5 Инструментальные материалы

1 – углеродистая сталь; 2 – быстрорежущая сталь;

3 – твёрдые сплавы (W, Ti, Ta)

Рисунок 53 – Зависимость твёрдости сплава от температуры нагрева – красностойкость

Таблица 3 – Состав некоторых инструментальных сталей

Марка стали	С %	Cr %	W %	Mo %	V %	Другие ЛЭ
У8	0,8	0,1	-	-	-	-
У12А	1,2	0,1	-	-	-	-
ХВГ	1		1	-	-	Mn – 1%
9ХС	1	1	-	-	-	Si – 1%
Р6М3	1	4	6	3	2	-

а б

а – Термообработка быстрорежущей стали с трёхкратным отпуском; б – термообработка быстрорежущей стали с использованием обработки холодом. %А – количество остаточного аустенита

Рисунок 54 – Термообработка быстрорежущих сталей

6 Чугуны

а б

в г

а – белый чугун (белые участки – первичный цементит); б – серый литейный чугун (пластинчатые графитовые включения); г – ковкий чугун (хлопьевидные графитовые включения); д – высокопрочный чугун (шаровидные графитовые включения)

Рисунок 55 – Структура чугунов

Таблица 4 – Механические свойства чугунов

Механические свойства	Показатели по видам материала
	Чугун			Сталь низкоуглкродистая, литая
	Серый литейный	Ковкий	Высокопрочный
Предел прочности на растяжение, МПа	120 – 380	300 – 700	400 – 800	390 – 460
Относительное удлинение, %	0,25 – 1,2	2,0 – 20,0	1,5 – 30,0	19 – 25
Ударная вязкость, МДж/м2	0,02 – 0,06	0,2 – 0,25	0,15 – 1,5	0,6 – 1,8
Твёрдость НВ, МПа	1400 – 3000	1000 – 3200	1400 – 3800	1200 – 1500

7 Сплавы цветных металлов

7.1 Алюминиевые сплавы

Рисунок 56 – Диаграмма состояния алюминий – легирующий элемент

Рисунок 57 – Механические свойства деформируемых алюминиевых сплавов, не упрочняемых термической обработкой. Диаграмма состояния алюминий - магний

Рисунок 58 – Структура деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемые термической термообработкой (дюралюмины)

1 – атомы растворителя; 2 – растворённые атомы

а – зоны Гинье-Престона; б – кристаллы метастабильной фазы (когерентные выделения) в – кристаллы стабильной фазы (некогерентные выделения

Рисунок 59 – Типы выделений из пересыщенного твёрдого раствора

Рисунок 60 – Изменение прочности алюминиевого сплава Al-Mg-Zn при термообработке. Упрочняющая фаза Al₂Mg₃Zn₃

Таблица 5 – Состав и механические свойства некоторых деформируемых

алюминиевых сплавов

Марка сплава	Cu, %	Mg, %	Mn, %	Другие	σв, МПа Закалка+старение	, %
Д1	4,5	0,6	0,6		490	14
Д16	4,5	1,5	0,6		540	11
В95	1,7	2,3	0,5	Zn – 6%, Cr – 0,2%	600	8
АК4	2,2	0,6	–		430	13

5 10 15 Si

а б

Рисунок 61 – Структура силуминов (а); Зависимость механических свойств от содержания кремния в силуминах (б)

Таблица 6 – Состав и свойства литейных алюминиевых сплавов

Марка сплава	Легирующий элемент и его содержание	σв, МПа	, %
АЛ2	Si, 11%	180	5
АЛ9	Si, 7%	200	5
АЛ19	Cu, 5%	320	9
АЛ8	Mg, 10,5%	350	10

Рисунок 62 – Микроструктура силуминов

Таблица 7 – Зависимость механических свойств сплава АК4 от температуры

Свойство	Температура
	20оС	150оС	315оС
σв, МПа	430	360	150
, %	18	20	20

Рисунок 63 – Зависимость механических свойств спечённых алюминиевых порошков (САП) от содержания оксида алюминия

Рисунок 64 – Новая маркировка промышленных алюминиевых сплавов

Таблица 8 – Примеры обозначений с помощью новой маркировки

Легирующие элементы	Маркировка
	Традиционная	Новая
Al(чистый)	АД00	1010
Mg-Mn	Амг1	1510
Cu-Mg	Д16	1160
Zn-Mg-Cu	B95	1950

Рисунок 65 – Использование алюминиевых сплавов в автомобилестроении