Материал: Процесс выплавки стали
Сплав АЛ7 применяется: для изготовления фасонных отливок средненагруженных деталей, небольших по размеру; отливок деталей металлургического машиностроения (деталей небольших размеров, несущих высокую статическую и ударную нагрузку).
Упрочняется по растворному типу, а также за счёт дисперсных выделений фазы CuAl2. Сплав АЛ7 имеет повышенную усадку (1,4%), склонен к образованию горячих трещин и поэтому не рекомендуется для литья в кокиль.
Достоинства: Удовлетворительные литейные свойства и хорошая обрабатываемость резанием.
Недостатки: Низкие литейные свойства
препятствуют применению его для сложных и больших деталей. Не следует применять
сплав при температурах выше 200°С.
6. Выберите и обоснуйте марки сплавов для:
а) стального сварного изделия;
б) штампа для холодной
штамповки.
Решение:
Для случая а) подойдет сталь 20
сваривается без ограничений; кроме деталей после химико-термической обработки.
Способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС. Сталь 20 обладает
высокой вязкостью (KCU = 110 - 157 Дж/см2 при +20°С). Структура
стали низкоуглеродистый сорбит 
перлит + феррит.
Для изготовления конструкций, от которых требуются более высокие механические свойства, можно применить несколько марок конструкционной низколегированной стали. Для этих целей подойдут стали 09Г2, 10Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2Т.
Рассмотрим сталь 09Г2С.
Назначение этой марки стали - различные
детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70
до +425°С. Сталь сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под
флюсом и газовой защитой, ЭШС.
Таблица 1 - Химический состав в% стали
09Г2С
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
N
Cu
As
до 0.12
0.5-0.8
1.3-1.7
до 0.3
до 0.04
до 0.035
до 0.3
до 0.008
до 0.3
до 0.08
Таблица 2 - Механические свойства стали
09Г2С
Состояние
dв,
Н/мм2
d0,2,
Н/мм2
χ, %
∆, %
НВ
Доп.
415
270
68
29
115
Нормализация
950 град, работа при 20 град
460
300
63
31
н/д
Нормализация
950 град, работа при 300 град
420
220
56
25 Нормализация
950 град, работа при 475 град
360
180
67
34
н/д
500
350
21
Случай б): Из углеродистой стали
марок У10, У11, У12 изготавливают штампы небольших размеров и простой
конфигурации; ввиду неглубокой прокаливаемости их следует применять для относительно
легких условий работы (малая степень деформации, невысокая твердость
штампуемого материала). Для более сложных конфигураций штампов и более тяжелых
условий работы применяют легированные закаливаемые в масле (глубоко
прокаливающиеся) стали - чаще всего сталь Х(ШХ15).
Широкое применение для холодных штампов и
других инструментов, деформирующих металл в холодном или относительно невысоко
нагретом состоянии (накатанные плашки и ролики, фильеры для волочения и др.),
получили высокохромистые стали (12% Сг при 1 - 1,5% С), обладающие высокой
износоустойчивостью, повышенной теплостойкостью, малой деформируемостью при
термической обработке и некоторыми другими особыми свойствами.
Состав 12%-ных хромистых инструментальных
сталей приведен в табл. 1 Все высокохромистые штамповые стали содержат в
среднем 12% Сг и высокий процент углерода. Это приводит к образованию большого
количества хромистых карбидов (Сr7С3). Так, в отожженных сталях Х12М и Х12Ф1
присутствует 15 - 17% карбидной фазы М7С3, а в стали X12 этой фазы 25 - 30%
(так как в этой стали почти в два раза больше углерода).
выплавка сталь азотирование кристаллический
Табл 1. Состав сталей для штампов
холодного формирования % (ГОСТ 5950 - 73)
C
Cr
Mo
W
V
Х12
2,0-2,3
11,5-13,0
-
-
-
Х12ВМ
2,0-2,2
11,0-12,5
0,6-0,9
0,5-0,8
0,15-0,3
Х12М
1,45-1,7
11-12,5
0,4-0,6
-
0,15-0,3
Х12Ф1
1,2-1,45
11,0-12,5
-
-
0,7-0,9
Х6ВФ
1,05-1,14
5,5-7,0
-
1,1-1,5
0,5-0,7
6Х6В3МФС
0,5-0,6
5,5-6,5
0,6-0,9
2,5-3,2
0,5-0,8
80Х4В3М3Ф2
0,75-0,85
3,5-4,5
2,5-3,0
2,5-3,2
1,9-2,5
7ХГ2ВМ
0,68-0,76
1,5-1,8
0,5-0,8
0,5-0,9
0,1-0,25