ЗАНЯТТЯ 6. ВИЗНАЧЕННЯ СКЛАДУ І ВЛАСТИВОСТЕЙ ЧОРНИХ СПЛАВІВ ПО МАРКІРОВЦІ (2часа)

6.1. Постановка завдання

Ознайомитися з буквено-цифровою маркіровкою чорних сплавів.

6.2. Необхідний мінімум знань для виконання завдання

При визначенні хімічного складу і (чи) властивостей сплаву студент повинен знати: з курсу «Матеріалознавство» - розділи «Механічні властивості конструкційних матеріалів», «Будова і властивості залізовуглецевих сплавів», діючі Державні стандарти.

6.3. Професійно-орієнтоване застосування отриманих знань

Відомості, отримані при вивченні буквено-цифрової маркіровки чорних сплавів, використовуються: в курсі «Матеріалознавство» - при виборі оптимальних по хімічному складу, режиму термічної обробки, властивостям і вартості чорних сплавів, використовуваних при виготовленні виробів авіа- і ракетобудування, в курсі «Технологія конструкційних матеріалів» при виборі устаткування і інструменту для обробки матеріалів тиском і різанням, при вирішенні проблеми економічності і екології технологічних процесів, а також при виконанні курсового проекту по дисципліні «Деталі машин і основи конструювання» - розділ «розрахунок зубчастий передача», «розрахунок вал», «проектування корпус редуктор», підрозділ «вибір матеріал і режим термообробка».

6.4. Теоретичні відомості

6.4.1. Чавуни

Білі чавуни відповідно до діючих стандартів маркіровки не мають.

Марка сірого чавуну складається з букв СЧ (сірий чавун) і цифр, що показують значення тимчасового опору при розтягуванні (кгс/мм2). Показниками механічних властивостей сірих чавунів відповідно до ГОСТ 1412-85 являється міцність при статичному розтягуванні (таблиця. 6).

Маркіруються високоміцні чавуни по межі міцності (_в) і відносному подовженню (), наприклад ВЧ45- 5, де ~45 кгс/мм2 - межа міцності, а ~ 5% - відносне подовження.

Маркіровка ковких чавунів складається з букв КЧ і цифр (як високоміцних чавунів). У таблиці. 7 представлені властивості деяких ковких чавунів. З таблиці видно, що перлітові чавуни міцніші, а ферритные - пластичніші.

Таблиця 6

Механічні властивості сірих чавунів

Чавун	т, МПа	НВ	Структура металічної основи
Сч15	150	163–229	Феррит
Сч25	250	180–250	Феррит + перлит
Сч40	400	207–285	Перлит
Сч45	450	229–289	»

Таблиця 7

Механічні властивості ковких чавунів (ГОСТ 1215–79)

Чавун	в, МПа	,%	НВ	Структура металічної основи
КЧ30-6	300	6	100–163	Феррит + 10 – 3% перлита
КЧ37-12	370	12	110–163	»
КЧ60-3	600	3	200–269	Перлит + 20 – 0% феррита
КЧ80-1,5	800	1,5	270–320	»

6.4.2. Вуглецеві стали звичайної якості

Стали звичайної якості (ГОСТ 380-90) випускають у вигляді прокату (прутки, балки, листи, куточки, труби, швелери і тому подібне) в нормалізованому стані і залежно від призначення і комплексу властивостей підрозділяють на групи: А, Би, В.

Сталі маркіруються поєднанням букв Ст і цифрою (від 0 до 6), що показує номер марки, а не середній зміст вуглецю в ній, хоча з підвищенням номера зміст вуглецю в сталі збільшується. Стали груп Би і В мають перед маркою букви б і В, що вказують на їх приналежність до цих груп. Група А в позначенні марки сталі не вказується. Міра розкислювання позначається додаванням індексів : в спокійних сталях - «сп», напівспокійних, - «пс», киплячих, - «кп», а категорія нормованих властивостей (окрім категорії 1) вказується наступною цифрою. У їх складі різний зміст кремнію : спокійні - 0,12-0,30, напівспокійні - 0,05-0,17; киплячі <0,07, наприклад Ст3сп, БСт3пс або ВСт3сп5 (у кінці 5-а категорія). Спокійними і напівспокійними виробляють сталі Ст1-Ст6, киплячими, - Ст1-Ст4 усіх трьох груп. Сталь Ст0 по мірі розкислювання не розділяють.

Стали групи А поставляються з гарантованими механічними властивостями (таблиця. 8) без вказівки хімічного складу. З таблиці. 8 витікає, що із збільшенням номера марки міцність збільшується, а пластичність сталі відповідно зменшується.

Таблиця 8

Механічні властивості вуглецевих сталей звичайної якості групи А (зразки завтовшки до 20 мм)

Сталь	в, МПа	т, МПа	, %	Сталь	в, МПа	т, МПа	, %
		не меньш				не меньш
Ст0	>310	–	23	Ст4	420–540	240–270	24
Ст1	320–420	–	34	Ст5	500–640	260–290	20
Ст2	340–440	200–230	32	Ст6	600	320	13
Ст3	380–490	210–250	27

Примітка. Механічні властивості приведені для спокійних і напівспокійних сталей. У сталях Ст1кп значення _в на 10-20 МПа і _т на 10 МПа менше, а значення  на 1% більше, ніж в спокійних і напівспокійних сталях того ж номера.

Стали групи В поставляються з гарантованими механічними властивостями і хімічним складом. Стали групи В дорожче, ніж стали груп А і б, їх застосовують для відповідальних деталей (для виробництва зварних конструкцій). В цьому випадку важливо знать початкові механічні властивості стали, оскільки вони зберігаються незмінними в ділянках, що не піддаються нагріву при зварюванні. Для оцінки зварюваності важливі відомості про хімічний склад. Механічні властивості на розтягування для кожної марки стали групи У відповідають нормам для аналогічних марок стали групи А, а хімічний склад - нормам для тих же номерів марок групи б (таблиця. 9). Наприклад, сталь ВСт4сп має механічні властивості на розтягування, аналогічні стали Ст4сп, а хімічний склад однаковий із сталлю БСт4сп.

Таблиця 9

Хімічний склад (%) вуглецевої сталі

звичайної якості групи б

Сталь	С	Мп	Si в сталі			S	Р
			кп	пс	сп	не больш
БСт0	<0,23	–	–	–	–	0,06	0,07
БСт1	0,06–0,12	0,25–0,5	0,05	0,05–0,17	0,12–0,3	0,05	0,04
БСт2	0,09–0,15	0,25–0,5	0,05	0,05–0,17	0,12–0,3	0,05	0,04
БСт3	0,14–0,22	0,30–0,65	0,07	0,05–0,17	0,12–0,3	0,05	0,04
БСт4	0,18–0,27	0,40–0,70	0,07	0,05–0,17	0,12–0,3	0,05	0,04
БСт5	0,28–0,37	0,50–0,80	–	0,05–0,17	0,15–0,35	0,05	0,04
БСт6	0,38–0,49	0,50–0,80	–	0,05–0,17	0,15–0,35	0,05	0,04

Примітки: 1. У сталях БСт1-БСт6 допускається не більше 0,3% Cr; 0,3% Ni; 0,3% Cu; 0,08% As; 0,08 % N. 2. У сталях, виплавлених з керченських руд, допускається до 0,15% As і 0,05% Р.