Классификация и маркировка чугунов – 1.2. Классификация и маркировка чугунов.

1.2. Классификация и маркировка чугунов.

В зависимости от состояния углерода в чугуне, различают: белые, серые, высокопрочные, ковкие чугуны и чугуны с вермикулярным графитом.

Белыми называют чугуны, в которых весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита (карбид железа).

В остальных видах чугунов (серые, высокопрочные, ковкие, с вермикулярным графитом) углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита.

В серых чугунах – в пластинчатой или червеобразной форме; в высокопрочных – в шаровидной форме, в ковких – в хлопьевидной форме. Чугуны с вермикулярным графитом имеют две формы графита – шаровидную (до 40%) и вермикулярную (в виде мелких тонких прожилок).

Чугуны маркируют двумя буквами, обозначающих разновидность чугуна, и двумя цифрами, соответствующими минимальному значению временного сопротивления σ

в при растяжении в МПа·10-1. Серый чугун обозначают буквами "СЧ" (ГОСТ 1412-85), высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ" (ГОСТ 1215-85), чугун с вермикулярным графитом – ЧВГ (ГОСТ 28384 -89):

СЧ 10 - серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;

ВЧ 70 - высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении 700 МПа;

КЧ 35 - ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 350 МПа;

ЧВГ 40 – чугун с вермикулярным графитом с пределом прочности при растяжении 400 МПа.

Различают еще чугуны с особыми свойствами:

  1. антифрикционные чугуны (ГОСТ 1585-85) – обозначаются первыми буквами АЧ и порядковым номером, например,

АЧС-1 – антифрикционный серый чугун с порядковым номером марки 1;

АЧВ-2 – антифрикционный высокопрочный чугун с порядковым номером марки 2;

АЧК-2 – антифрикционный ковкий чугун с порядковым номером марки 2;

  1. жаростойкие чугуны (ГОСТ 7769 – 82) – обозначаются буквами ЖЧ, после которых идет буквенное обозначение легирующих элементов (Н – никель, Д – медь и др., аналогично обозначению легирующих элементов в стали) и цифры, указывающие концентрацию элементов в %%; например,

ЖЧХ-2,5 – жаростойкий чугун хромистый с содержанием хрома 2,5%;

ЖЧС-5,5 – жаростойкий чугун, легированный кремнием с содержанием 5,5%;

2. Классификация и маркировка цветных металлов и сплавов.

2.1. Алюминий и алюминиевые сплавы.

Алюминий – металл серебристо-белого цвета в изломе, легкий (имеет малую плотность 2,7 г/см3), обладает высокими тепло- и электропроводностью, стоек к коррозии, пластичен, хорошо обрабатывается методами пластического деформирования, хорошо сваривается всеми видами сварки, плохо поддается обработке резанием (малая прочность).

В зависимости от степени чистоты алюминий согласно ГОСТ 11069-74 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% алюминия. Буква "Е" обозначает повышенное содержание железа и пониженное кремния.

Примеры:

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

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. Их марки приведены в ГОСТ 4784-74. К деформируемым алюминиевым сплавам, не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы алюминий-марганец (Al–Mn) и алюминий-магний (Al–Mg): AМц; АМг1; АМг4,5; АМг6. Аббревиатура включает в себя начальные буквы, входящих в состав сплава компонентов, и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в процентах.

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: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8.

Чистый деформируемый алюминий обозначается буквами "АД" и условным обозначением степени его чистоты: АДОч (не менее 99,98% Al), АДООО (не менее 99,80% Аl), АДО (99,5% Аl), АД1 (99,30% Al), АД (не менее 98,80% Аl).

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 2685-75) обладают хорошей жидкотекучестью, 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.

Иногда маркируют по составу: АК7М2; АК21М2,5Н2,5; АК4МЦ6. В этом случае "М" обозначает медь. "К" - кремний, "Ц" - цинк, "Н" - никель; цифра - среднее % содержание элемента.

Из алюминиевых антифрикционных сплавов (ГОСТ 14113-78) 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.

studfiles.net

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ

В зависимости от того, в какой форме содержится углерод в чугунах, различают следующие их виды. В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита. Структура белого чугуна соответствует диаграмме Fe-Fe3C. В сером чугуне большая часть углерода находится в виде графита, включения которого имеют пластинчатую форму. В высокопрочном чугуне графитные включения имеют шаровидную форму, а в ковком — хлопьевидную. Содержание углерода в виде цементита в сером, высокопрочном и ковком чугунах может составлять не более 0,8%.

Белый чугун обладает высокой твердостью, хрупкостью и очень плохо

обрабатывается. Поэтому для изготовления изделий он не используется и

применяется как предельный чугун, т.е. идет на производство стали. Для деталей с высокой износостойкостью используется чугун с отбеленной поверхностью, в котором основная масса металла имеет структуру серого чугуна, а поверхностный слой — белого чугуна. Машиностроительными чугунами, идущими на изготовление деталей, являются серый, высокопрочный и ковкий чугуны. Детали из них изготовляются литьем, так как чугуны имеют очень хорошие литейные свойства. Благодаря графитным включениям эти чугуны хорошо обрабатываются, имеют высокую износостойкость, гасят колебания и вибрации. Но графитные включения уменьшают прочность.

Серый чугун имеет пластинчатые графитные включения. Структура серого чугуна схематически изображена на рис. 21.1,а. Получают серый чугун путем первичной кристаллизации из жидкого сплава.

На графитизацию (процесс выделения графита) влияют скорость охлаждения

и химический состав чугуна. При быстром охлаждении графитизации не

происходит и получается белый чугун. По мере уменьшения скорости охлаждения получаются, соответственно, перлитный, феррито-перлитный и ферритный серые чугуны. Способствуют графитизации углерод и кремний. Кремния содержится в чугуне от 0,5 до 5%. Иногда его вводят специально. Марганец и сера препятствуют графитизации. Кроме того, сера ухудшает механические и литейные свойства.

Фосфор не влияет на графитизацию, но улучшает литейные свойства.

Механические свойства серого чугуна зависят от количества и размера

графитных включений. По сравнению с металлической основой графит имеет

низкую прочность. Поэтому фафитные включения можно считать нарушениями сплошности, ослабляющими металлическую основу. Так как пластинчатые включения наиболее сильно ослабляют металлическую основу, серый чугун имеет наиболее низкие характеристики, как прочности, так и пластичности среди всех машиностроительных чугунов. Уменьшение размера графитных включений улучшает механические свойства. Измельчению графитных включений способствует кремний.

Маркируется серый чугун буквами СЧ и числом, показывающем предел прочности в десятых долях мегапаскаля. Имеются следующие марки серых чугунов: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 45.

Рис. 21.1 - Схематическое изображение структур чугунов: а - серого, б -высокопрочного, в - ковкого

Высокопрочный чугун имеет шаровидные графитные включения. Структура высокопрочного чугуна изображена на рис. 21.1,б. Получают высокопрочный чугун добавкой в жидкий чугун небольшого количества щелочных или щелочноземельных металлов, которые округляют графитные включения в чугуне, что объясняется увеличением поверхностного натяжения графита. Чаще всего для этой цели применяют магний в количестве 0,03-0,07%. По содержанию других элементов высокопрочный чугун не отличается

от серого. Шаровидные графитные включения в наименьшей степени ослабляют металлическую основу. Именно поэтому высокопрочный чугун имеет более высокие механические свойства, чем серый. При этом он сохраняет хорошие литейные свойства, обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации и т.д.

Маркируется высокопрочный чугун буквами. ВЧ и цифрами, показывающими предел прочности в десятых долях мегапаскаля. Например, чугун ВЧ 60 имеет а = 600 МПа.

Существуют следующие марки высокопрочных чугунов: ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ-50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ S0, ВЧ 100.

Применяются высокопрочные чугуны для изготовления ответственных деталей — зубчатых колес, валов и др.

Ковкий чугун имеет хлопьевидные графитные включения Его получают из белою чугуна путем графитизирующего отжига, который заключается в длительной (до 2 суток) выдержке при температуре 950-970°С. Если после этого чугун охладить, то получается ковкий перлитный чугун, металлическая основа которого состоит- из перлита и небольшого количества (до 20%) феррита. Такой чугун называют также светлосердечным. Если в области эвтектоидного превращения (72()-760°С) проводить очень медленное охлаждение или даже дать выдержку, то получится ковкий ферритный чугун, металлическая основа которого состоит из феррита и очень небольшого количества перлита (до 10%). Этот чугун называют черносердечным, так как он содержит сравнительно много графита.

Маркируется ковкий чугун буквами КЧ и двумя числами,показывающими предел прочности в десятых долях мегапаскаля и относительное удлинение в %.

Так, чугун КЧ 45-7 имеет σв= 450 МПа и δ = 7%. Ферритные ковкие чугуны (КЧ 33- 8, КЧ 37"-12) имеют более высокую пластичность, а перлитные (КЧ 50-4, КЧ 60-3) более высокую прочность. Применяют ковкий чугун для деталей небольшого сечения, работающих при ударных и вибрационных нагрузках.

 

 


Похожие статьи:

poznayka.org

II КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ


⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

 

Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода. Чугуны содержат те же примеси, что и сталь, но в большем количестве.

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:

 

2.1 Белый чугун – весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита Fe3C. Имеет высокую твердость и хрупкость, практически не поддается обработке резанием, поэтому в машиностроении практически не применяется.

 

2.2 Серый чугун (ГОСТ 1412- 85) – имеет пластинчатую форму графита. Характеризуется низкими механическими свойствами при растяжении, высокой прочностью и твердостью на сжатие, хорошей жидкотекучестью, хорошо обрабатывается резанием, обладает хорошими антифрикционными свойствами.

Серый чугун маркируют буквами «СЧ» и цифрой, обозначающей сопротивление при испытаниях на растяжение (σ В в МПа)

Например: СЧ10 – серый чугун, предел прочности при растяжении – 100 МПа.

 

2.3 Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293 -85) имеет шаровидный графит. Этот чугун получают путем модифицирования серого чугуна, т.е. перед разливкой в него вводят магний в количестве до 0,5%.

Высокопрочный чугун имеет высокую коррозионную стойкость, жаростойкость, хорошие антифрикционные и литейные свойства, легко обрабатывается.

Маркируют высокопрочный чугун буквами «ВЧ» и цифрой, характеризующей величину временного сопротивления.

Например: ВЧ70 – высокопрочный чугун, предел прочности при растяжении 700 МПа.

 

2.4 Ковкий чугун (ГОСТ 1215- 85) графит имеет хлопьевидную форму. Получают из белого чугуна путем графитизирующего отжига (томление).

Маркируют ковкие чугуны буквами «КЧ» и цифрами. Первая цифра обозначает предел прочности при растяжении, а вторая – относительное удлинение(%).

Например: КЧ 45- 6 – ковкий чугун, предел прочности при растяжении 450 МПа, относительное удлинение – 6%.

 

2.5 Легированные чугуны. Свойства чугуна можно улучшить легированием, вводя в его состав хром, кремний, алюминий, никель, марганец, медь. Применяются износостойкие, жаростойкие, жаропрочные, коррозионностойкие и антифрикционные чугуны.

Износостойкие

Обозначают буквами «ИЧ» и маркируют по содержанию легированных элементов, как стали.

Например: ИЧХ12Г5- износостойкий чугун, содержание хрома - 12%, марганца – 5%.

Жаростойкие чугуны – легируют хромом, кремнием, алюминием.

Например: ЖЧХ -1,5 – жаростойкий чугун, содержание хрома 1,5%.

Коррозионно-стойкий чугун легируют хромом, никелем, медью, молибденом, кремнием.

Например: ЧНХТ.

Антифрикционные чугуны (ГОСТ 1585 -79) – получают из серого (АЧС), высокопрочного (АИВ) и ковкого (АЧК) чугунов, которые легируют хромом, медью, никелем, титаном.

Например: АЧК2 – антифрикционный ковкий чугун, порядковый номер сплава -2.

 

III КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

 

Основная составляющая твердых сплавов – карбиды: WC, CrC, MoC, TiC, TaC, MnС.

Твердые сплавы подразделяют на металлокерамические, порошкообразные и литые.

Металлокерамические твердые сплавы

 

Изготовляют методом порошковой металлургии - прессуют порошки в изделие, затем спекают при температуре 1400- 1500С.

Твердые сплавы должны обладать высокой твердостью, износо - и теплостойкостью, высокой скоростью резания.

Существуют 4 группы металлических твердых сплавов.

 

3.1.1 Вольфрамокобальтовые твердые сплавы - ВК6; ВК8; ВК10.

 

Применяют для обработки чугуна, цветных металлов, неметаллических материалов. Теплостойкость сплавов составляет 8000С.

Например: ВК8-вольфрамокобальтовый твердый сплав, содержит 8% кобальта, 94% карбид вольфрама.

Вольфрамотитанокобальтовые твердые сплавы

 

Применяют для высокоскоростной обработки стали, имеют высокую твердость, теплостойкость.

Например: Т15К6-вольфрамотитанокобальтовый твердый сплав, содержит 6% кобальта, 15% - карбида титана, остальное – карбид вольфрама.

Вольфрамотитанотанталокобальтовые сплавы

 

Применяют для более тяжелых условий резания. Характеризуется высокими прочностью и стойкостью к ударным воздействиям, вибрациям.

Например: ТТ7К12 – твердый сплав содержит 12% кобальта, 7% карбида титана и карбида тантала, остальное (81%) – карбид вольфрама.

 

Безвольфрамовые сплавы типа ТН и КНТ

Сплавы на основе карбида и карбидонитрида титана

Эти сплавы имеют не кобальтовую связку, а никельмолибденовую.

Например: КНТ16 – безвольфрамовый твердый сплав; TiCN-74%, никеля 19,5%, молибдена 6.5%

 

3.2 Литые и порошкообразные твердые сплавы

 

3.2.1 Литые сплавы. Стеллит-В2К, В3К, сормайт

Обладают высокой коррозийной стойкостью и кислотостойкостью.

Например: В3К, В2К-сплавы, содержащие 45-60% кобальта, 5-20% вольфрама, 20-35%. Cr; Fe, С.

3.2.2 Порошкообразные сплавы вокар и сталинит

Применяют для наварки деталей, производящих грубую работу.

Наварку порошкообразных сплавов производят электрической дугой постоянного тока, электрод служит катодом (заряд «минус»), а деталь – анодом (заряд «плюс»).

Вокар содержит 80% вольфрама, 10% углерода, до 0,5% кремния, до 2,5% железа.

Сталинит 16-20% хрома, 8-10% углерода, 13-17% марганца, до 3% кремния, 50-60% железа.

 

 

IV КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ

Медь и ее сплавы

 

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

По чистоте медь подразделяют на следующие группы (ГОСТ 859-78):

M00 – содержание меди не менее 99, 99 %,

М0 - содержит 99,95% меди,

М1 – содержание меди 99, 9% ,

М2 - содержание меди 99,7 %,

М3 - содержание меди 99,5%,

М4 - содержание меди 99,0 %.

По химическому составу сплавы меди подразделяют на латуни и бронзы. По способу обработки: – на литейные, деформируемые.

Сплавы маркируют следующим образом:

Л- латунь, Бр- бронза ; затем следуют буквы , обозначающие основные химические элементы , образующие сплав :

А- алюминий

Mц-марганец

Mг- магний

Су- сурьма

Кд- кадмий

Ц- цинк Ср – серебро

К-кремний

О - олово

Ж - железо

Н – никель

Ф – фосфор С- свинец

Б- бериллий

Мш – мышьяк

Т- титан

Х- хром

 

Цифры, следующие за буквами, указывают количество данного элемента в процентах.

4.1.1 Латунь ( ГОСТ 15527-70; ГОСТ 17711-80) –сплав меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками - алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца.

Например: Л- 63- латунь, содержит 63% меди и 37% цинка.

ЛАМш 77-2-0,05 –латунь, содержащая 77% меди , 2% алюминия, 0,055 мышьяка, остальное - цинк.

 

4.1.2 Бронза – это сплавы меди с оловом, свинцом, алюминием, кремнием и другими элементами. По химическому составу бронзы подразделяют на оловянные и специальные.

Примеры:

Бр А9Мц2Л – бронза, содержащая 9% алюминия, 2% марганца, остальное – медь. Л- указывает, что сплав литейный.

БрОФ8- 0,3 – бронза, содержащая 8% олова, 0,3% фосфора и остальное – медь.

Алюминий и его сплавы

 

Алюминий – легкий металл, с плотностью 2,7 г/см3, обладающий высокими тепло – и электропроводимостью, стойкий к коррозии.

В зависимости от степени чистоты различают: (ГОСТ11069-74)

Алюминий особой чистоты А999.

Алюминий высокой чистоты А995; А99; А97; А 95

Алюминий технической чистоты А85; А8; А7; А6; А5; А0.

Алюминий маркируют буквой «A» и цифрами, обозначающими доли процента свыше 99,0%. Буква «E» обозначает повышенное содержание железа и пониженное содержание кремния.

Например:

А999 – алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999% алюминия.

А5 – алюминий технической чистоты, в котором содержится 99,5 % алюминия.

А7Е – алюминий технической чистоты, в котором содержится 99,7% алюминия, повышенное содержание железа и пониженное содержание кремния.

Алюминиевые сплавы разделяют на деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо обрабатываются прокаткой, ковкой, штамповкой. К деформируемым алюминиевым сплавам, не упрочняемым термообработкой относятся сплавы системы Al-Mn; Al-Mg – АМц; АМцС; АМг1; АМг4,5; АМг6. Аббревиатура включает в себя начальные буквы, входящие в состав сплава компонентов и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в процентах. К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой относятся сплавы, системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюны, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного химического состава. Дуралюмины маркируются буквой «Д» и порядковым номером, например: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8. Чистый деформируемый алюминий обозначается буквами «АД» и условным обозначением степени его чистоты: АД04 (>99.98% Al), АД000(>99.80% Al), АД0 (99,5% Al), АД1 (99,3% Al), АД(>98.80% Al).

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 2685-75) обладают хорошей жидкотекучестью, имеют сравнительно небольшую усадку и предназначены в основном для фасонного литья. Эти сплавы маркируются: «АЛ» с последующим порядковым номером.

Например: АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛ30.

Титан и его сплавы

 

Титан – тугоплавкий металл с невысокой плотностью (ρ =4,5 г/см3). Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40%

Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, однако обработка резанием затруднена. Титан отличается высокой химической стойкостью.

Титан почти всегда легируют алюминием, хромом, молибденом, которые повышают его прочность и жаропрочность.

Сплавы титана обозначают буквами «ВТ» или «ОТ», после которых ставят условный номер сплава (ГОСТ 19807 -74)

Химический состав сплава ОТ4-О: 0,2 – 1,4% AI, 0,2 – 1,3% Mn, остальное титан.

ВТ-6: 5,3 – 6,8% AI, 3,5-5,3 % V, остальное Ti

Примеры марок титановых сплавов:

ВТ1-00, ВТЗ- 1; ВТ4; ВТ8; ВТ14.

ОТ4 -0; ОТ4; ОТ4-1.

Магний и его сплавы

 

Магний – легкий металл серебристо-белого цвета. Плотность равна 1,74 г/см3, температура плавления 651 0С. Магний и его сплавы неустойчивы против коррозии, при повышении температуры Mg интенсивно окисляется и даже самовоспламеняется. Он обладает малой прочностью и пластичностью, поэтому как конструкционный материал чистый магний не используется.

Для повышения химико–механических свойств в магниевые сплавы вводят алюминий, цинк, марганец и др. легирующие добавки.

По способу обработки различают литейные (ГОСТ 2856 –79) и деформируемые (ГОСТ 14957 – 76) сплавы магния.

Литейные магниевые сплавы обозначают буквами «МЛ», а деформируемые – «МА». Цифры, состоящие за буквами, означают условный номер по ГОСТу.

Например:

МЛЗ – магниевый литейный сплав № 3

МА14- магниевый деформируемый сплав № 14.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1 Геллер Ю.А. Рахштадт А.Г. Материаловедение. – М.: Металлургия, 1983.

2 Мозберг Р.К. Материаловедение. Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1991.

3 Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. – М.: Высшая школа, 1978.

4 Сидорин И.И., Косолапов Г.Ф., Макарова В.И. Основы материаловедения. Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1976.

 


⇐ Предыдущая12

Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Классификация чугунов. Серый чугун, маркировка, свойства, область применения

Чугун - железоуглеродистый сплав, содержащий углерода свыше 2,14%.Кроме железа и углерода в состав чугуна входят постоянные примеси:

*марганец,

*кремний,

*сера,

*фосфор.

Чугун превосходит сталь по ряду показателей:

*он дешевле,

*имеет лучшие литейные свойства,

*легче обрабатывается резанием.

Структура и свойства чугунов, а следовательно, и область применения чугунного литья, зависят главным образом от условий получения отливок — температуры жидкого металла при заливке, скорости затвердевания отливки, использования модификаторов и т.д. При маркировке чугунов химический состав не указывается. Исключение составляют легированные чугуны, в марке которых приводится массовая доля легирующих элементов.

Отливки из чугуна классифицируют по:

*состоянию углерода,

*форме включений графита,

*структуре металлической основы,

*химическому составу,

*технологии получения,

*назначению.

По состоянию углерода (химически связанный или структурно свободный) различают:

*чугун белый,

*чугун серый,

*чугун половинчатый (отбеленный).

В белом чугуне (такое название он получил по цвету излома) углерод химически связан с железом в виде цементита Fe3С.

Белый чугун обладает высокой твёрдостью, хрупкостью и плохой обрабатываемостью резанием.

Основная масса белого чугуна идет на переделку в сталь.

В сером чугуне (серый излом) углерод находится в свободном состоянии в виде графитовых включений.

Серый чугун отличается от белого меньшей твёрдостью и хрупкостью, а также хорошей обрабатываемостью резанием. Хорошие литейные свойства серого чугуна играют важную роль при получении отливок.

Половинчатый (отбеленный) чугун характеризуется одновременным наличием в его структуре цементита и графита.Цементит находится в поверхностном слое отливки (охлаждающемся с наибольшей скоростью), а графит - во внутренней полости (сердцевине), охлаждающейся с наименьшей скоростью.

Такой чугун имеет высокую износостойкость, но плохо обрабатывается резанием.

По форме графитовых включений различают:



*чугун серый с пластинчатым графитом,

*чугун высокопрочный с шаровидным графитом,

*чугун ковкий с хлопьевидным графитом,

*чугун с вермикулярным (червеобразным) графитом.

По типу структуры металлической основы чугун бывает:

*чугун ферритный,

*чугун перлитный,

*чугун ферритно-перлитный.

По химическому составу чугун подразделяют на нелегированный и легированный.Нелегированный чугун содержит железо, углерод и обычные примеси - кремний, марганец, серу и фосфор.

Легированный чугун имеет более сложный химический состав: в качестве легирующих элементов используются никель, хром, молибден, медь и другие элементы, а также кремний и марганец в количестве, превышающем их примесное содержание.

По технологии получения различают^

*обычные или немодифицированные чугуны,

*модифицированные чугуны.

По назначению различают чугун:

*чугун общего назначения (серый, ковкий, высокопрочный и др.),

*чугун специального назначения (антифрикционный, коррозионно-стойкий, жаростойкий, жаропрочный и др.).

Чугун серый — сплав железа с углеродом, в котором присутствует графит в виде крабовидных, пластинчатых или волокнистых включений. Отдельной разновидностью (группой марок) серого чугуна является высокопрочный чугун с графитом глобулярной формы, что достигается путем его модифицирования магнием (Mg), церием (Ce) или другими элементами. В зависимости от скорости дальнейшего охлаждения после затвердевания (а значит и от размера отливки) чугун может иметь ферритную, феррито-перлитную и чисто перлитную металлическую основу. С ростом скорости охлаждения возрастает доля перлита, а следовательно и прочность чугуна, но падает его пластичность. Для каждой области применения выбирают марку чугуна с оптимальным для этого случая сочетанием свойств. Маркируется серый чугун буквами СЧ, после которых указывают гарантированное значение предела прочности в кг/мм², например СЧ30. Высокопрочные чугуны маркируются буквам ВЧ, после которых указывают прочность и, через тире, относительное удлинение в %, например ВЧ60-2. Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров. Высокая хрупкость, свойственная серым чугунам вследствие наличие в их структуре графита, делает невозможным их применение для деталей, работающих в основном «на растяжение» или «на изгиб»; чугуны используются лишь при работе «на сжатие». Кроме углерода, серый чугун всегда содержит другие элементы, в первую очередь кремний, способствующий образованию графита. В большинстве марок серого чугуна содержание углерода до 1,4 %, но при сумме содержания кремния и углерода выше 2 %.

Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами, соответствующими минимальному значению временного сопротивления δв при растяжении в МПа-10. Серый чугун обозначают буквами "СЧ" (ГОСТ 1412-85), высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ" (ГОСТ 1215-85).

СЧ10 - серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;

ВЧ70 - высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;

КЧ35 - ковкий чугун с δв растяжением примерно 350 МПа.

Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом: АЧ - антифрикционный чугун: С - серый, В - высокопрочный, К - ковкий. А цифры обозначают порядковый номер сплава согласно ГОСТу 1585-79.

Чугун получил широкое распространение как конструкционный материал в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности в связи с рядом преимуществ перед Другими материалами, среди которых в первую очередь надлежит Упомянуть следующие: невысокая стоимость, хорошие литейные свойства. Изделия, изготовленные из него, имеют достаточно высокую прочность и износостойкость при работе на трение и характеризуются меньшей, чем сталь чувствительностью к концентраторам напряжений. Наряду с перечисленными преимуществами изделия из серого литейного чугуна хорошо обрабатываются режущим инструментом. Последнее вместе с хорошими литейными свойствами позволяет оценить чугун как весьма технологичный материал.

megaobuchalka.ru

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ

Поиск Лекций

Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14 % углерода. Они содержат те же примеси, что и сталь, но в большем количестве.

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида, и чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита. В зависимости от формы выделившегося графита, что определяет прочностные свойства сплава, чугуны подразделяются на;

а) серые - пластинчатая или червеобразная форма графита;

б) высокопрочные - шаровидный графит;

в) ковкие - хлопьевидный графит.

Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами, соответствующими минимальному значению временного сопротивления (sв) при растяжении в МПа х 10-1. Серый чугун обозначают буквами "СЧ" (ГОСТ 1412-85), высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ" (ГОСТ 1215-85).

СЧ10 - серый чугун с пределом прочности при растяжении sв не менее 100 МПа;

ВЧ70 - высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении sв 700 МПа;

КЧ35–15 - ковкий чугун с пределом прочности при растяжении sв =350 МПа и относительное удлинение d= 15 %.

Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом; АЧ - антифрикционный чугун, С -серый, В - высокопрочный, К - ковкий; цифры обозначают порядковый номер сплава согласно ГОСТ 1585-79.

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ

Медь и ее сплавы

Технически чистая медь обладает высокими пластичностью, коррозионной стойкостью, малым удельным электросопротивлением и высокой теплопроводностью. По чистоте медь подразделяют на марки (ГОСТ 859-78):

 

Марка MB Чк М00 М0 M1 M2 М3
Содержание Cu-Ag не менее 99,993 99,99 99,95 99,9 99,7 99,5

После обозначения марки указывают способ изготовления меди:

к - катодная, б - бескислородная, р - раскисленная. Медь огневого рафинирования не обозначается.

М00к - технически чистая медь, содержащая не менее 99,99 % меди и примеси серебра;

М3 - технически чистая медь огневого ратинирования, содержит не менее 99,5 % меди и примеси серебра.

Медные сплавы разделяют на бронзы и латуни.

Бронзы - это сплавы меди с оловом (4-33 % Sn, хотя бывают безоловянные бронзы), свинцом (до 36 % Pb алюминием (5-11 % Al), кремнием (4-5 % Si), сурьмой и фосфором (ГОСТ 493-79, ГОСТ 613-79, ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78).

Латуни - сплавы меди с цинком (до 50 % Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-93).

Медные сплавы, предназначенные для изготовления деталей методами литья, называют литейными. 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 количество элементов в процентах. Приняты следующие обозначения компонентов сплавов:

А – алюминий Мг – магний Ср - серебро

Б - бериллий Мш - мышьяк Су - сурьма

Ж - железо Н - никель Т - титан

К - кремний О - олово Ф - фосфор

Кд - кадмий С - свинец Х- хром

Мц - марганец Ц - цинк

 

Примеры: БрА9Мц2- литейная бронза, содержащая 9 % Al, 2 % Мп, остальное - Си;

ЛЦ40Мц3Ж- литейная латунь, содержащая Zn - 40 %, Мп-3 %, Fe ~1 %, остальное – Си;

БрОФ 8-0,3- деформируемая бронза, наряду с медью содержащая 8,0 % олова и 0,3 % фосфора;

ЛАМш 77-2-0,05 - деформируемая латунь, содержащая 77 % меди, 2 % алюминия, 0,05 % мышьяка, остальное цинк (в обозначении латуни, предназначеннойдля обработки давлением, первое число указывает содержание меди).

В несложных по составу латунях указывают только содержаниев сплаве меди:

Л96 - латунь, содержащая 96 % меди и ~ 4 % цинка (томпак),

Л6З - латунь, содержащая 63 % меди и - 37 % цинка.

Алюминий и его сплавы

Алюминии - легкий металл, - обладающийвысокими тепло,- электропроводностью, стойкий к коррозии.

В зависимости от степени чистоты первичный алюминий согласно ГОСТ 11069-74 бывает особой (А999): высокой (А995, А95) и технической чистоты (А85, А7Е, А0 и др.). Алюминий маркируется 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 % А1;

А5 - алюминий технической чистоты, в котором 99,5 %Al.

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. Их марки приведены в ГОСТ 4784-74. К деформируемым алюминиевым сплавам, не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы А1-Мп и Al-Mg: АМц, АМцС, АМг1, АМг4, АМг5, АМг6. Аббревиатура включает в себя начальные буквы входящих в состав сплава компонентов и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в процентах.

К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дюралюмины, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного химсостава. Дюралюмины маркируются буквой "Д" и порядковым номером, а ковочные сплавы - "АК" и порядковым номером, например: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8.

Чистый деформируемый алюминий обозначается буквами "АД" и условным обозначением степени его чистоты: АД0ч (99,98 % Al), АД000 (99,80 % Аl), АД0 (99,5 % А1), АД1 (99,30 % Al), АД (98,80 % А1).

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 2685-75) обладают хорошей жидкотекучестью, имеют сравнительно небольшую усадку и предназначены в основном для фасонного литья. Эти сплавы маркируются буквами "АЛ" с последующим порядковым номером: АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛЗ0.

В настоящее время литейные алюминиевые сплавы маркируют по составу: АК7М2; АК21М2; АК4МЦ6. В этом случае "М" обозначает медь, "К" - кремний, "Ц" - цинк, "Н" - никель, цифра -среднее процентное содержание элемента.

Из алюминиевых антифрикционных сплавов (ГОСТ 14113-78) 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 первых двух сплавах присутствуют указанное количество олова и меди (первая цифра - олово, вторая - медь в %), втретьем- 2,7-3,3 % Ni и в четвертом - медь, сурьма, теллур.

Титан и его сплавы

Титан- тугоплавкий металл с невысокой плотностью. Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40 % .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:

ВТ1-00, ВТ3-1, ВТ4, ВТ8, ВТ14.

Пять титановых сплавов обозначены иначе:

ОТ4, ОТ4-0, ОТ4-1, ПТ-7М, ПТ-3В.

Магний и его сплавы

Среди промышленных металлов магний обладает наименьшей плотностью (1700 кг/м2). 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. Для повышения химико-механических свойств в магниевые сплавы вводят алюминий, цинк, марганец и другие легирующие добавки.

Магниевые сплавы подразделяют на деформируемые (ГОСТ 14957-76) и литейные (ГОСТ 2856-79). Первые маркируются буквами "МА", вторые - "МЛ". После букв указывается порядковый номер сплава в соответствующем ГОСТе.

МА1 - деформируемый магниевый сплав № 1;

МЛ 19 - литейный магниевый сплав № 19.


Рекомендуемые страницы:

poisk-ru.ru

II КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ — МегаЛекции

Учебно-методическое пособие для выполнения контрольных работ по дисциплине «Основы сварочного дела»

(заочная форма обучения)

 

Классификация и маркировка сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов

 

2012 г

В производстве сварных конструкций используются различные стали и сплавы. Знание основ материаловедения очень важно при изучении дисциплин по специальности 150415 Сварочное производство.

Особое внимание в изучении дисциплины «Материаловедение» уделяется вопросам классификации и маркировки сталей, чугунов и различных сплавов. В пособии изложена систематизированная классификация основных металлических сплавов и их маркировка, приведены многочисленные примеры марок каждой группы сплавов, а также краткое описание и применение этих конструкционных материалов.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

I КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ 3

II КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ 9

III КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ 11

IV КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ 14

ЛИТЕРАТУРА 19

 

I КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ

 

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% углерода.

В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные стали (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).

Углеродистые стали

 

Стали классифицируют по различным признакам. Рассмотрим следующие основные признаки:

1.1.1 Химический состав, содержание углерода в стали

 

1) Низкоуглеродистые стали – содержание углерода до 0,25%.

2) Среднеуглеродистые – содержание углерода составляет 0,25-0,60%.

3) Высокоуглеродистые – содержание углерода превышает 0,6%.

 

Назначение

 

По назначению углеродистые стали классифицируют на:

1) конструкционные, которые подразделяются на строительные - содержащие до 0,25% углерода и машиностроительные - содержащие углерода от 0,25 до 0,65%.

2) инструментальные - содержание углерода в них более 0,65%, предназначены для изготовления режущего, измерительного инструментов.



3) с особыми физическими свойствами - специальные - автоматные стали – это низкоуглеродистые стали, имеющие повышенное содержание серы и фосфора, хорошо обрабатываются на токарных станках- автоматах и полуавтоматах. Эти стали маркируются буквой «А» и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента:

Пример: А12- автоматная сталь, содержащая 0,12% С.

Качество

Качество стали в основном зависит от содержания вредных примесей: серы и фосфора. По этому признаку стали подразделяют:

1) стали обыкновенного качества, содержащие до 0,06% S и до 0,07% Р. Эти стали маркируются буквами «Ст».

2) качественные - содержит до 0,035% серы и до 0,035% фосфора.

В марках качественных сталей буквы перед цифрами отсутствуют.

Качественные стали маркируют следующим образом: в начале марки указывают содержание углерода:

а) в сотых долях процента для конструкционных сталей, содержащих до 0,65%С.

Например: 60сп. – сталь углеродистая, конструкционная, качественная, спокойная, содержит 0,60%С.

б) в десятых долях процента для углеродистых инструментальных сталей, которые дополнительно маркируются буквой «У»

Например: У7 – углеродистая, инструментальная, качественная сталь, спокойная (все инструментальные стали хорошо раскислены) содержащая 0,7% углерода.

3) высококачественные - до 0,025% серы и до 0,025% фосфора.

В конце марки ставится буква «А».

Степень раскисления

Раскисление – это процесс удаления из жидкого металла кислорода.

Сталь раскисляют алюминием, марганцем, кремнием.

По степени раскисления существуют:

1. Спокойные стали, т. е. полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами «сп» в конце марки.

2. Кипящие стали, плохо раскисленные, маркируются буквами «кп».

3. Полуспокойные стали, занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими; обозначаются буквами «пс».

1.1.5 Способы выплавки стали (для сталей обыкновенного качества)

 

1. Мартеновский способ выплавки – в начале марки указывают букву «М».

2. Конвертный способ – в марке присутствует буква «К».

3. Бессемеровский способ – буква «Б».

4. Электрический способ – буква «Э» - электросталь.

 

1.1.6 Группы поставки гарантии свойств и качества (для сталей обыкновенного качества)

1. Сталь группы А – поставляется потребителям по механическим свойствам, без уточнения химического состава. Стали этой группы маркируются буквами «Ст» и цифрами 0,1,2,3,4,5,6.Цифра означает номер марки и содержание углерода в десятых долях процентов.

2. Сталь группы Б – поставляется потребителям с гарантируемым химическим составом. Химический состав во многом зависит от способа выплавки стали. Если в марке стали присутствует одна из букв (М, К, Б) значит это сталь группы Б – гарантированы химические свойства.

3. Сталь группы В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. Их маркируют индексом В.

 

1.1.7 По содержанию в стали марганца (для качественных и высококачественных сталей)

I группа - с нормальным содержанием марганца (Mn)

II группа – с повышенным содержанием марганца (Mn) (в конце присутствует буква «Г»).

Примеры расшифровок марок углеродистых сталей

Ст 2 – низкоуглеродистая, конструкционная, строительная, обыкновенного качества, группа А – гарантированы механические свойства, содержит 0,2%С.

ВМСт5– среднеуглеродистая сталь, конструкционная, машиностроительная, обыкновенного качества, группы В – гарантированы механические и химические свойства, мартеновский способ выплавки, 0,5%С.

У7А – высокоуглеродистая, инструментальная, высококачественная, с нормальным содержанием марганца, 0,7%С.

08кп- - низкоуглеродистая, конструкционная, строительная, качественная, кипящая, с нормальным содержанием марганца, 0,08%С

А12 – низкоуглеродистая, специальная автоматная, качественная, 0,12%С.

 

Легированные стали

 

Элементы, специально вводимые в сталь в определенных количествах с целью изменения ее строения и свойств, называются легирующими элементами. Стали, в которые добавляют легирующие элементы, называются легированными.

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

А - азот

Б - ниобий

В - вольфрам

Г - марганец

Д – медь

Е - селен

К - кобальт

М - молибден

Н - никель

П - фосфор

С - кремний

Р - бор

Ф – ванадий

Ю – алюминий

Т – титан

Ц – цирконий

Ч – редкоземельные металлы

 

 

Для легированных сталей принята следующая классификация:

Содержание легирующих элементов

а) Низколегированные стали – суммарное содержание легирующих элементов до 2,5%.

б) Среднелегированные стали; в их состав суммарно входят от 2,5 до 10% легирующих элементов

в) Высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов

 

Назначение

а) Конструкционная сталь – содержащая до 0,65% углерода.

б) Инструментальная сталь – содержит углерода 0,70% до 1,2%.

в) С особыми химическими и физическими свойствами. К этой группе относятся стали, содержащие хотя бы один легирующий элемент, но свыше 10%.

 

Качество

а) Качественные стали

б) Высококачественные – в конце марки указывается буква “А”

Первые цифры в маркировке легированных сталей указывают среднее содержание углерода (если однозначная цифра – в десятых долях, если двухзначная цифра – то в сотых долях процента).

Если цифра перед буквами отсутствует, то содержание углерода приблизительно равно 1%.

Буквы указывают на присутствие того или иного легирующего элемента. Цифры, идущие после букв указывают среднее содержание данного легирующего элемента. Если содержание элемента равно ~ 1%, то цифра отсутствует.

Например:

7ХФ - низколегированная сталь; инструментальная, качественная; содержит 0,7%С; 1% хрома; 1% ванадия.

ХВСГ – среднелегированная сталь, инструментальная, качественная, содержит 1%С, 1% хрома; 1% вольфрама; 1% кремния; 1% марганца.

12Х18Н9Т - высоколегированная сталь; с особыми химическими свойствами (жаростойкая), качественная; содержит: 0,12%С, 18% хрома; 9% никеля, 1% титана.

38ХНЗМФА – среднелегированная сталь, конструкционная, высококачественная, содержит: 0,38% С, 1% хрома; 3% никеля, 1% молибдена, 1% ванадия.

Отдельные группы легированных сталей маркируют несколько иначе:

Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами «ШХ», после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента.

Например: ШХ6 – низколегированная шарикоподшипниковая сталь, инструментальная, качественная, углерода до 1%, хрома- 0,6%

Быстрорежущие стали (сложнолегированные) ГОСТ 19265-73 обозначают буквой «P» (от англ. Rapid- быстрый), цифра стоящая за ней, показывает среднее содержание вольфрама - основного легирующего элемента. Среднее содержание углерода и хрома во всех быстрорежущих сталях составляет соответственно 1% и 4%, поэтому в марке оно не указывается. Содержание остальных легирующих элементов указывается, как обычно, в цифрах, стоящих за их буквенным обозначением.

Например: Р9К10 – высоколегированная, инструментальная, быстрорежущая сталь, качественная; содержащая 1% углерода, 9% вольфрама; 10% кобальта, 4% хрома

II КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ

 

Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода. Чугуны содержат те же примеси, что и сталь, но в большем количестве.

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:

 

2.1 Белый чугун – весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита Fe3C. Имеет высокую твердость и хрупкость, практически не поддается обработке резанием, поэтому в машиностроении практически не применяется.

 

2.2 Серый чугун (ГОСТ 1412- 85) – имеет пластинчатую форму графита. Характеризуется низкими механическими свойствами при растяжении, высокой прочностью и твердостью на сжатие, хорошей жидкотекучестью, хорошо обрабатывается резанием, обладает хорошими антифрикционными свойствами.

Серый чугун маркируют буквами «СЧ» и цифрой, обозначающей сопротивление при испытаниях на растяжение (σ В в МПа)

Например: СЧ10 – серый чугун, предел прочности при растяжении – 100 МПа.

 

2.3 Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293 -85) имеет шаровидный графит. Этот чугун получают путем модифицирования серого чугуна, т.е. перед разливкой в него вводят магний в количестве до 0,5%.

Высокопрочный чугун имеет высокую коррозионную стойкость, жаростойкость, хорошие антифрикционные и литейные свойства, легко обрабатывается.

Маркируют высокопрочный чугун буквами «ВЧ» и цифрой, характеризующей величину временного сопротивления.

Например: ВЧ70 – высокопрочный чугун, предел прочности при растяжении 700 МПа.

 

2.4 Ковкий чугун (ГОСТ 1215- 85) графит имеет хлопьевидную форму. Получают из белого чугуна путем графитизирующего отжига (томление).

Маркируют ковкие чугуны буквами «КЧ» и цифрами. Первая цифра обозначает предел прочности при растяжении, а вторая – относительное удлинение(%).

Например: КЧ 45- 6 – ковкий чугун, предел прочности при растяжении 450 МПа, относительное удлинение – 6%.

 

2.5 Легированные чугуны. Свойства чугуна можно улучшить легированием, вводя в его состав хром, кремний, алюминий, никель, марганец, медь. Применяются износостойкие, жаростойкие, жаропрочные, коррозионностойкие и антифрикционные чугуны.

Износостойкие

Обозначают буквами «ИЧ» и маркируют по содержанию легированных элементов, как стали.

Например: ИЧХ12Г5- износостойкий чугун, содержание хрома - 12%, марганца – 5%.

Жаростойкие чугуны – легируют хромом, кремнием, алюминием.

Например: ЖЧХ -1,5 – жаростойкий чугун, содержание хрома 1,5%.

Коррозионно-стойкий чугун легируют хромом, никелем, медью, молибденом, кремнием.

Например: ЧНХТ.

Антифрикционные чугуны (ГОСТ 1585 -79) – получают из серого (АЧС), высокопрочного (АИВ) и ковкого (АЧК) чугунов, которые легируют хромом, медью, никелем, титаном.

Например: АЧК2 – антифрикционный ковкий чугун, порядковый номер сплава -2.

 


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

Классификация и маркировка сталей и чугунов

Классификация сталей.

 

Стали классифицируются по химическому составу, качеству и назначению. По химическому составу классифицируют главным образом конструкционные стали, предназначенные для изготовления деталей машин и металлических конструкций. Конструкционные стали делят на углеродистые и легированные.

Углеродистые стали могут быть

- низкоуглеродистые: С ≤ 0,09 …0,25 %;

- среднеуглеродистые: С ≤ 0,25 …0,45 %;

- высокоуглеродистые: С ≤ 0,45 …0,75 %.

Легированные стали условно подразделяют по содержанию легирующих элементов: низколегированные ≤ 2,5%; среднелегированные – 2,5…10%; высоколегированные – более 10%.

По назначению стали подразделяют на конструкционные, инструментальные и стали и сплавы с особыми свойствами: жаропрочные, кислотостойкие, износостойкие, криогенные, магнитные и др.

По качеству различают стали общего назначения, качественные, высококачественные и особовысококачественные, в последнем случае в маркировке указывается способ выплавки и последующей обработки стали.

Под качеством стали понимают совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства. Однородность химического состава, строения и свойств стали, а также ее технологичность во многом зависят от содержания газов (О2, Н2, N2) и вредных примесей – серы и фосфора.

Стали обыкновенного качества содержат до 0,05% серы и 0,04% фосфора, качественные – не более 0,04% серы и 0,035% фосфора, высококачественные ≤ 0,025% серы и ≤0,025% фосфора, особовысококачественные - ≤ 0,015% серы и ≤ 0,025% фосфора.

Стали углеродистые обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) обозначаются индексом «Ст.» и порядковым номером, например, Ст.1, Ст.2, Ст.3, Ст.5. Чем выше номер в обозначении стали, тем выше ее прочность и ниже пластичность.

По степени раскисления и характеру затвердевания стали классифицируют на спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп). Раскисление – процесс удаления из жидкого металла О2, проводимый для предотвращения хрупкого разрушения стали при горячей деформации.

Спокойные стали раскисляют Мn, Si и Аl. Кипящие стали раскисляют только Мn. Перед разливкой в них содержится повышенное количество О2, который при затвердевании, частично взаимодействуя с углеродом, удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название. Кипящие стали дешевы. Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими.

По структуре - (см. выше) доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные.

Качественные углеродистые стали согласно ГОСТ 1050-88 маркируются цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: сталь 10, сталь 15, …, сталь 80. Содержание серы и фосфора в этих сталях не должно превышать 0,035%. Стали этой группы, содержащие свыше 0,2% С, выпускаются только спокойные.

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-99) с С >0,7% имеют в обозначении букву «У» и цифру, указывающую на содержание углерода в десятых долях процентов: У7, У8,…,У13.

Легированные конструкционные стали (ГОСТ 4543-71) в зависимости от содержания серы и фосфора подразделяются на качественные, высококачественные и особовысококачественные.

Все высоколегированные стали содержат минимальное количество вредных примесей и являются высококачественными. Для придания особых свойств их подвергают дополнительной обработке специальными методами, которые отражены в обозначении сталей в конце наименования марки:

ВD – вакуумно-дуговой переплав,

Ш – электрошлаковый переплав,

ВН – вакуумно-индукционная выплавка,

СШ – обработка синтетическими шлаками.

 

Маркировка легированных сталей

В основу маркировки легированных сталей положена буквенно – цифровая система (ГОСТ 4543-71). Легирующие элементы обозначаются буквами русского алфавита:

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

Количество углерода указывается в сотых долях процента цифрой, стоящей в начале обозначения; количество легирующего элемента в процентах указывается цифрой, стоящей после соответствующего индекса. Отсутствие цифры после индекса элемента указывает на то, что его содержание менее 1,5 %.

Высококачественные стали имеют в обозначении букву А, а особовысококачественные – букву Ш. проставляемую в конце. Например, сталь 12Х2Н4А содержит 0,12% углерода, ~ 2% Сr, ~ 4% Ni и менее 0,025% серы и фосфора.

В легированных инструментальных сталях цифра в начале указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента, если его содержание меньше 1% , равно 1% или больше, то цифру не ставят, например: сталь 3Х2В8Ф содержит 0,3 % углерода, а сталь ХВГ – больше 1% углерода.

В маркировке сталей иногда ставят буквы, указывающие на их применение: А – автоматные, Р – быстрорежущие, Ш – шарико-подшипниковые, Э – электротехнические.

 

Классификация чугунов

Fe- Fe3C белые чугуны подразделяют на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. Из-за большого количества Fe3C они твердые (450…550НВ), хрупкие и для изготовления деталей машин не используются. Ограниченное применение имеют отбеленные чугуны – отливки из серого чугуна со слоем белого чугуна в виде твердой корки на поверхности. Из них изготавливают прокатные валки, лемеха плугов, тормозные колодки и другие детали, работающие в условиях износа.

Белые чугуны часто используются для последующего передела в сталь (передельные) или в ковкий чугун (через специальный графитизирующий отжиг-томление, чтобы графит имел хлопьевидную форму).

В промышленности широко применяют серые, высокопрочные и ковкие чугуны, в которых весь углерод или часть его находится в виде графита. Графит обеспечивает пониженную твердость, хорошую обрабатываемость резанием, а также высокие антифрикционные свойства вследствие низкого коэффициента трения. Серые, высокопрочные и ковкие чугуны различаются условиями образования графитовых включений и их формой, что отражается на их механических свойствах, которые в большей степени зависят от структуры механической основы. Прочность, твердость и износостойкость чугунов растут с увеличением количества перлита в металлической основе, которая по всем показателям близка к сталям.

Признаки классификации чугуна:

- по форме включений графита: серый чугун – с пластинчатым или с вермикулярным (завихренным или червеобразным) графитом, ковкий чугун – с хлопьевидным графитом и высокопрочный чугун с шаровидным графитом;

- по характеру металлической основы (матрицы) – с ферритной, феррито-перлитной и перлитной структурой;

По химическому составу: нелегированные чугуны и легированные – специального назначения.

Серыми называются чугуны с пластинчатой формой графита. По химическому составу их разделяют на обычные (нелегированные) и легированные. Обычные серые чугуны: С=2,2…3,7%; Si=1…3%; Мn=0,2…1,1%, Р=0,02…0,3%; S=0,02…0,15%. В небольших количествах: Сr, Ni, Сu.

Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Их получают модифицированием магнием, который вводят в жидкий чугун в количестве 0,02…0,08%. Химический состав: С=3,0…3,6%; Si=1,1…2,9%; Мn=0,3…0,7%, Р≤0,1%; S≤0,02%. Структура: ферритный или перлитный.

В чугунах с вермикулярным графитом структура формируется под действием комплексного модификатора, содержащего магний и редкоземельные металлы. Графит приобретает шаровидную (до 40%) и вермикулярную – в виде мелких тонких прожилок – форму. После модифицирования эти чугуны содержат: С=3,1…3,8%; Si=2,0…3,0%; Мn=0,2…1,0%, Р≤0,08%; S≤0,025%.

Ковкими называются чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Их получат отжигом белых доэвтектических чугунов. Химический состав: С=2,4…2,9%; Si=1,0…1,6%; Мn=0,2…1,0%, Р≤0,18%; S≤0,2%. Структура ферритная и перлитная.

 

Маркировка чугунов

 

Таблица 3.1

Марка чугуна σв σ0,2 δ, % НВ Структура металлической основы
МПа
Серые чугуны (ГОСТ 1412-85)
СЧ 10 - - ~190 Ф
СЧ 15 - - 163…210 Ф
СЧ 25 - - 180…245 Ф + П
СЧ 35 - - 220…275 П
Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293-85)
ВЧ 35 140…170 Ф
ВЧ 45 140…225 Ф + П
ВЧ 60 192…227 Ф + П
ВЧ 80 248…351 П
ВЧ 100 270…360 П
С вермикулярным графитом (ГОСТ 28384-89)
Ч ВГ 30 130…180 Ф
Ч ВГ 35 140…190 Ф + П
Ч ВГ 40 1,5 170…220 Ф + П
Ч ВГ 45 0,8 190…250 П
Ковкие чугуны (ГОСТ 1215-79)
КЧ 30-6 - 100…163 Ф + до 10% П
КЧ 35-8 - 100…163 -
КЧ 37-12 - 110…163 -
КЧ 45-7 - 150…207 -
КЧ 60-3 - 200…269 П + до 20% Ф
КЧ 80-1,5 - 1,5 270…320 -

 




infopedia.su