Сталь

Сталь - сплавы железа с углеродом, содержание до 2,14% углерода. Кроме того, в состав сплава обычно входят марганец, кремний, сера и фосфор; некоторые элементы могут быть введены для улучшения физико-химических свойств специально (легирующие элементы).

Стали, классифицируют по следующим признакам:

По назначению

1. Конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий.
2. Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.
3. С особыми физическими свойствами, например : электротехническая сталь.
4. С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.

По качеству, ( в зависимости от содержания вредных примесей):

1. Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора.
2. Качественные - до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно.
3. Высококачественные - до 0.025% серы и фосфора.
4. Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.

   По степени раскисления (удаления кислорода из стали):

1. спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами “сп” в конце марки
2. кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами "кп";
3. полуспокойные стали, занимающие промежуточное положение между “сп” и  "кп"; обозначаются буквами "пс".

Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:

1. сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам
2. сталь группы Б - по химическому составу;
3. сталь группы В - с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.

     Стали обыкновенного качества  обозначают буквами "Ст" и  условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического  состава и механических свойств.  Чем выше содержание углерода  и прочностные свойства стали,  тем больше её номер. Буква  "Г" после номера марки  указывает на повышенное содержание  марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа "А" в обозначении марки стали не ставится.

ВСт5Г - углеродистая сталь обыкновенного  качества с повышенным содержанием  марганца, спокойная, № марки 5, первой категории с гарантированными механическими  свойствами и химическим составом (группа В);

   Качественные стали маркируют  следующим образом:   

в начале марки указывают содержание углерода цифрой, соответствующей его  средней концентрации;

а) в сотых долях процента для  сталей, содержащих до 0,65% углерода;

05кп  – сталь углеродистая качественная, кипящая, содержит 0,05% С;

б) в десятых долях процента для  индустриальных сталей, которые дополнительно  снабжаются буквой "У":

У12 - углеродистая инструментальная, качественная сталь, спокойная содержит 1,2% С;

     Легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначают русскими буквами:

А – азот  К – кобальт   Т – титан  Б – ниобий   М – молибден Ф - ванадий В – вольфрам  Н – никель   Х – хром   Г – марганец   П – фосфор  Ц – цирконий  Д – медь   Р – бор  Ю – алюминий  Е – селен  С – кремний  Ч - редкоземельные металлы

Если  после буквы, обозначающей легирующий элемент, стоит цифра, то она указывает  содержание этого элемента в процентах. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5% легирующего элемента, за исключением  молибдена и ванадия (содержание которых обычно до 0,2-0,3%), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,001%).

Примеры:

03Х16Н15М3Б  – высоколегир. качественная  сталь, спок. содержит 0,03% C, 16,0% Cr, 15,0% Ni, до З,0% Мо, до 1,0% Nb.

Высококачественные  и особовысококачественные стали.

Маркируют, так же как и качественные, но в конце марки высококачественной стали ставят букву А,  а после марки особовысококачественной - через тире букву "Ш".

Например:

У8А - углеродистая инструментальная высоко качественная сталь, содержащая 0,8% углерода;

30ХГС-Ш – особовысококачественная среднелегированная сталь, содержащая 0,30% углерода и от 0,8 до 1,5% хрома, марганца и кремния каждого.

Отдельные группы сталей обозначают след. образом:

Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами "ШХ", после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента:

ШХ6 - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 0,6% хрома;

Быстрорежущие стали обозначают буквой "Р", следующая за ней цифра указывает на процентное содержание в ней вольфрама:

Р18-быстрорежущая  сталь, содержащая 18,0% вольфрама;

Автоматные  стали обозначают буквой "А" и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента:     А12 - автоматная сталь, содержащая 0,12% углерода

Медь  и её сплавы.

Технически  чистая медь обладает высокими пластичностью  и коррозийной стойкостью,   малым   удельным   электросопротивлением  и   высокой теплопроводностью.

Медные  сплавы разделяют на бронзы и латуни. Бронзы- это сплавы меди с оловом (4 - 33% Sn, хотя бывают без оловянные бронзы), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой и фосфором

Латуни - сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца). Медные сплавы предназначены для изготовления деталей методами литья, называют литейными, а сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием - сплавами, обрабатываемыми давлением.

Медные  сплавы обозначают начальными буквами  их названия (Бр или Л), после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие кол-во элемента в процентах. Приняты следующие обозначения  компонентов сплавов:

А – алюминий    Мц - марганец     С - свинец    Б – бериллий    Мг – магний    Ср – серебро    Ж - железо    Мш - мышьяк

Су  – сурьма    К – кремний    Н – никель     Т –  титан     Кд – кадмий   О – олово    Ф – фосфор        Х – хром        Ц - цинк

Примеры:

БрА9Мц2Л - бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu ("Л"' указывает, что сплав  литейный);

Титан и его сплавы

Титан - тугоплавкий металл с невысокой  плотностью. Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготовить сложные отливки, но обработка резанием затруднительна. Для получения сплавов с улучшенными свойствами его легируют алюминием, хромом, молибденом. Титан и его сплавы маркируют буквами "ВТ" и порядковым номером

Магний  и его сплавы

Среди промыш. металлов магний обладает наименьшей плотностью. Магний и его сплавы неустойчивы против коррозии, при повышении температуры магний интенсивно окисляется и даже самовоспламеняется. Он обладает малой прочностью и пластичностью, поэтому как конструкционный материал чистый магний не используется.

Магниевые сплавы подразделяют на деформируемые и  литейные. Первые маркируются буквами "МА", вторые "МЛ". После букв указывается порядковый номер сплава в соответствующем ГОСТе.

Например:

МА1-деформируемый  магниевый сплав №1;

Алюминий  и его сплавы

Алюминий   -   легкий   металл,   обладающий   высокими   тепло-   и электропроводностью, стойкий к коррозии. В зависимости от степени чистоты первичный алюминий бывает особой (А999), высокой (А995, А95) и технической чистоты (А85, А7Е, АО и др.). Алюминий маркируют буквой А и цифрами, обозначающими доли процента свыше 99,0% Al; буква "Е" обозначает повышенное содержание железа и пониженное кремния.

А999 - алюминий особой чистоты, в котором  содержится не менее 99,999% Al;

А5 - алюминий технической чистоты в  котором 99,5% алюминия. Алюминиевые сплавы разделяют на деформируемые и  литейные. Те и другие могут быть не упрочняемые и упрочняемые  термической обработкой.

Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо обрабатываются прокаткой, ковкой, штамповкой. К деформируемым  алюминиевым сплавам не упрочняемым  термообработкой, относятся сплавы системы Al-Mn и AL-Mg. К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюмины, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного хим.состава. Дуралюмины маркируются буквой "Д" и порядковым номером, например: Д12.

    Литейные алюминиевые сплавы обладает хорошей жидко-текучестью, имеет сравнительно не большую усадку и предназначены в основном для фасонного литья. Эти сплавы маркируются буквами "АЛ" с последующим порядковым номером: АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛЗО.

по  составу: В этом случае "М" обозначает медь. "К" - кремний, "Ц" - цинк, "Н" - никель; цифра - среднее % содержание элемента.

Из  алюминиевых антифрикционных сплавов изготовляют подшипники и вкладыши как литьем так и обработкой давлением. Такие сплавы маркируют буквой "А" и начальными буквами входящих в них элементов: А09-2, А06-1, АН-2,5, АСМТ. В первые два сплава входят в указанное количество олова и меди (первая цифра-олово, вторая-медь в %), в третий 2,7-3,3% Ni и в четвертый медь сурьма и теллур.

       Закалка — распространенный процесс термической обработки стальных деталей. Она осуществляется путем нагрева деталей выше критической точки Ас3 (доэвтектоидной стали) или Ас1 (заэвтектоидной стали) на 30—50° С, выдержки при этой температуре и быстрого охлаждения. Основная цель закалки стали — получение высокой твердости, износостойкости и физико-механических свойств.ников постоянного тока.

         Цементация стали, разновидность химико-термической обработки, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя изделий из низкоуглеродистой стали (0,1‒0,2% С) углеродом при нагреве в соответствующей среде. Цель Ц. ‒ повышение твёрдости и износостойкости поверхности, что достигается обогащением поверхностного слоя углеродом (до 0,8‒1,2%) и последующей закалкой с низким отпуском (при этом сердцевина изделия, не насыщаемая углеродом, сохраняет высокую вязкость).