3.2. Обозначение некоторых специальных сплавов.

Специальные сплавы на основе Fe, Ni, Co и некоторых других элементов предназначаются для изготовления деталей, работающих в специфических условиях там, где остальные материалы имеют более низкую работоспособность (высокие температуры, агрессивные среды и т. п.). Эти сплавы обладают особыми свойствами. Например, могут быть немагнитными, иметь малый коэффициент линейного расширения, обладать повышенной жаропрочностью и т. п. Характерной особенностью специальных сплавов является либо вообще отсутствие железа, либо содержание его менее 50%. В зависимости от свойств и эксплуатационных возможностей специальные сплавы подразделяются на группы. Какого-либо общего правила для обозначения специальных сплавов нет. Каждая группа сплавов имеет свой способ обозначения.

Примеры обозначения и расшифровки.

1. 36Н – инвар, сплав с минимальным коэффициентом линейного расширения. Содержит35 – 37% никеля, остальное железо и технологические примеси. Используется для деталей приборов, от которых требуется постоянство размеров при изменении температуры в условиях эксплуатации при температурах от –60 до 100 ^оС

2. 29НК – ковар, сплав, имеющий коэффициент линейного расширения, такой же как термостойкое стекло, вольфрам и молибден. Содержит 28,5 – 29,5% никеля, 17 – 18% кобальта, остальное железо и технологические примеси. Используется в электровакуумном производстве для работы в паре со стеклом. Рабочие температуры от –70 до 420 ^оС.

3. 47НД – платинит, сплав, имеющий коэффициент линейного расширения, такой же как платина и нетермостойкие стекла. Содержит 46 - 48% никеля, 4,5 – 5,5% меди, остальное железо и технологические примеси. Используется для пайки и сварки с такими стеклами в электровакуумной промышленности.

3.3. Обозначение коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сплавов.

Сплавы, предназначенные для работы в агрессивных средах и при высоких температурах, выпускаются в соответствии с ГОСТ 5632 – 72. В основном, это высоко и особо высококачественные сплавы, о чём свидетельствуют буквы А, Ш, ВД, ВЧ, стоящие в конце марок сплавов. Значение этих букв и сочетаний см. в табл. 7. Сплавы рассматриваемой группы маркируются теми же буквенными обозначениями элементов, что и легированные стали (табл. 6), но цифры, обозначающие процентный состав легирующих элементов, за буквами не пишут. Исключение составляет обозначение никеля. Цифры, стоящие после буквы Н, соответствуют среднему содержанию никеля в сплаве в процентах.

Примеры обозначения и расшифровки.

1. Н70МФ – сплав качественный на основе никеля, в котором содержится около 70% никеля, а также содержатся молибден и ванадий.

2. ХН80ТБЮ-ВИ – сплав особо высококачественный, полученный вакуумно-индукционной плавкой на основе никеля. Сплав, в котором содержится 80% никеля, а также имеются титан, ниобий и алюминий.

3.4. Инструментальные твёрдые сплавы.

Инструментальные твёрдые сплавы (иначе их называют металлокерамическими сплавами) получают спеканием при больших температурах и давлениях мелкодисперсных порошкообразных карбидов вольфрама, титана, тантала (WC, TiC, TaC) и порошкообразного кобальта, являющегося связующим веществом. Полученные пластинки твёрдых сплавов обладают высокой красностойкостью и находят широкое применение при изготовлении режущего инструмента, предназначенного для высокоскоростной обработки резанием.

Обозначают твёрдые сплавы в соответствии с ГОСТ 3882 – 74. Твёрдые сплавы подразделяются на три группы: ВК, ТК и ТТК. К группе ВК относят однокарбидные твёрдые сплавы, состоящие из кобальта и карбида вольфрама (Co + WC). Такие сплавы обозначают сочетанием букв ВК. Цифра буквы К соответствует содержанию кобальта в однокарбидном твёрдом сплаве в процентах, остальное карбид вольфрама.

Часто при обозначении марок однокарбидных твёрдых сплавов указывают зернистость фракций сплава. В этих случаях в конце обозначения марки сплава через тире пишут следующие буквы: ОМ – особо мелкозернистый сплав, М – мелкозернистый сплав, КС – сплав средней крупнозернистости, В – крупнозернистый сплав, ВК – сплав высокой крупнозернистости.

Чем крупнее зернистость сплава, тем он хуже воспринимает вибрационные и ударные нагрузки.

К группе ТК относят двухкарбидные твёрдые сплавы, состоящие из кобальта, карбида вольфрама и карбида титана (Co + WC + TiC). Двухкарбидные твёрдые сплавы обозначают сочетанием букв ТК и цифр. Цифры, стоящие после буквы Т, соответствуют содержанию в сплаве в процентах карбида титана; цифры, стоящие после буквы К, указывают на содержание в нём кобальта в процентах; остальное в сплаве оставляет карбид вольфрама.

К группе ТТК относят трёхкарбидные твёрдые сплавы, состоящие из кобальта, карбида вольфрама, карбида титана и карбида тантала (Co + WC + TiC + TaC). Трёхкарбидные твёрдые сплавы обозначают сочетанием букв ТТК и цифр. Цифры, стоящие за буквами ТТ, соответствуют суммарному содержанию в сплаве карбида титана и карбида тантала (Ti + TaC) в процентах; цифры, стоящие за буквой К, указывают содержание в сплаве в процентах кобальта; остальное в трёхкарбидных сплавах составляет карбид вольфрама.

Примеры обозначения и расшифровки.

1. ВК6 – однокарбидный твёрдый сплав, содержащий 6% кобальта, остальное (94%) карбид вольфрама.

2. ВК6-М – однокарбидный твёрдый сплав, мелкозернистый, в котором содержится 6% кобальта, остальное (94%) карбид вольфрама.

3. ВК8-ВК – однокарбидный твёрдый сплав высокой крупнозернистости, содержащий 8% кобальта, остальное (92%) карбид вольфрама.

4. Т30К4 – двухкарбидный твёрдый сплав, содержащий 4% кобальта, 30% карбида титана, остальное (66%) карбид вольфрама.

5. ТТ7К12 – тёхкарбидный твёрдый сплав, содержащий 12% кобальта, 7% (суммарно) карбида титана и карбида тантала, остальное (81%) карбид вольфрама.

Твердые сплавы производят в виде пластин, которыми оснащают рабочие части режущих инструментов (сверл, фрез, резцов и др инструментов). Их изготавливают методом порошковой металлургии. Такие инструменты сочетают высокую твердость HRC 74 – 76 и износостойкость с высокой теплостойкостью – до 800…1000 ^оС. По своим эксплуатационным свойствам они превосходят инструменты из быстрорежущих сталей и применяются для резания с высокими скоростями и при обработке трудно обрабатываемых материалов. Твердые сплавы за счет высокого содержания вольфрама имеют высокую себестоимость.

К первой вольфрамовой группе относятся сплавы системы Co – WC. При одинаковом содержании кобальта сплавы этой группы в отличии от двух других групп характеризуются наибольшей прочностью, но более низкой твердостью. Теплостойки до 800 ^оС.

Сплавы ВК3 – ВК8 применяют для режущих инструментов при обработке материалов дающих прерывистую стружку (чугуны, цветные металлы, керамика).

Сплавы ВК10 – ВК15 имеют более высокую вязкость за счет повышенного содержания кобальта и используются для волочильных и буровых инструментов. Стойкость таких инструментов в десятки раз превышает стойкость сальных инструментов.

Сплавы ВК20 – ВК25 применяют для изготовления штамповых инструментов и деталей машин, от которых требуется высокое сопротивление пластической деформации или изнашиванию.

Вторую титановольфрамовую группу образуют сплавы системы TiC – WC – Co. При температуре спекания карбид титана растворяет карбид вольфрама и образуется твердый раствор (Ti, W)C, обладающий более высокой твердостью, чем WC. Сплавы второй группы характеризуются более высокой теплостойкостью до 900…1000 ^оС, которая повышается с увеличением количества карбида титана. Их наиболее широко применяют для оснащения режущих инструментов для высокоскоростного резания сталей.

Третью титанотанталовольфрамовую группу образуют сплавы системы TiC – TaC – WC – Co. Структура карбидной основы представляет собой твердый раствор (Ti, Ta, W)C + WC + Co. От второй группы эти сплавы отличаются большей прочностью и лучшей сопротивляемостью вибрации и выкрашиванию. Они применяются при наиболее тяжелых условиях резания (черновая обработка стальных слитков и поковок).