Классификация і маркірування сталей, чавунів і різних сплавов

Каждому інженеру необхідно знати класифікацію і маркірування матеріалів, виділені на виготовлення деталей машин і конструкцій. До числу таких матеріалів ставляться метали та його сплави, металеві і металокерамічні порошки пластмаси, гума, скло, кераміка, деревні та інших. неметалеві речовини. Найбільшого поширення ролі конструкційних матеріалів час отримали метали та його сплави, у справжньої роботи розглядатимуться щойно почали, чавуни і кольорові метали, та його сплави (мідь, алюміній, титан, магній і сплави з їхньої основе).

I Класифікація і маркірування сталей.

Сталями прийнято називати сплави заліза з вуглецем, зміст до 2,14% вуглецю. З іншого боку, у складі сплаву зазвичай входять марганець, кремній, сірка і фосфор; деякі елементи можуть бути запущені підвищення фізико-хімічних властивостей спеціально (легирующие элементы).

Стали, класифікують із найбільш різним ознаками. Ми розглянемо следующие:

1. Хімічний состав.

Залежно від хімічного складу розрізняють стали углеродистые (ГОСТ 380−71, ГОСТ 1050–75) і леговані (ГОСТ 4543−71, ГОСТ 5632–72, ГОСТ 14 959–79). Натомість углеродистые стали можуть быть:

A) малоуглеродистыми, т. е. що містять вуглецю менш 0,25%;

Б) среднеуглеродистыми, зміст вуглецю становить 0,25−0,60%.

B) высокоуглеродистыми, у яких концентрація вуглецю перевищує 0,60% Леговані стали поділяють на: а) низколегированные зміст легуючих елементів до 2,5% б) среднелегированные, до складу входять від 2,5 до 10% легуючих елементів; в) высоколегированные, які містять понад 10% легуючих элементов.

2. Призначення. За призначенням стали бувають: 1) конструкційні, призначені виготовлення будівельних і машинобудівних виробів. 2) Інструментальні, у тому числі виготовляють ріжучий, мерительный, штамповый й інші інструменти. Ці стали містять більш 0,65% вуглецю. 3) З особливими фізичними властивостями, наприклад, з деякими магнітними характеристиками чи малим коефіцієнтом лінійного розширення: електротехнічна сталь, суперинвар. 4) З особливими хімічними властивостями, наприклад, нержавіючі, жаростойкие чи жароміцні стали.

3. Якість. Залежно від змісту шкідливих домішок: сірки і фосфора-стали поділяють на: 1. Стали звичайного якості, зміст до 0.06% сірки і по 0,07% фосфору. 2. Якісні - до 0,035% сірки і фосфору кожного окремо. 3. Високоякісні - до 0.025% сірки і фосфору. 4. Особовысококачественные, до 0,025% фосфору і по 0,015% серы.

4. Ступінь розкиснення. 4. За рівнем видалення кисню зі сталі, т. е. За рівнем її розкиснення, существуют:

1) спокійні стали, т. е., повністю раскисленные; такі стали позначаються літерами «сп» наприкінці марки (іноді літери опускаются);

2) киплячі стали — слабко раскисленные; маркуються літерами «кп » ;

3) підлозі спокійні стали, що займають проміжне становище між двома; позначаються літерами «пс » .

Сталь звичайного якості підрозділяється ще й з поставкам на 3 группы:

1) сталь групи, А поставляється споживачам по механічним свойствам.

(така сталь може мати підвищений вміст сірки чи фосфора);

2) сталь групи Б — з хімічної составу;

3) сталь групи У — з гарантованими механічними властивостями і хімічним составом.

Залежно від нормувальних показників (межа міцності ?, відносне подовження ?%, межа плинності ?т, вигин в холодному стані) сталь кожної групи ділиться на категорії, які позначаються арабськими цифрами.

Стали звичайного якості позначають літерами «У розділі ст «і умовним номером марки (від 0 до 6) залежно від хімічного складу і механічних властивостей. Що зміст вуглецю і прочностные властивості стали, то більше вписувалося її номер. Буква «Р «після номери марки свідчить про підвищений вміст марганцю в стали. Перед маркою вказують групу стали, причому група «А «у визначенні марки стали не ставиться. Для вказівки категорії стали до позначенню марки додають номер наприкінці відповідний категорії, першу категорію звичайно вказують. Например:

Ст1кп2 — углеродистая сталь звичайного якості, нуртуюча, № марки 1, другої категорії, поставляється споживачам по механічним властивостями (група А);

ВСт5Г — углеродистая сталь звичайного якості з підвищеним змістом марганцю, спокійна, № марки 5, першої категорії з гарантованими механічними властивостями і хімічний склад (група В);

Вст0 — углеродистая сталь звичайного якості, номер марки 0, групи Б, першої категорії (стали марок Ст0 і Бст0 за рівнем розкиснення не поділяють). Якісні стали маркірують так: 1) на початку марки вказують зміст вуглецю цифрою, що відповідає її середньої концентрації; а сотих частках відсотка для сталей, містять до 0,65% углерода;

05кп — сталь углеродистая якісна, нуртуюча, містить 0,05% С;

60 — сталь углеродистая якісна, спокійна, містить 0,60% З; б) в десятих частках відсотка для індустріальних сталей, які додатково забезпечуються буквою «У » :

У7 — углеродистая інструментальна, якісна сталь, яка містить 0,7% З, спокійна (все інструментальні стали добре раскислены);

У12 — углеродистая інструментальна, якісна сталь, спокійна містить 1,2% З; 2) легирующие елементи, що входять до склад стали, позначають російськими буквами:

А — азот До — кобальт Т — титан Б — ніобій М — молібден Фванадий В — вольфрам М — нікель Х — хром Р — марганець П — фосфор Ц — цирконій Д — мідь Р — бір Ю — алюміній Є - селен З — кремній Ч — рідкісноземельні металлы.

Якщо після літери, що означає легуючий елемент, стоїть цифра, вона вказує зміст цього елемента у відсотках. Якщо цифри немає, то сталь містить 0,8−1,5% легирующего елемента, крім молібдену і ванадію (зміст що у солях зазвичай до 0,2−0,3%), і навіть бору (в почав із буквою Р його має не меншим 0,0010%). Примеры:

14Г2 — низько легована якісна сталь, спокійна, містить приблизно 14% вуглецю і по 2,0% марганца.

03Х16Н15М3Б — високо легована якісна сталь, спокійна містить 0,03% З, 16,0% Cr, 15,0% Ni, до З, 0% Мо, до 1,0% Nb.

Високоякісні й особовысококачественные стали.

Маркірують, як і і якісні, але наприкінці марки високоякісної стали ставлять букву А, (ця літера у середині марочного позначення свідчить про наявність азоту, спеціально введённого в сталь), а після марки особовысококачественной — через тирі букву «Ш ». Например:

У8А — углеродистая інструментальна високо якісна сталь, що містить 0,8% углерода;

30ХГС-III — особовысококачественная среднелегированная сталь, що містить 0,30% вуглецю і зажадав від 0,8 до $ 1,5% хрому, марганцю і кремнію кожного. Окремі групи сталей позначають кілька иначе.

Шарикоподшипниковые стали маркірують літерами «ШХ », після чого вказують зміст хрому в десятих частках процента:

ШХ6 — шарикоподшипниковая сталь, яка містить 0,6% хрома;

ШХ15ГС — шарикоподшипниковая сталь, що містить 1,5% хрому і зажадав від 0,8 до 1,5% марганцю і кремния.

Быстрорежущие стали (сложнолегированные) позначають буквою «Р », наступна з ним цифра свідчить про процентний вміст у ній вольфраму: Р18-быстрорежущая сталь, яка містить 18,0% вольфраму; Р6М5К5-быстрорежущая сталь, яка містить 6,0% вольфраму 5,0% молібдену 5,0% кобольта. Автоматні стали позначають буквою «А «і цифрою, що б середнє зміст вуглецю в сотих частках процента:

А12 — автоматна сталь, що містить 0,12% вуглецю (все автоматні стали мають підвищений вміст сірки і фосфора);

А40Г — автоматна сталь з 0,40% вуглецю і підвищеним до $ 1,5% змістом марганца.

II Класифікація і маркірування чугунов.

Чавунами називають сплави заліза з вуглецем, містять більш 2,14% вуглецю. Вони містять самі домішки, як і сталь, але у більшій кількості. Залежно стану вуглецю в чавуні, различают:

Білий чавун, у якому весь вуглець перебуває у пов’язаному стані вигляді карбіду, і чавун, у якому вуглець значною мірою чи повністю у вільному стані вигляді графіту, який визначає прочностные властивості сплаву, чавуни поділяють на: 1) сірі - пластинчатая чи червеобразная форма графіту; 2) высокопрочные — кулястий графіт; 3) ковкие — сиплеся графіт. Чавуни маркірують двома літерами і двома цифрами, відповідними мінімального значенням тимчасового опору? в при розтягненні в МПа-10. Сірий чавун позначають літерами «СЧ «(ГОСТ 1412−85), високо-випробувальний — «ВЧ «(ГОСТ 7293−85), ковкий — «КЧ «(ГОСТ 1215−85).

СЧ10 — сірий чавун з межею міцності при розтягненні 100 МПа;

ВЧ70 — високо-випробувальний чавун з сигма тимчасовим при розтягненні 700 МПа;

КЧ35 — ковкий чавун з? в розтяганням приблизно 350 МПа.

Робота в вузлах тертя зі змазкою застосовують виливки з антифрикционного чавуну АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 та інших., що розшифровується так: АЧ — антифрикционный чавун: З — сірий, У — високо-випробувальний, До — ковкий. А цифри позначають порядковий номер сплаву відповідно до Держстандарту 1585−79.

III класифікація і маркірування кольорових сплавов.

1. Мідь і її сплавы.

Технічно чиста мідь має високими пластичністю і коррозийной стійкістю, малою питомою электросопротивлением і високої теплопроводностью. По чистоті мідь поділяють на марки (ГОСТ 859−78):

|Марка |МВЧк |MOO |МО |Ml |М2 |МОЗ | |Зміст |99,993 |99,99 |99,95 |99,9 |99,7 |99,5 | |Cu+Ag, щонайменше | | | | | | | |% | | | | | | |.

Після позначення марки вказують спосіб виготовлення міді: до — катодна, б — біс киснева, р — раскисленная. Мідь вогневого рафінування не обозначается.

МООк — технічно чиста катодна мідь, яка містить щонайменше 99,99% міді серебра.

МОЗ — технічно чиста мідь вогневого рафінування, містить щонайменше 99,5%меди і серебра.

Мідні сплави поділяють на бронзи і латуні. Бронзице сплави міді з оловом (4 — 33% Sn хоча бувають без олов’яні бронзи), свинцем (до 30% Pb), алюмінієм (5−11% AL), кремнієм (4−5% Si), сурмою і фосфором (ГОСТ 493−79, ГОСТ 613–79, ГОСТ 5017–74, ГОСТ 18 175–78).

Латуні - сплави міді з цинком (до 50% Zn) і невеличкими добавками алюмінію, кремнію, свинцю, нікелю, марганцю (ГОСТ 15 527−70, ГОСТ 17 711–80). Мідні сплави призначені виготовлення деталей методами лиття, називають ливарними, а сплави, призначені виготовлення деталей пластичним деформированием — сплавами, обрабатываемыми давлением.

Мідні сплави позначають початковими літерами знати їхні назви (Бр чи Л), після чого йдуть перші літери назв основних елементів, їхнім виокремленням сплав, і цифри, що вказують у елемента у відсотках. Прийнято такі позначення компонентів сплавов:

А — алюміній Мц — марганець З — свинець Б — бериллий.

Мг — магній Порівн — срібло Ж — залізо Мш — мышьяк.

Су — сурма До — кремній М — нікель Т — титан.

Кб — кадмій Про — олово Ф — фосфор Х — хром.

Ц — цинк Примеры:

БрА9Мц2Л — бронза, що містить 9% алюмінію, 2% Mn, інше Cu («Л «» вказує, що сплав литейный);

ЛЦ40Мц3Ж — латунь, що містить 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, інше Cu;

Бр0Ф8,0−0,3 — бронза поруч з міддю яка містить 8% олова і 0,3% фосфора;

ЛАМш77−2-0,05 — латунь яка містить 77% Cu, 2% Al, 0,055 миш’яку, інше Zn (у визначенні латуні, настановленим обробки тиском, перше число свідчить про зміст меди).

У нескладних за складом латунях вказують лише вміст у сплаві меди:

Л96 — латунь що містить 96% Cu і ~4% Zn (томпак);

Лб3 — латунь яка містить 63% Cu і -37% Zn.

2. Алюміній та її сплавы.

Алюміній — легкий метал, у якого високими теплоі електропровідністю, стійкий до корозії. Залежно від рівня частоти первинний алюміній відповідно до ГОСТу 11 069−74 буває особливої (А999), високої (А995, А95) та програмах технічної чистоти (А85, А7Е, АТ та інших.). Алюміній маркірують буквою Проте й цифрами, які позначають частки відсотка понад 99,0% Al; літера «Є «позначає підвищений вміст заліза і знижений кремнію. А999 — алюміній особливої чистоти, де міститься щонайменше 99,999% Al; А5 — алюміній технічної чистоти у якому 99,5% алюмінію. Алюмінієві сплави поділяють на деформируемые і ливарні. Ті й ті може бути не упрочняемые і упрочняемые термічної обработкой.

Деформируемые алюмінієві сплави добре обробляються прокаткою, куванням, штампуванням. Їх марки наведені у ГОСТ 4784–74. До деформируемым алюмінієвим сплавів не упрочняемым термообработкой, ставляться сплави системи Al-Mn і AL-Mg:Aмц; АмцС; Амг1; АМг4,5; Амг6. Абревіатура включає у собі початкові літери, що входять до склад сплаву компонентів і цифри, що вказують зміст легирующего елемента у відсотках. До деформируемым алюмінієвим сплавів, упрочняемым термічної обробкою, ставляться сплави системи Al-Cu-Mg з добавками деяких елементів (дуралюны, кувальні сплави), і навіть высокопрочные і жароміцні сплави складного хим.состава. Дуралюмины маркуються буквою «Д «і порядковим номером, наприклад: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8. Чистий деформируемый алюміній позначається літерами «АТ «і умовним позначенням ступеня його чистоти: АДоч (>=99,98% Al), АД000(>=99,80% Аl), АД0(99,5% Аl), АД1 (99,30% Al), АД (>=98,80% Аl).

Ливарні алюмінієві сплави (ГОСТ 2685−75) має хорошою жидкоплинністю, має порівняно невелику усадку і призначені переважно для фасонного лиття. Ці сплави маркуються літерами «АЛ «з наступним порядковим номером: АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛЗО.

Іноді маркірують за складом: АК7М2; АК21М2, 5Н2,5; АК4МЦ6. У цьому вся разі «М «позначає мідь. «До «- кремній, «Ц «- цинк, «М «- нікель; цифра — середнє % зміст элемента.

З алюмінієвих антифрикційних сплавів (ГОСТ 14 113−78) виготовляють підшипники і вкладки як литтям і обробкою тиском. Такі сплави маркірують буквою «А «і початковими літерами які входять у них елементів: А09−2, А06−1, АН-2,5, АСМТ. У перші двоє сплаву входить у вказане кількість олова і міді (перша цифра-олово, вторая-медь в %), втретє 2,7−3,3% Ni і вчетверте мідь сурма і теллур.

3. Титан та її сплавы.

Титан — тугоплавкий метал з невисокою щільністю. Питома міцність титану вище, ніж в багатьох легованих конструкційних сталей, тому при заміні сталей титановими сплавами можна за рівної міцності зменшити масу деталі на 40%. Титан добре обробляється тиском, зварюється, з неї виготовити складні виливки, але обробка різанням скрутна. Для отримання сплавів з поліпшеними властивостями його легируют алюмінієм, хромом, молібденом. Титан та її сплави маркірують літерами «ЗТ «і порядковим номером:

ВТ1−00, ВТЗ-1, ВТ4, ВТ8, ВТ14.

П’ять титанових сплавів є такі иначе:

0Т4−0, 0Т4, 0Т4−1, ПТ-7М, ПТ-3 В.

4. Магній та її сплавы.

Серед промислових металів магній має найменшої плотностью (1700 кг/м3). Магній та її сплави нестійкі проти корозії, у разі підвищення температури магній інтенсивно окислюється і навіть самозаймається. Він має малої міцністю і пластичністю, оскільки як конструкционный матеріал чистий магній немає. На підвищення химико-механических властивостей в магнієві сплави вводять алюміній, цинк, марганець та інші легирующие добавки.

Магнієві сплави поділяють на деформируемые (ГОСТ 14 957−76) і ливарні (ГОСТ 2856−79). Перші маркуються літерами «МА », другі «МЛ ». Після літер вказується порядковий номер сплаву у відповідній ГОСТі. Например:

МА1-деформируемый магнієвий сплав № 1;

МЛ19-литейный магнієвий сплав № 19.

Нижче наведені індивідуальні завдання щодо розшифровці марок конструкційних материалов.

| |МАРКИ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ. | |1|БСт3кп, 08Х20Н14С2, Р9, СЧ25, М006, Амч3, ВТ1−00, МЛЗ | |2|11Х11Н2В2МФ, ШХ30, У11, ВЧ45, БрА9Мц2Л, АЛ19, ВТ1−0, МЛ4 | |3|25ХГС А, Р6М5Ф2К8, 50, КЧ50, БрА7Мц15ЖЗН2Ц2, А6, ОТ4−0, МА1 | |4|45ХНЗМФА, ШХ9, 20пс, АЧС-4, Бр04Ц7С5, АД0Е, ОТ4−1, МА2 | |5|10Х17Н13М2Т, А20, Ст6, АЧК-1, БрОФ4−0, 25; АЛЗЗ, ОТ-4, МЛ19 | |6|Ст5ГпсЗ, 25Х13Н2, 15кп, АВЧ-1, ЛС63−2, Амц, ВТ5, МЛ15 | |7|16Х11Н2ВМФ, А40Г, ШХ15, СЧ10, ЛА77−2, Д16, ВТ9, МА18 | |8|45Х22Н4МЗ, У 13, ВСт2пс2, ВЧ1СО, М2р, АЛ25, ВТ14, МА15 | |9|31Х19Н9МВБТ, Р9, 45, КЧ45, БрСуЗНЗЦЗС20Ф, А8, ВТ16, МЛ5 | |1|12Х18Н9Т, ШХ15ГС, А20, АЧС-5, ЛЦ40МцЗА, АЛ21, ВТ20, МА17 | |0| | |1|ВСт3пс, 20Х, Р12, АЧВ-2, ЛЖМц59−1-1, АК4М4, ВТ22, МЛ6 | |1| | |1|15Х60Ю, Р6М5, У13А, АЧК-2, ЛС59−1, Д12, ПТ-7М, МЛ10 | |2| | |1|38Х2МЮА, ВСт4пс2, 50 Г, АЧС-3, Л68, А5Е, ПТ-ЗВ, МА-12 | |3| | |1|36Х18Н25С2, А30, ВСт2кбп, КЧ60, БрАЖНЮ-4−4, АЛ2, ВТ9, МА11 | |4| | |1|40ХМФА, РОМЗФ2, АЗ0, ВЧ80, БрА7Мц15ЖЗН2Ц2, АК9, ВТ5, МЛ8 | |5| | |1|Ст0, 30Х13, Р6М5Ф2К8, Сч15, БрА9Ж4Н4Мц1, Амг6, ВТ1−0, МА21 | |6| | |1|09Х16Н4Б, ВСт3Г, ШХ6, СЧ18, ЛЦ23АбЖЗМц2, Д16, ВТ16, МЛ19 | |7| | |1|45ХНЗМФ-Ш, У11, All, ВЧ70, ЛАМш77−2-0,05, АЛ23, ВТ5. МА18 | |8| | |1|14Г2АФ, РОМ2ФЗ, ВСт5сп, СЧ24, Бр0Фб, 5−0, 15; Д18, ВТ1−00, МА19 | |9| | |2|15Х7Н2Т-Ш, Р6М5Ф2К8, ШХ9, КЧ63, ЛК80−3, АК4М4. ВТ22, МЛ8 | |0| | |2|ВСт1, 50ХГ, РОМЗФ2, АЧС-6, БрКМцЗ-1, АК7, ВТ20, МЛ12 | |1| | |2|08Х18Т1, У10А, 30пс, ВЧ40, Бр06Ц6СЗ, АЛ9, ПТ-3 В, МА2 | |2| | |2|Р12, 13Х14НВ2ФР, Ст5пс3, СЧ20, ЛЦ38Мц2С2, Амг2, ВТЗ, МЛ4 | |3| | |2|У9, 07Х25Н13, ШХ15, КЧ35, БрАЖНМц9−4-4−1, АД0, ВТ14, МА20 | |4| | |2|А11, 20Х12ВНМФ, 25сп, ВЧ80, ЛАНКМц75−2-2, 5−0,5−0,5; А7, ВТ9, МЛ9 | |5| |.