Презентация.Сталь.Свойства.

Сталь. Свойства

Презентация по предмету «Материалы и изделия сантехнических устройств и систем обеспечения микроклимата»

Преподаватель

Никонова С.Ю.

Некоторые металлы в твердом состоянии в различных температурных интервалах приобретают различную кристаллическую решетку, что всегда приводит к изменению их физико-химических свойств.

СТАЛЬ – сплав железа ( F е) с углеродом (С), содержащий его до 2, 14%

Сталь – это ценный конструкционный материал, из него изготавливают различные детали, зубчатые колеса, корпуса станков, трубы и т.д.

Кроме основы (железа - Fe и углерода - С) в сталях в малых количествах присутствуют примеси

железо ( Fe )

- основной компонент

+

углерод (С)

- содержание менее 2,14%

Сталь =

+

примеси

+

легирующие добавки

К механическим свойствам сталей относятся:

• прочность,
• твердость,
• упругость,
• пластичность,
• ударная вязкость,
• ползучесть,
• усталость

Основные механические свойства, определяемые для низкоуглеродистых сталей:

• Предел текучести стали характеризует уровень безопасных нагрузок для конструкции из этой стали.
• Предел прочности стали характеризует уровень нагрузок, приводящих к разрушению конструкции из этой стали.

- Относительное удлинение при разрыве и относительное сужение при разрыве стали характеризуют способность стальной конструкции изменять форму и размеры.

Прочность — это способность металла или сплава противостоять деформации и разрушению под действием приложенных нагрузок

Нагрузки могут быть внешними (вес, давление и др.) и внутренними (изменение размеров тела от нагревания и охлаждения, изменение структуры металла и т. д.)

Нагрузки бывают статическими, т. е. постоянными по величине и направлению действия , или динамическими, т. е. переменными по величине, направлению и продолжительности действия

Действуют нагрузки на

растяжение,

сжатие,

изгиб,

скручивание (кручение)

срез

Нагрузки бывают :

• статическими, т. е. постоянными по величине и направлению действия ,

• динамическими, т. е. переменными по величине, направлению и продолжительности действия

На свойства железоуглеродистых сплавов влияет наличие в них постоянных примесей ( вредных — серы, фосфора, кислорода, азота, водорода; полезных — кремния, марганца и др.)

Эти примеси могут попадать в сплав из:

-природных соединений (руд) - сера и фосфор; -из металлического лома — хром, никель и др.; -в процессе раскисления- кремний и марганец

Технологические примеси необходимы для ведения металлургического процесса выплавки стали

Марганец

Кремний

Сера и фосфор

ЛИКВАЦИЯ — неоднородность химического состава сплава, возникающая при его кристаллизации , обусловленная обогащением жидкой части кристаллизующегося расплава элементами, растворимость которых в жидкой фазе больше, чем в твердой

К таким элементам, называемым ликвирующими , в стали относятся, например, углерод, сера, фосфор

Влияние азота,

кислорода и водорода

Стали являются основным конструкционным

материалом промышленности

Комплекс физических свойств:

*высокая электропроводность;

*высокая теплопроводность;

*температура плавления порядка (1400— 1600)°С

Стали являются основным конструкционным

материалом промышленности

Комплекс конструкционных свойств:

*прочность σ в ;

* пластичность σ т ;

*вязкость ψ

Необходимые конструкционные свойства стали достигаются путем изменения содержания углерода С

и легированием

Стали являются основным конструкционным

материалом промышленности

Особые свойства сталей:

*теплостойкость;

* жаростойкость;

* жаропрочность;

* коррозионная стойкость

Особые свойства сталей достигаются путем легирования

Легирующие элементы и примеси

Хром

в низкоуглеродистых сталях содержится до 0.3%, в конструкционных 0.7-3.5%,

в хромистых 12-18%,

в хромоникелевых 9-35%.

При сварке хром образует карбиды хрома, ухудшающие коррозионную стойкость стали и резко повышающие твердость в зонах термического влияния; содействует образованию тугоплавких окислов, затрудняющих процесс сварки .

Легирующие элементы и примеси

Никель

в низкоуглеродистых сталях содержится 0.2-0.3%, в конструкционных сталях 1-5%,

в легированных сталях 8-35%.

В некоторых сплавах содержание никеля достигает 85%.

Никель увеличивает пластические и прочностные свойства стали, измельчает зерна, не ухудшая свариваемости .

Легирующие элементы и примеси

Молибден

содержание в стали ограничивается 0.15-0.8%.

Он увеличивает несущую способность стали при ударных нагрузках и высоких температурах, измельчает зерно; способствует образованию трещин в наплавленном металле и в зонах термического влияния; при сварке активно окисляется и выгорает.

Легирующие элементы и примеси

Ванадий

в специальных сталях содержится 0.2-0.8%,

в штамповых сталях 1-1.5%.

Он способствует закаливаемости стали, чем затрудняет сварку .

В процессе сварки активно окисляется и выгорает.

Машиностроительные стали и сплавы специализированного назначения характеризуются их механическими свойствами при низ­ких и высоких температурах; физическими, химическими и технологическими свойствами. Они могут быть использованы для эксплуатации в особых условиях (при температурах ниже 0 О С, при нагреве, динамических нагрузках и т. п.).

Стали и сплавы с особыми физическими свойствами получают в результате специального легирования и термической обработки. Их применяют в основном в приборостроении, электронной, радиотехнической промышленности и т. д.

Стали и сплавы с особыми химическими свойствами (стойкие к коррозии) содержат не менее 12,5—13 % Сг.

Стали с высоким содержанием хрома и никеля — стойкие в агрессивных средах.

- прочность сталей

Прочность определяет возможную нагруженность конструкций

- пластичность и вязкость

Пластичность и вязкость определяют сопротивление конструкций разрушению

Прочность, пластичность и вязкость сталей достигается

- изменением содержания углерода

- легированием

Прочность, пластичность и вязкость сталей достигается термообработкой

Термообработка – это технологический процесс нагрева до определенной температуры, выдержки и охлаждения сварной конструкции.

Теплоустойчивые стали

ХРОМА МОЛИБДЕНА О