиты: 11.XII.2009 • Название: Современные процессы дуговой сварки • Автор: Дариуш Фердын • Научный руководитель: Кудла Кшиштоф • Дата защиты: 29.VI.2009

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ Данные для показателей достижения целей проекта • Ченстоховский технический университет • Защищены кандидатские диссертации: • Название: Численное моделирование процесс сварки угловым швом • Автор: Доминика Никись • Руководитель: Петр Лацки • Дата защиты: 25.Июнь 2010 г. • Название: Численное моделирование процесса сварки встык • Автор: Магдалена Гала • Научный руководитель: Петр Лацки • Дата защиты: 25 июня 2010 г. • Название: Линейная энергия при сварке MIG/MAG конструкционных сталей • Автор: Кутриш Кшиштоф • Научный руководитель: Войсик Квирин • Дата защиты: 29.VI.2009

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Данные для показателей достижения целей проекта • Ченстоховский технический университет • Планируемые инженерные работы • Название: Разработка технологии для сварки суперсплавов никеля с легированными сталями • Автор: Войцех Гаш • Руководитель: Кшиштоф Кудла • Название: Анализ линейной энергии в процессе сварки STT • Автор: Павел Михальски • Руководитель: Кшиштоф Кудла • Название: Анализ линейной энергии в процессе сварки СМТ • Автор: Мариуш Мрозик • Руководитель: Кшиштоф Кудла • Название: Проверка качества прихватки без дополнительного материала в процессе сварки ВИГ • Автор: Войцех Тыка • Руководитель: Кшиштоф Kudła

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ Данные по показателям достижения целей проекта • Ченстоховский технологический университет • Планируемые инженерные работы • Название: Возможности ограничения количества подводимого тепла при сварке современных металлических сплавов Автор: Александрек Рафал Руководитель: Войсик Квинерин • Название: Технология микросварки и микросварки для подготовки элементов под сварку • Автор: Боркович Марцин • Научный руководитель: Войсик Квирин • Название: Проверка качества сварных тонкостенных титановых конструкций • Автор: Чимциох Збигнев • Научный руководитель: Wojsyk Kwiryn • Название: Применение формовочных газов для высококачественных соединений труб • Автор: Machelski Tomasz • Руководитель: Wojsyk Kwiryn

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Данные по показателям достижения целей проекта • Ченстоховский технологический университет • Запланировано кандидатские диссертации • Название: Микроструктурный анализ сварных соединений Ti-Al Автор: Марчин Гайда Инициатор: Зигмунт Ниткевич • Постдокторские диссертации • Планируется к внедрению: • Название: Линейная энергия сварки и варианты ее расчета • Автор: Войсик Квирин

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОН Показатели ФОНД достижения целей проекта • Люблинский политехнический университет • Работы д-р, хаб.• Кандидатская диссертация (в работе) • Марчин Кнеч, магистр наук – «Экспериментальное исследование и теоретическое моделирование развития трещин в клеевых соединениях» - (научный руководитель Т. Садовски) • Хабилитационная диссертация (в работе) • Доктор инж. Ева Зажека-Рачковска. : «Проблемы моделирования гибридных соединений элементов конструкций при термических и ударных нагрузках» • (начат в 2009 г., завершение работ после 2015 г.)

  • ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ФОНД РАЗВИТИЯ Данные для показателей достижения целей проекта • Ченстоховский университет технологии • Патентные заявки • Две патентные заявки находятся на рассмотрении: • 1 формирование корня шва • 2 технологии прихватки без присадочного материала.• Участие: • 6 студентов, в том числе 2 женщины, • аспиранты 1, • другие подрядчики 8, в том числе 1 женщина

  • 90 170

    ЕВРОПЕЙСКИЙ СОЮЗ ЕВРОПЕЙСКИЙ ФОНД РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ Состояние сотрудничества с компаниями Aviation Valley Сотрудничество с Pratt & WhitneyKalisz ( PWK) касается оптимизации процесса технологической сварки перед пайкой. В рамках сотрудничества был проведен тендер на изготовление опытных образцов. Осуществляется этап разработки технологии точечной прихватки МИГ (ТИГ) авиадвигательной аппаратуры с целью ограничения или исключения технологии прихватки с использованием шара из инородного материала.Сотрудничество с PZL Świdnik S.A. и WSK PZL Rzeszów SA занимается оптимизацией процесса электронно-лучевой сварки. В рамках сотрудничества были проведены экспериментальные испытания и численное моделирование процесса сварки. Сотрудничество с PZL Świdnik S.A. касается вопросов оптимизации конструкции тормоза. В рамках сотрудничества разработана концепция испытательного стенда для проверки прочности клеевых соединений фрикционная накладка - тормозная колодка. Кроме того, исследуются вопросы повреждения клеевых соединений в сэндвич-панелях с сотовым заполнителем для достижения целей проекта APPARATUS - ударной башни Люблинского технологического университета INSTRON с температурной камерой системы ARAMIS

    .

    Смотрите также