Сталь 35л гост 977 88
Обновлено: 25.04.2024
Сталь для отливок марки 35Л предназначена для производства деталей работающих под воздействием средних статических и динамических нагрузок.
Цифра 35 расшифровывается как сталь - содержащая в своем химическом составе около 0,35% углерода, а буква Л классифицирует сталь как - литейную.
- Заменитель (сталь - близкая по основным параметрам): 30Л, 40Л, 45Л.
- Основное назначение стали: балансиры, бегунки, валки, диафрагмы, задвижки, зубчатые колеса, станины прокатных станов, тяги, катки, кронштейны и другие детали.
Химический состав (%)
| C | Mn | Si | Cr | Ni | Cu | S | P |
| не более | |||||||
| 0,32-40 | 0,40-0,90 | 0,20-0,52 | 0,30 | 0,30 | 0,30 | 0,045 | 0,04 |
| C - углерод; Mn - марганец; Si - кремний; | Cr - хром; Ni - никель; Cu - медь; | S - сера; P - фосфор. |
Механические свойства
| Режимы термообработки | Сечение (мм) | σ0,2 | σв | δ5 | ψ | KCU Дж/см2 | НВ |
| Мпа | % | ||||||
| Не менее | |||||||
| Нормализация 860-880 °С. Отпуск 600-630°С. | До 100 | 280 | 500 | 15 | 25 | 35 | - |
| Закалка 860-880°С. Отпуск 600-630°С. | До 100 | 350 | 550 | 16 | 20 | 30 | - |
| Отжиг 850°С, печь. | 30 | 255 | 530 | 19 | 34 | 49 | 146 |
| Отжиг 950°С, печь. | 22 | 39 | 64 | 143 | |||
Механические свойства в зависимости от сечения литой заготовки
Температура критических точек
| Температура критических точек | |||
| Ас1 | Ас3 (Асм) | Ар (Арсм) | Ар1 |
| 730°С | 802°С | 795°С | 691°С |
Ударная вязкость отливок сечением 30 мм KCU, Дж/см2
| Ударная вязкость отливок сечением 30 мм KCU, Дж/см2 | |||||
| Температура (°С) | Термообработка | ||||
| 20 | -20 | -40 | -50 | -60 | |
| 28 | 14 | 10 | 8 | - | Без обработки. Отжиг 860 °С |
| 37 | 28 | 26 | 18 | - | |
| 57-66 | 31-50 | 23-45 | - | 10-34 | Нормализация 860-880 °С, воздух до 300-350 °С, затем выдержка 2 часа при 300-350 °С. Отпуск 600-620 °С, выдержка 3 часа, охлаждение 1 час в печи до 500 °С, затем на воздухе. |
| 83-104 | 41-87 | 50-69 | - | 43-61 | Нормализация 870-890 °С, воздух до 860-870 °С, в масле. Отпуск 620-630 °С, выдержка 3 часа, воздух. |
Технологические свойства
| Наименование свойства | Показатель |
| Свариваемость: | ограничено свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется прогрев и последующая термообработка. |
| Обрабатываемость резанием: | в термообработанном состоянии при НВ 160 |
| Флокеночувствительность | не чувствительна |
| Склонность к отпускной хрупкости | не склонна |
Литейные свойства
| Наименование свойства | Значение |
| Температура начала затвердевания: | 1480-1490°С |
| Показатель трещиноустойчивости: | 0,8 |
| Склонность к образованию усадочных раковин: | 1,2 |
| Жидкотекучесть: | 1 |
| Линейная усадка: | 2,2-2,3% |
| Склонность к образованию усадочной пористости: | 1,0 |
При составлении характеристик стали 35Л использованы материалы книги «Марочник сталей и сплавов» (Авт. Сорокин В. Г., Мирмельштейн В.А.). Издательство 1989 года.
ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия
Настоящий стандарт распространяется на стальные отливки, изготавливаемые всеми способами литья из нелегированных и легированных конструкционных, легированных со специальными свойствами литейных сталей.
Марки
Для изготовления отливок предусмотрены следующие марки стали:
- конструкционные нелегированные:
15Л, 20Л, 25Л, ЗОЛ, 35Л, 40Л, 45Л, 50Л; конструкционные легированные: 20ГЛ, 35ГЛ, 20ГСЛ, 30ГСЛ, 20Г1ФЛ, 20ФЛ, 30ХГСФЛ, 45ФЛ, 32Х06Л, 40ХЛ, 20ХМЛ, 20ХМФЛ, 20ГНМФЛ, 35ХМЛ, 30ХНМЛ, 35ХГСЛ, 35НГМЛ, 20ДХЛ, 08ГДНФЛ, 13ХНДФТЛ, 12ДН2ФЛ, 12ДХН1МФЛ, 23ХГС2М ФЛ, 12Х7ГЗСЛ, 25Х2ГНМФЛ, 27Х5ГСМЛ, ЗОХЗСЗГМЛ, 03Н12Х5МЗТЛ, 03Н12Х5МЗТЮЛ;
15ГЛ, 30ГЛ, 45ГЛ, 70ГЛ, 55СЛ, 40Г1, 5ФЛ, 15ФЛ, ЗОХЛ, 25ХГЛ, 35ХГЛ, 50ХГЛ, 60ХГЛ, 70Х2ГЛ, 35ХГФЛ, 40ХФЛ, 30ХМЛ, 40ХМЛ, 40ХНЛ, 40ХН2Л, 30ХГ1, 5МФРЛ, 75ХНМФЛ, 40ГТЛ, 20ГНМЮЛ; легированные со специальными свойствами:
а) мартенситного класса
20Х13Л, 08Х14НДЛ, 09Х16Н4БЛ, 09Х17НЗСЛ, 10Х12НДЛ - коррозионностойкие; 20Х5МЛ, 20X8ВЛ, 40Х9С2Л - жаростойкие; 20Х12ВНМФЛ - жаропрочная; 85Х4М5Ф2В6Л (Р6М 5Л), 90Х4М4Ф2В6Л (Р6М4Ф2Л) - быстрорежущие;
б) мартенситно-ферритного класса
15Х13Л — коррознонностойкая;
в) ферритного класса
15Х25ТЛ — коррознонностойкая;
г) аустенитно-мартенситного класса
08Х15Н4ДМЛ, 08Х14Н7МЛ, 14Х18Н4Г4Л - коррозионностойкие;
д) аустенитно-ферритного класса
12Х25Н5ТМФЛ, 16X18Н12С4ТЮЛ, 10Х18НЗГЗД2Л - коррозионностойкие; 35Х23Н7СЛ, 40Х24Н12СЛ, 20Х20Н14С2Л - жаростойкие;
е) аустенитного класса
10Х18Н9Л, 12Х18Н9ТЛ, 10Х18Н11БЛ, 07Х17Н16ТЛ, 12Х18Н12МЗТЛ - коррозионностейкие: 55Х18Г14С2ТЛ, 15Х23Н18Л. 20Х25Н19С2Л, 18Х25Н19СЛ, 45Х17Г13НЗЮЛ - жаростойкие; 35Х18Н 24С2Л , 31Х19Н9МВБТЛ , 12Х18Н12БЛ. 08Х17Н 34В5ТЗЮ 2РЛ , 15Х18Н22В6М 2РЛ, 20Х21Н46В8РЛ - жаропрочные; 110Г13Л, 110Г13Х2БРЛ, 110Г13ФТЛ, 130П4ХМ ФАЛ, 120Г10ФЛ — износостойкие;
а) мартенситно-ферритного класса
15Х14НЛ, 08Х12Н4ГСМЛ - коррозионностойкие;
б) аустенитно-ферритного класса
12X21Н5Г2СЛ, 12X21Н5Г2СТЛ, 12X21Н5Г2СМ2Л , 12Х19Н7Г2САЛ, 12X21Н5Г2СЛЛ, 07XI8H10Г2С2М2Л, 15Х18Н10Г2С2М2Л, 15Х18Н10Г2С2М2ТЛ - коррозиоиностойкие.
Сталь должна выплавляться в печах с основной футеровкой. Допускается выплавка стали в печах с кислой футеровкой при условии выполнения требований настоящего стандарта.
Примечание:Возможность применения конверторной стали должна быть указана в конструкторской документации (КД) и (или) нормативно-технической документации (НТД).
| Марки стали | C (Углерод) | Si (Кремний) | Mn (Марганец) | P (Фосфор) | S (Сера) | Cr (Хром) | Ni (Никель) | Fe (Железо) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 110Г13Л | 0,9 - 1,5 | 0,3 - 1 | 11,5 - 15 | остальное | ||||
| 20ГЛ | 0,15 - 0,25 | 0,2 - 0,4 | 1,20 - 1,60 | остальное | ||||
| 20Л | 0,12 - 0,2 | 0,5 - 0,52 | 0,45 - 0,9 | остальное | ||||
| 25Л | 0,22 - 0,3 | 0,2 - 0,518 | 0,45 - 0,9 | остальное |
Примеры условного обозначения сталей:
25Л ГОСТ 977-88
23ХГС2МФЛ ГОСТ 977-88
20X25Н19C2Л ГОСТ 977-88
Примеры условного обозначения сталей для отливок, предназначенных для изделий, подлежащих приемке представителем заказчика:
25Л К20 ГОСТ 977-88
23ХГС2МФЛ КТ 110 ГОСТ 977-88
В обозначении марок стали первые цифры указывают среднюю или максимальную (при отсутствии нижнего предела) массовую долю углерода в сотых долях процента; буквы за цифрами означают: А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, М — молибден, Н — никель, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Ю — алюминий, Л — литейная. Цифры, стоящие после букв, указывают примерную массовую долю легирующего элемента в процентах. Индексы «К* и «КТ* являются условными обозначениями категории прочности, следующее за ними число означает значение требуемого предела текучести. Индекс «К* присваивается материалу в отожженном, нормализованном или отпущенном состоянии; индекс «КТ* — после закалки и отпуска.
Допускаемые отклонения легирующих элементов от норм химического состава по стандарту ГОСТ 977-88
| Химический элемент | Массовая для элемента, % | Допускаемое отклонение, % | |
| для нижнего предела содержания | для верхнего предела содержания | ||
| Углерод | до 0,25 | -0,02 | +0,01 |
| свыше 0,25 до 0,50 | -0,03 | +0,02 | |
| свыше 0,50 | -0,04 | +0,03 | |
| Кремний | до 0,50 | -0,05 | +0,10 |
| свыше 0,50 до 0,90 | -0,08 | +0,15 | |
| свыше 0,90 до 1,30 | -0,15 | +0,20 | |
| свыше 1,30 | -0,15 | +0,25 | |
| Марганец | до 0,50 | -0,07 | +0,10 |
| свыше 0,50 до 0,90 | -0,10 | +0,18 | |
| свыше 0,90 | -0,12 | +0,25 | |
| Хром | до 1,00 | -0,07 | +0,10 |
| свыше 1,00 до 2,00 | -0,10 | +0,15 | |
| свыше 2,00 | -0,15 | +0,20 | |
| Никель | до 1,00 | -0,10 | +0,15 |
| свыше 1,00 до 2,00 | -0,15 | +0,20 | |
| свыше 2,00 | -0,20 | +0,25 | |
| Молибден | до 0,20 | -0,03 | +0,03 |
| свыше 0,20 | -0,05 | +0,05 | |
| Ванадий | до 0,20 | -0,03 | +0,03 |
| свыше 0,20 | -0,05 | +0,05 | |
| Медь | Для всех содержаний элемента | -0,10 | +0,10 |
| Титан | Для всех содержаний элемента | -0,02 | +0,02 |
| Алюминий | Для всех содержаний элемента | -0,01 | +0,01 |
Классификация отливок по стандарту ГОСТ 977-88
В зависимости от назначения и требований, предъявляемых к деталям, отливки разделяются на три группы
| Группа отливок | Назначение | Характеристика отливок | Перечень контролируемых показателей качества |
| 1 | Отливки общего назначения | Отливки для деталей, конфигурация и размеры которых определяются только конструктивными и технологическими соображениями | Внешний вид, размеры, химический состав |
| 2 | Отливки ответственного назначения | Отливки для деталей, рассчитываемых на прочность и работающих при статистических нагрузках | Внешний вид, размеры, химический состав, механические свойства; предел текучести или временное сопротивление и относительное удлинение |
| 3 | Отливки особо ответственного назначения | Отливки для деталей, рассчитываемых на прочность и работающих при циклических и динамических нагрузках | Внешний вид, размеры, химический состав, механические свойства; предел текучести или временное сопротивление, относительное удлинение и ударная вязкость |
- При необходимости введения дополнительных показателей, не предусмотренных таблицей для данной группы отливок, их наличие и соответствующие нормы должны быть указаны в КД и (или) НТД. По требованию потребителя в число дополнительных контролируемых показателей могут быть включены: твердость, излом металла, механические свойства для отливок со стенкой толщиной свыше 100 мм, механические свойства при пониженных и повышенных температурах, герметичность, микроструктура, плотность, коррозионная стойкость, жаростойкость, стойкость против межкристаллитной коррозии и другие. Для отливок 3-й группы, предназначенных для изделий, подлежащих приемке представителем заказчика. работающих при пониженных температурах и подвергающихся динамическим нагрузкам, при наличии указания в КД и (или) НТД ударная вязкость стали определяется при температуре -50 °С. Нормы ударной вязкости при этом указывают в КД и (или) НТД на конкретную продукцию.
Технические требования по стандарту ГОСТ 977-88
Отливки изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта, КД и (или) НТД, утвержденными в установленном порядке.
Отливки должны подвергаться термической обработке. Рекомендуемые режимы термической обработки конструкционной нелегированной и легированной стали приведены в приложении 3, легированной стали со специальными свойствами — в приложении 4.
По согласованию изготовителя с потребителем допускается не производить термическую обработку отливок 1-й группы из конструкционных нелегированных и легированных сталей и отливок 1—3-й групп из легированных сталей с о специальными свойствами при обеспечении механических и специальных свойств стали технологией выплавки и формообразования.
Число допустимых полных термических обработок отливок не должно быть более трех, а для отливок из аустенитных и аустенитно-ферритных легированных сталей со специальными свойствами — не более двух.
Примемечание: Количество отпусков или стабилизирующих отжигов отливок с пробными брусками одной и той же партии после закалки или нормализации для получения требуемых механических свойств не ограничивается.
Механические свойства конструкционной нелегированной и легированной стали для отливок со стенкой толщиной до 100 мм при комнатной температуре после окончательной термической обработки должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 7, легированной стали со специальными свойствами — в табл. 8.
Конфигурация и размеры отливок должны соответствовать чертежам, утвержденным в установленном порядке.
Допуски размеров и массы отливок, а также припуски на механическую обработку должны соответствовать требованиям ГОСТ 26645, формовочные уклоны — ГОСТ 3212 или указаны в КД.
Отливки должны быть очищены от формовочной смеси, окалины и пригара. Прибыли и питатели должны быть удалены.
Места отрезки питателей и прибылей, заливы и просечки должны быть зачищены или обрублены в пределах допусков по чертежу отливки. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем устанавливать в КД и (или) НТД наличие пригара на отливках.
Сталь 25Л: характеристики, расшифровка, химический состав
Расшифровка марки стали 25Л: цифра 25 означает содержание в сплаве 0,25 % углерода, а буква Л - обозначение литейной стали.
Литейный сплав 25Л предназначен для изготовления отливок (заготовок). Поэтому к нему предъявляются специфические требования.
И основными особенностями данной стали являются:
- жидко-текучесть - свойство расплавленного металла полностью заполнять форму;
- отсутствие склонности к образованию усадочных раковин;
- отсутствие склонности к образованию трещин.
Область использования в промышленности, машиностроении литейной стали 25Л очень широка. Из неё изготавливают цельные конструкции - станины прокатных станов, шкивы, плиты настильные, рамы рольгангов и тележек, крышки цилиндров, бабы паровых молотов, траверсы, крышки и пр.
Кроме того, 25Л незаменима при производстве литых деталей самого разнообразного применения – элементы насосов, сварно-литых конструкций, фланцы, поршни, элементы подшипников, арматура турбин, валы и оси, патрубки, маховики, балансиры и зубчатые колёса, мульды и пр.
Данная сталь подходит для литья конструкций, элементов и деталей, эксплуатация которых проходит под давлением и в температурных режимах - -40 °С до +450 °С.
Химический состав 25Л
Массовая доля элементов стали 25Л по ГОСТ 977-88
| C (Углерод) | Si (Кремний) | Mn (Марганец) | P (Фосфор) | S (Сера) | Fe (Железо) |
| 0,22 - 0,3 | 0,2 - 0,518 | 0,45 - 0,9 | 2, min | ||
| К20 | 216 | 412 | 22 | 30 | 392 |
| КТ0 | 294 | 491 | 22 | 33 | 343 |
Свойства по стандарту ГОСТ 4491-2016
| Предел текучести, МПа, min | Временное сопротивление, МПа, min | Относительное удлинение, %, min | Относительное сужение, %, min | Ударная вязкость KCU, кДж/м 2, min при температуре 20˚C | Ударная вязкость KCU, кДж/м 2, min при температуре -60˚C |
| 265 | 470 | 20 | 30 | 49,0 | 24,5 |
Физические свойства 25Л
Свойства по стандарту ГОСТ 977-88
Плотность: 7,83 г/см3
Технологические свойства марки 25Л
Риск того, что грубозернистая структура и внутренние напряжения снизят механические качества стали 25Л, и спровоцируют деформацию отливок, можно предупредить. Для этого используют операцию отжига или нормализацию. Нормализация представляет собой подготовительное мероприятие, иногда и окончательную термообработку – финишную операцию технологического цикла изготовления отливок.
В тех случаях, когда термообработку отливок из 25Л выполняют в специальных ящиках (при окислительной среде в печи), то в виде термообработки используют отжиг или специфическую операцию – объединённый процесс нормализации и отжига.
При необходимости доработать отливки (скорректировать размеры, устранить шероховатость поверхности), их подвергают механической обработке.
Термообработку отливок выполняют при 880-900 ˚C (отпуск – 610-630 ˚C)
Эта сталь также не склонна к образованию флокенов и к отпускной хрупкости.
Свариваемость – на стадии ограниченно свариваемая. Основные способы - РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС. При этом необходим подогрев с последующей термообработкой.
Сталь 25Л не чувствительна к перегреву.
Из данной стали отливают детали, к которым предъявляют требования по прочности, пластичности, надежности и долговечности в процессе эксплуатации. Все отливки предназначены для изготовления деталей и конструкций, которые способны работать под давлением или в условиях высоких температур.
Сталь 35л гост 977 88
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
Общие технические условия
Steel castings. General specifications
Дата введения 1990-01-01
1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22.12.88 N 4458
2. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4559-84, СТ СЭВ 4561-84 и СТ СЭВ 4563-84 в части марок
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД,
на который дана ссылка
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2004 г.
Настоящий стандарт распространяется на стальные отливки, изготавливаемые всеми способами литья из нелегированных и легированных конструкционных, легированных со специальными свойствами литейных сталей.
1.1. Для изготовления отливок предусмотрены следующие марки стали:
15Л, 20Л, 25Л, 30Л, 35Л, 40Л, 45Л, 50Л;
20ГЛ, 35ГЛ, 20ГСЛ, 30ГСЛ, 20Г1ФЛ, 20ФЛ, 30ХГСФЛ, 45ФЛ, 32Х06Л, 40ХЛ, 20ХМЛ, 20ХМФЛ, 20ГНМФЛ, 35ХМЛ, 30ХНМЛ, 35ХГСЛ, 35НГМЛ, 20ДХЛ, 08ГДНФЛ, 13ХНДФТЛ, 12ДН2ФЛ, 12ДХН1МФЛ, 23ХГС2МФЛ, 12Х7Г3СЛ, 25Х2ГНМФЛ, 27Х5ГСМЛ, 30Х3С3ГМЛ, 03Н12Х5М3ТЛ, 03Н12Х5М3ТЮЛ;
конструкционные легированные, применяемые в договорно-правовых отношениях между странами - членами СЭВ:
15ГЛ, 30ГЛ, 45ГЛ, 70ГЛ, 55СЛ, 40Г1, 5ФЛ, 15ФЛ, 30ХЛ, 25ХГЛ, 35ХГЛ, 50ХГЛ, 60ХГЛ, 70Х2ГЛ, 35ХГФЛ, 40ХФЛ, 30ХМЛ, 40ХМЛ, 40ХНЛ, 40ХН2Л, 30ХГ1, 5МФРЛ, 75ХНМФЛ, 40ГТЛ, 20ГНМЮЛ;
легированные со специальными свойствами:
а) мартенситного класса
20Х13Л, 08Х14НДЛ, 09Х16Н4БЛ, 09Х17Н3СЛ, 10Х12НДЛ - коррозионностойкие; 20Х5МЛ, 20Х8ВЛ, 40Х9С2Л - жаростойкие; 20Х12ВНМФЛ - жаропрочная; 85Х4М5Ф2В6Л (Р6М5Л), 90Х4М4Ф2В6Л (Р6М4Ф2Л) - быстрорежущие;
б) мартенситно-ферритного класса
в) ферритного класса
г) аустенитно-мартенситного класса
08Х15Н4ДМЛ, 08Х14Н7МЛ, 14Х18Н4Г4Л - коррозионностойкие;
д) аустенитно-ферритного класса
12Х25Н5ТМФЛ, 16Х18Н12С4ТЮЛ, 10Х18НЗГЗД2Л - коррозионностойкие; 35Х23Н7СЛ, 40Х24Н12СЛ, 20Х20Н14С2Л - жаростойкие;
е) аустенитного класса
10Х18Н9Л, 12Х18Н9ТЛ, 10Х18Н11БЛ, 07Х17Н16ТЛ, 12X18Н12М3ТЛ - коррозионностойкие; 55Х18Г14С2ТЛ, 15Х23Н18Л, 20Х25Н19С2Л, 18Х25Н19СЛ, 45Х17Г13Н3ЮЛ - жаростойкие; 35Х18Н24С2Л, 31Х19Н9МВБТЛ, 12Х18Н12БЛ, 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ, 15Х18Н22В6М2РЛ, 20Х21Н46В8РЛ - жаропрочные; 110Г13Л, 110Г13Х2БРЛ, 110Г13ФТЛ, 130Г14ХМФАЛ, 120Г10ФЛ - износостойкие;
легированные со специальными свойствами, применяемые в договорно-правовых отношениях между странами - членами СЭВ:
а) мартенситно-ферритного класса
15Х14НЛ, 08Х12Н4ГСМЛ - коррозионностойкие;
б) аустенитно-ферритного класса
12Х21Н5Г2СЛ, 12Х21Н5Г2СТЛ, 12Х21Н5Г2СМ2Л, 12Х19Н7Г2САЛ, 12Х21Н5Г2САЛ, 07Х18Н10Г2С2М2Л; 15Х18Н10Г2С2М2Л, 15Х18Н10Г2С2М2ТЛ - коррозионностойкие.
Область применения конструкционных легированных сталей приведена в приложении 1, легированных со специальными свойствами - в приложении 2.
1.2. Сталь должна выплавляться в печах с основной футеровкой. Допускается выплавка стали в печах с кислой футеровкой при условии выполнения требований настоящего стандарта.
Примечание. Возможность применения конверторной стали должна быть указана в конструкторской документации (КД) и (или) нормативно-технической документации (НТД).
1.3. Химический состав конструкционной нелегированной и легированной стали должен соответствовать указанному в табл.1, легированной со специальными свойствами - в табл.2.
Сталь марки 35Л
Структура и особенности стали марки 35Л: среднеуглеродистая литая сталь 35Л без термообработки обычно имеет феррито-перлитную структуру с видманштеттовым (ориентированным) распределением феррита и наличием ферритной сетки по границам бывших аустенитных зерен (рис. 137, а). После нормализации от 850- 870° С, а также после нормализации и высокого отпуска при 620-640° С видны остатки неравномерного ориентированного распределения феррита в виде крупных выделений и остатков сетки. После нормализации от температуры 850-870° С с последующим улучшением литая сталь характеризуется также большой структурной неоднородностью. Применение высокотемпературной нормализации от 950-970° С или нормализации от 950-970° С с последующим улучшением позволяет значительно измельчить феррит, ликвидировать его ориентированность, уменьшить общую неоднородность структуры.
Рентгенографическим исследованием показано, что после фазовой перекристаллизации с нагревом выше Ac3 до 850-870° С обычно восстанавливается исходная внутризеренная ориентировка. Только после высокотемпературного нагрева до 920-960° С полностью ликвидируется наследственная текстура.
Непосредственные наблюдения структурных изменений при нагреве до 1000° С стали 35Л в высокотемпературном микроскопе показали, что в интервале 720-800° С проходит фазовая перекристаллизация, сопровождающаяся образованием большого количества новых границ внутри ферритных игл и перлитных колоний. В интервале 900-930° С вместо большого количества мелких зерен возникают крупные зерна. После 960° С наблюдается быстрый собирательный рост и образование крупных зерен. Однако только при температурах выше 1050° С средний размер зерен аустенита близок к размеру крупного исходного зерна литой стали.
Зарождение аустенита происходит как внутри ферритных игл на субграницах, так и в перлитных колониях на межфазных границах феррита и карбида. При нагреве выше 850° С проходят процессы миграции границ зерен аустенита, которые возникли при фазовом превращении на месте перлитных колоний. Эти зерна аустенита растут за счет поглощения полигонизованных ориентированных зерен, возникших в игольчатом феррите. Разрушение внутризеренной текстуры в литой углеродистой стали происходит в результате миграции границ и собирательной рекристаллизации аустенита, возникшего в перлитных колониях.
По видимому, при нагреве до 900-930° С проходят также процессы растворения карбидных частиц и примесных фаз литой стали, задерживающих процессы рекристаллизации. Следующая за высокотемпературным нагревом повторная нормализация или закалка с температур лишь немного выше Ас3 (850° С) обеспечивает повышение однородности и измельчение структуры литой стали. В результате такой обработки значительно повышаются характеристики размерной стабильности и механических свойств металла.
Наиболее высокие значения характеристик сопротивления микропластическим деформациям (предела упругости и релаксационной стойкости) и механических свойств получены на образцах, которые были подвергнуты нормализации при 950-970° С перед окончательной термообработкой. Относительно более низкие свойства имели образцы после обычной нормализации при 850-870° С. Особенно эффективна высокотемпературная термообработка образцов после литья для повышения предела упругости, релаксационной стойкости и характеристик пластичности. При этом после одинаковых режимов окончательной термообработки в образцах, подвергнутых предварительной высокотемпературной нормализации в сравнении с обычной обработкой, свойства возрастают: предел упругости на 10-30%, релаксационная стойкость на 20-100%, характеристики пластичности на 50-100%. При одинаковой пластичности (б~8%, - 16%) после нормализации при 950-970° С и улучшения предел упругости образцов составляет 64-66 кгс/мм 2 , а после нормализации с 850-870° С с последующим улучшением предел упругости не превышает 50 кгс/мм 2 .
Микропластические деформации в доэвтектоидной стали развиваются прежде всего в отдельных зернах избыточного феррита как наименее прочной структурной составляющей стали. Влияние размера ферритной составляющей на сопротивление микропластическим деформациям аналогично рассмотренному выше (гл. II) влиянию размера зерна на релаксационную стойкость стали: чем меньше размер ферритной составляющей и равномерное ее распределение в структуре, тем выше предел упругости и релаксационная стойкость литой стали.
Таким образом, применение предварительной термообработки, приводящей к измельчению структуры и повышению ее однородности, позволяет обеспечить оптимальное сочетание свойств литых стальных деталей для точного машиностроения и приборостроения.
Сопротивление микропластическим деформациям стали 35Л: механические свойства исследовали на образцах, изготовленных из литых заготовок конусной и клиновидной формы. По микроструктуре определяли среднюю пористость или загрязненность образца включениями в объемных процентах, средний диаметр пор (включений) D, а также удельную поверхность пор (включений). Термическую обработку образцов для исследования механических и релаксационных свойств производили по двум режимам:
1) нормализация при 880-900° С, выдержка при температуре нормализации 3 ч и высокий отпуск при 620-640° С 3 ч;
2) ступенчатый отжиг и улучшение: отжиг при 1200- 1230° С 3 ч, охлаждение с печью до 550° С + отжиг при 950° С 3 ч, охлаждение с печью до 550° С + закалка с температуры 850-870° С в масле и высокий отпуск при 620-640° С 3 ч.
Первый режим наиболее распространен в практике производства стальных отливок, второй - рекомендован С. В. Белынским.
Исследования показали, что сталь, выплавленная по общепринятой технологии, содержала неметаллические включения главным образом III типа с удельной поверхностью в пределах 12-18 мм -1 при Dвкл=5 мкм.
Видно, что механические свойства и релаксационная стойкость понижаются с увеличением пористости стали.
Релаксационная стойкость при комнатной температуре при относительно небольшом среднем диаметре пор практически мало зависит от пористости. С повышением температуры испытаний возрастает влияние пористости стали на релаксационную стойкость. При температуре 150° С релаксационная стойкость значительно понижается с увеличением пористости, начиная с Sпop>=5 мм -1 (0,2 объемного процента). При 350° С релаксационная стойкость понижается при появлении практически любой минимальной пористости.
Исследования показали, что релаксационная стойкость в значительной степени зависит от средней величины пор. При одних и тех же значениях Snop и объемного процента пор релаксационная стойкость резко понижается с увеличением среднего диаметра пор Dnop. При наличии относительно крупных пор (Dnop= 35 мкм) релаксационная стойкость уже при комнатной температуре понижается при незначительном значении Sпор. Следовательно, при развитии осевой пористости в отливках, обычно характеризующейся увеличенными значениями среднего размера пор (Dnop), металл имеет низкую релаксационную стойкость.
Крупные поры, ослабляя сечение металла и создавая условия для неоднородного и неодновременного прохождения пластической деформации, понижают показатели сопротивления как макро-, так и микропластической деформации. Понижение релаксационной стойкости с увеличением пористости при повышенных температурах, по-видимому, связано с ускорением диффузионных процессов вследствие увеличения дефектности металла.
При отсутствии заметных макро- и микропор понижение релаксационной стойкости стали с увеличением количества неметаллических включений связано с большой разницей в значениях коэффициентов линейного расширения неметаллических включений и основного металла и возникающими при этом термическими микронапряжениями. Механизм воздействия микронапряжений на релаксационную стойкость в сплавах с резко различающимися коэффициентами линейного расширения рассмотрен. Как показано выше, ТЦО позволяет практически ликвидировать неблагоприятное влияние включений на релаксационную стойкость литой стали.
Электрошлаковая сварка стали 35Л: если в свариваемой стали содержание углерода превышает 0,25%, следует использовать проволоки Св-08ГС и Св-08ГА. Например, изделия из сталей марок 25 и 35 сваривали с применением проволоки Св-08ГА диаметром 3 мм и флюса АН-8М. Данные о химическом составе (%) металла шва и механических свойствах сварного соединения приведены в табл. 9.3 и 9.4.
Металл толщиной 90 мм сваривали двумя электродными проволоками диаметром 3 мм со скоростью 2 м/ч, при этом скорость подачи электродов равнялась 350 м/ч, величина сварочного тока 750 А, напряжение сварки 55 В.
При сварке плавящимся мундштуком сварочный ток равен сумме тока при плавлении электродной проволоки и тока при плавлении мундштука со скоростью сварки.
С целью поддержания скорости сварки ниже критической, при которой образуются горячие трещины, скорость подачи электродной проволоки ограничивают. Так, при сварке стали 35Л толщиной 350 мм рекомендуемая скорость подачи проволоки 120-130 м/ч. Другие рекомендуемые технологические условия сварки: напряжение 46-48 В, проволока Св-10Г2, пластина мундштука из стали 30ХГСА, флюс АН-8. Исследованиями установлено, что долевое участие в металле шва составляет: 40% электродной проволоки, 50% основного металла, 10% пластины мундштука.
В табл. 9.5 приведен химический состав (%) сварочных материалов, основного металла и шва, в табл. 9.6 - механические свойства сварных соединений при различных видах термообработки. Использованные сварочные материалы в сочетании с правильным выбором режимов сварки и термообработки позволили получить при сварке стали 35Л соединение, равнопрочное с основным металлом.
При сварке сталей, содержащих 0,3-0,5% С, повысить прочность шва удается увеличением в нем доли основного металла. Естественно, что скорость подачи электродной проволоки должна уменьшаться ввиду опасности образования кристаллизационных трещин. Так, для проволоки диаметром 3 мм скорость подачи должна находиться в пределах 160-180 м/ч.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Читайте также: