20. Обозначение материалов
Любая деталь изготовляется из определенного материала, более того, из определенной его марки. Выбор материала зависит от большого числа факторов. Перечислим часть из них:
- требуемая прочность изделия;
- требуемая износоустойчивость;
- ограничения по весу изделия;
- окружающая среда, в которой будет работать изделие;
- возможности производства по обработке материала;
- стоимость материала (существенно влияющая на стоимость изделия);
- способность материала подвергаться обработке;
- внешний вид материала;
- вид производства (индивидуальное, массовое и т.д.);
- наличие материала на складе и возможность его приобретения;
- наличие информации о существующих материалах и об их свойствах.
Как было сказано в подразд. 2.3, указания о материале детали приводятся в графе 3 основной надписи, но если допускается его замена, то об этом говорится в текстовой части чертежа.
Приведем некоторые сведения о материалах, наиболее часто применяемых в машиностроении и, в частности, в приборостроении.
Чугуны. Самые распространенные чугуны представляют собой сплавы железа с углеродом, в котором доля углерода составляет от 3 до 4,5 %. Серые чугуны содержат углерод в виде свободного графита. В белых чугунах графит находится в виде химического соединения с железом. Белые чугуны используются для последующей переплавки в сталь или ковкий чугун. Легированные чугуны содержат хром, никель, медь, алюминий и повышенное количество марганца или кремния. Чугуны всех марок относятся к нековким материалам (ковкий чугун получил такое наименование из-за несколько повышенных пластических свойств).
Качество чугунов регламентируется соответствующими стандартами. Марки серых чугунов устанавливает ГОСТ 1412 — 85, ковких чугунов — ГОСТ 1215 — 79. Примеры записей в графе 3 основной надписи чертежа:
СЧ25 ГОСТ 1412 — 85, СЧ35 ГОСТ 1412 — 85— для серых чугунов;
КЧ30— 6 Ф ГОСТ 1215 — 79, КЧ60 — 30 П ГОСТ 1215 — 79 — для ферритового и перлитового ковких чугунов.
Сталиуглеродистыеобыкновенного качества. Стали представляют собой ковкие сплавы железа с углеродом, в которых доля углерода составляет от 0,04 до 1,2 %. ГОСТ 380—88 устанавливает марки углеродистых сталей обыкновенного качества от Ст0 до Ст6. Чем выше число в марке, тем больше углерода в сплаве и, следовательно, тем выше прочность и ниже пластичность сплава.
При варке сталей производится их раскисление, в результате которого выделяется большое количество газов, отчего сталь кажется кипящей (на самом деле температура кипения стали намного выше температуры варки). Степень раскисления отмечается в марке буквами сп (спокойная сталь) и кп (кипящая). Примеры записей:
Ст3 ГОСТ 380 — 88, Ст4кп ГОСТ 380 — 88, Ст2сп ГОСТ 380 — 88.
Сталиуглеродистые качественные. ГОСТ 1050 — 94 устанавливает марки конструкционных сталей (0,8; 10; 15; 20; ...), определяет гарантированный химический состав и механическую прочность для каждой из них. Примеры записей:
Сталь 20 ГОСТ 1050 — 94, Сталь 45 ГОСТ 1050 — 94, Сталь 65 ГОСТ 1050 — 94.
Перечисленные в примерах марки содержат соответственно 0,20; 0,45 и 0,65 % углерода.
Стали легированные. Легированием называется введение в расплавленные металлы и сплавы сравнительно небольших количеств легирующих элементов, положительно изменяющих их свойства. Для сталей легирующими элементами могут быть металлы (хром, молибден, никель и др.) и неметаллы (кремний, фосфор к др.). Примеры записей:
Сталь 12Х2Н4А ГОСТ 4543 — 71, Сталь ЗОХГСА ГОСТ 4543 — 71.
В первом примере приведено обозначение хромоникелевой стали, содержащей 0,12% углерода, 2% хрома, 4% никеля, во втором — стали, содержащей 0,30% углерода и приблизительно по 1 % хрома, марганца и кремния. Буква А в конце марки указывает на повышенное качество стали, в частности на то, что в ней в 3 раза меньше вредных примесей серы и фосфора.
В любых материалах, в том числе и в сталях, присутствуют примеси, количество которых весьма мало (доли процента).
Стали прокатные. Специальные прокатные заводы выпускают сортовые материалы (сортамент) определенных профиля, размеров, качества поверхности и т.д. Обозначение сортамента содержит указания на его вид, материал и размеры. Примеры записей:
для листов горячекатаной стали
где Б— указание на нормальную точность прокатки;НО— необрезанные кромки;ПН— нормальная плоскостность;40х х 1400 х 3000— размеры листа в миллиметрах;ГОСТ 19903— 74— стандарт, устанавливающий качество листа;20X13— марка стали;МЗб— труппа поверхности листа;ГОСТ 7350— 77— стандарт, устанавливающий марки сталей для проката такого типа; для фасонного проката
где 8— расстояние в миллиметрах между параллельными гранями прутка (размер «под ключ»);h10— допуск на этот размер (точность прутка);45— марка стали;В— указание на качество поверхности;5— категория материала;Т— указание на наличие термообработки.
Стали литейные. Литейные стали отличаются повышенной жидкотекучестъю, что весьма важно для хорошего заполнения литейных форм. ГОСТ 977 — 75 устанавливает для литейных сталей марки (в их обозначениях всегда присутствует буква Л) и три группы качества: I, II, III (последняя для особо ответственных деталей). Примеры записей:
Сталь 25Л — I ГОСТ 977 — 75, Отливка 25Л- II ГОСТ 977 — 75.
Первая запись — обозначение марки стали на чертеже детали, вторая — обозначение отливки из стали той же марки на чертеже отливки.
Алюминиевые сплавы. Алюминиевые сплавы подразделяют на литейные (по ГОСТ 2685 — 75) и деформируемые (по ГОСТ 4784— 74), обрабатываемые свободной ковкой или штамповкой (ковка в штампах). Деформируемый алюминиевый сплав нередко называют дюралем или дюралюмином (дуралюмином). Примеры записей:
АЛ1 ГОСТ 2685 — 75, Д16 ГОСТ 4784- 74.
Бронзы. Бронзы являются литейными материалами. Их подразделяют на оловянные (сплав содержит медь, олово и возможно другие компоненты) и безоловянные. К последним относятся бериллиевые бронзы (для пружин) и алюминиевые (обладают повышенными механическими, антикоррозионными и антифрикционными свойствами). Примеры записей:
Бр ОЦН 3 — 7 — 5 — 1 ГОСТ 613 — 79; БрБНТ 1,7 ГОСТ 18175 — 78;
БрАЖМц 10 — 3 — 1,5 ГОСТ 18175 — 78.
В марках цветных металлов и сплавов есть несколько обозначений, которые отличаются от применяемых в черной металлургии: С — свинец (в марках сталей этой буквой обозначают кремний), А — алюминий (в марках сталей алюминий обозначается буквой Ю), Ми — марганец (для марок сталей — буква Г). Остальные обозначения являются общими: О — олово, Ц — цинк, Н — никель, Ж — железо, Б — бериллий, Т — титан. Цифры указывают на содержание компонентов в процентах в соответствии с порядком их написания (в отличие от марок черных металлов здесь при содержании компонента около 1% цифра 1 пишется).
Латуни. Латуни представляют собой сплавы меди с цинком. Их подразделяют на литейные (по ГОСТ 17711 —80) и обрабатываемые давлением (по ГОСТ 15527 — 70). Примеры записей:
ЛЦ30А3 ГОСТ 17711 — 80, ЛК — 80 — 30 ГОСТ 15527 — 70,
ЛС59 — 1 ГОСТ15527 — 70.
Буква Л означает латунь.
Цветной сортамент. Примеры записей;
Пруток БрКМц 3 — 1т — ш — 32 — Н ГОСТ 1628 — 72— бронзовый тянутый пруток шестигранного поперечного сечения, размер между параллельными гранями 32 мм, нормальной точности изготовления;
Пруток Д16 кр 50Н ГОСТ 21488 — 73— дюралевый пруток круглого поперечного сечения, диаметром 50 мм, нормальной точности изготовления;
Пруток ДКРНТ 12 НД ЛС 59 — 1В ГОСТ 2060 — 73— пруток тянутый, круглого поперечного сечения, нормальной точности изготовления, твердый, диаметром 12 мм из латуни марки 59 — 1В.
Неметаллические материалы. Эти материалы продолжают вытеснять металлы благодаря своим специфическим свойствам. Многие технические изделия и предметы широкого потребления своим появлением обязаны пластическим массам (пластмассам). Пластмассы состоят из смол, наполнителей и красителей. Их положительные качества: антикоррозионная стойкость, малая электрическая проводимость, хороший внешний вид, сравнительно низкая стоимость, экономичность изготовления изделий из пластмасс при крупносерийном и массовом производствах.
Некоторые примеры таких материалов:
пресс-материал АГ-4 — применяется для изготовления различных деталей и электроизоляции. Запись в графе 3 основной надписи имеет вид:
Пресс-материал АГ-4 ГОСТ 20437— 89;
стекло органическое. Пример записи для листового материала:
СОЛ 3 х 400 х 500 ГОСТ 15809— 70;
текстолит — подразделяется на конструкционный (ГОСТ 5 — 78) и электротехнический (ГОСТ 2910 — 74). Примеры записей:
Текстолит ПК — 20 ГОСТ 5 — 78, Текстолит А — 10 ГОСТ 2910— 74;
фторопласт — один из лучших диэлектриков, обладает высокими антикоррозионными, тепло- и морозостойкими свойствами, малым коэффициентом трения. ГОСТ 10007 — 80 устанавливает следующие марки фторопласта: С — для специзделий, П — электроизоляционный, О — общего назначения, Т— для толстостенных изделий. Пример записи: Фторопласт 4 П ГОСТ 10007— 80.
Помимо пластмасс к неметаллам относятся резина (выпускается в виде пластин для изготовления прокладок или в виде сырого материала, обретающего заданные форму и размеры при вулканизации в форме), технический войлок, асбестовые шнуры и листы, керамика и т.п.
Из приведенных обозначений материалов видно, что наименование материала в начале обозначения указывается только тогда, когда отсутствует его условное обозначение в марке.
Обозначение сортамента на чертежах деталей никогда полностью не приводят: указывают только те размеры, которые сохраняются на детали после обработки. Следует отметить, что записи в случаях цветного и черного сортаментов отличаются друг от друга.