Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Справочник по сталям.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
21.07.2019
Размер:
209.41 Кб
Скачать

13

Горловский машиностроительный колледж

Цикл технологических дисциплин

КРАТКИЙ СПРАВОЧНИК

ПО ЧУГУНАМ, СТАЛЯМ И ЦВЕТНЫМ СПЛАВАМ

Горловка 2009

Методическое пособие

Составитель: Мамонова И.П., ГМК, 2009г., 12с.

Пособие содержит основные сведения о наиболее применяемых в общем машиностроении марках сталей, чугунов и цветных сплавов, их химическом составе, термической обработке и применяемости.

Для студентов дневной и заочной формы обучения

Рассмотрено на заседании технологического цикла

«____»_________________200__г., протокол №___

1 СТАЛИ

1.1 Классификация сталей по назначению:

  • конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов (таблица 2);

  • инструментальные – применяются для изготовления режущего и измерительного инструментов, штампов (таблица 3);

  • специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др. (таблица 4).

1.2 Классификация сталей по химическом составу:

1.2.1 Углеродистые.

Содержат только Fe и С и постоянные примеси (Si, Mn, S, P) в определенных количествах. Кремний и марганец являются технологическими примесями – их в вводят в сталь при раскислении. Они повышают твердость и прочность стали. Сера и фосфор являются вредными примесями. S – уменьшается пластичность, свариваемость и коррозионная стойкость, снижает механические свойства. Р–искажает кристаллическую решетку.

По содержанию углерода стали делят:

  • низкоуглеродистые, с содержанием углерода до 0,25 %;

  • среднеуглеродистые, с содержанием углерода 0,3…0,5 %;

  • высокоуглеродистые, с содержанием углерода 0,6-0,9 %

Легированные – дополнительно содержат легирующие элементы (Специальные элементы, преднамеренно вводимые в сталь при ее выплавке с целью придания ей каких-либо особенных свойств). Обозначение легирующих элементов приведено в таблице 1.

Таблица 1 – Обозначение элементов в легированных сталях.

Название

Химический символ

Маркировочное обозначение

Название

Химический символ

Маркировочное обозначение

Марганец

Mn

Г

Кобальт

Co

К

Кремний

Si

С

Алюминий

Al

Ю

Хром

Cr

Х

Медь

Cu

Д

Никель

Ni

Н

Бор

B

Р

Вольфрам

W

В

Ниобий

Nb

Б

Ванадий

V

Ф

Цирконий

Zr

Ц

Титан

Ti

Т

Фосфор

P

П

Молибден

Mo

М

Азот

N

А

Легированные стали, в зависимости от количества легирующих элементов подразделяются на три группы:

  • низколегированные (суммарное количество легирующих элементов до 2,5%);

  • среднелегированные (2,5-10%);

  • высоколегированные (боле 10%).

Таблица 2 – Конструкционные стали.

Подкласс

Подгруппа

Марка

Термообработка

Применение

Строительные

Углеродистые обыкновенного качества

Ст 0

Ст1кп

Ст2сп

Отжиг (при необходимости)

Строительные конструкции, листы, трубы, арматура

Низколегиро-ванные

14Г2 (С≈0,14%, Mn≈2%)

18Г2С

((С≈0,18%, Mn≈2%)

Для холодной листовой штамповки

08Ю (С≈0,08%, Al≈1%)

08кп

(С≈0,08%)

нет

Шайбы, прокладки, крышки и т.п.

Цементуемые низкоуглеро-дистые (С<0,25%)

Углеродистые

Сталь 15 (С≈0,15%)

Сталь 20 (С≈0,2%)

Цементация, закалка в воде и низкий отпуск (при необходи-мости)

Деталеи небольшо-го размера, работающие в условиях изнашивания при малых нагрузках (втулки, валики, оси, зубчатые колеса). HRC58-63

Легированные

18ХГТ

20Х2Н4А

Цементация, закалка в масле и низкий отпуск

Улучшаемые среднеуглеро-дистые (С=0,3-0,5%)

Углеродистые

35; 40;45; 50

Закалка в воде и высокий отпуск

Детали точных передач (винты, валы, зубчатые колеса)

Легированные

40ХН

45Х

40ХН2МА

Закалка в масле и высокий отпуск, при необходимости поверхностная закалка ТВЧ и низкий отпуск

Более крупные и нагруженные детали ответственных передач HRC48-54

Рессорно-пружинные (С=0,6-0,9%)

Углеродистые

60С2

65Г

50ХГС

Закалка и средний отпуск

Рессоры, пружины, пружинящие элементы

Легированные

70, 85

Шарикоподшип-никовые

ШХ9 (С≈1%, Cr≈0.9%), ШХ15

Отжиг, закалка в масле и низкий отпуск

Детали подшипников качения

Автоматные

Углеродистые

А12 (С≈0,12%)

А20

нет

Малонагруженные неответственные детали, изготавливаемые на станках автоматах (болты, гайки, винты ит.п.)

Легированные

А40Г

Подкласс

Подгруппа

Марка

Термообработка

Применение

Коррозионно-стойкие (Cr≥13%)

Хромистые

12Х13

Закалка в масле и отпуск, НВ140-220

Сосуды и емкости получаемые холодной листовой штамповкой

40Х13

Закалка в масле и отпуск HRC50-55

Пружины и медицинский инструмент

08Х17Т

Отжиг

Свариваемые сосуды и емкости

Хромо-никилиевые

12Х18Н9

12Х18Н10Т

Закалка в масле

Ленты, листы, полосы, полу-чаемые обработкой давлением

Жаростойкие (t≥550ºC)

12Х17

15Х28

Закалка в масле и отпуск

Детали, работающие в ненагруженном состоянии при t≥550ºC

Жаропрочные

(t≥550ºC)

12Х1МФ

40Х9С2

Закалка в масле и отпуск

Детали, работающие в нагруженном состоянии при t≥550ºC

Таблица 3 – Инструментальные стали и сплавы.

Подкласс

Подгруппа

Марка

Термообработка

Применение

Для режущего инструмента

Углеродистые (теплостойкость ≈200ºС)

У7, У7А – У13, У15А

(углеродистая С≈1,3%)

Закалка в воде и низкий отпуск

Деревообраба-тывающий инструмент и инс-трумент холодной обработки металлов

Легированные (теплостойкость ≈260ºС)

9ХФ

Закалка в масле и низкий отпуск

Пилы, ножи

11Х

Метчики

Х

Резцы долбежные и строгальные

9ХС

Сверла, развертки, плашки

Х

ХВГ

Крупные сверла и метчики, протяжки

Быстрорежущие (теплостойкость 600-650ºС)

Р18 (С≈1%, W≈18%)

Р6М5

Р10К5Ф5

Закалка в масле со ступенчатым нагревом и 3-хкратный отпуск

Различный режущий инструмент

Подкласс

Подгруппа

Марка

Термообработка

Применение

Для измерительного инструмента

15

15Х

Цементация, закалка и низкий отпуск

Плоский измерительный инструмент

ХВГ

Закалка, искусственное старение и обработка холодом

Прочий измерительный инструмент

Штамповые

Для штампов холодного деформирования

У10-У12

ХВГ

Х12Ф1

Закалка и отпуск

Штампы

Для штампов горячего деформирования

5ХНМ

5ХГМ

5ХНВ

Метало-керамические твердые сплавы

Вольфрамовая

ВК2

ВК8

(Со=8%, остальное WC)

нет

Оснащают режущий инструмент для обработки чугунов, цветных металлов и их сплавов, пластмасс

Титано-вольфрмовая

Т5К10 (TiC=5%, Co=10%, остальное WC

нет

Оснащают режущий инструмент для черновой обработки стали

Т15К6

Т30К4

нет

Оснащают режущий инструмент для чистовой обработки стали

Титано-тантало-вольфрамовая

ТТ7К12 (TiC+TaC=7%, остальное WC)

нет

Таблица 4 – Стали и сплавы с особыми свойствами

Подкласс

Подгруппа

Марка

Термообработка

Применение

Электро-магнитные

Магнитотвердые

У10-У12

Закалка в воде и низкий отпуск

Постоянные магниты небольших размеров

ЕХ3

ЕХ5К5 (электромагнит-ная, С≈1%, Cr=5%, Co=5%)

Закалка в масле и низкий отпуск

Постоянные магниты средних размеров

ЮНДК24 (СО=24%, остальное Al, Ni, Cu)

нет

Крупные и ответствен-ные постоян-ные магниты

Магнитомягкие

1212

2012

3411*

(расшифровку маркировки см. ниже)

нет

Роторы и статоры асинхронных электродвига-телей, сердечники электромагнитов, магнитоводы трансформаторов

Сплавы с высоким омическим сопротивле-нием

Фехраль

Х13Ю

(С=0,06-012%)

нет

Электронагрева-тельные элементы

Хромаль

ОХ23Ю5

(С=0,06-012%)

нет

Нихром

Х20Н80

нет

* - Расшифровка маркировки магнитомягких сталей и сплавов:

Первая цифра обозначает способ изготовления:

  • 1 – горячекатаная изотропная;

  • 2 – холоднокатаная изотропная;

  • 3 – холоднокатаная анизотропная;

Вторая цифра обозначает содержание кремния Si%: 2 – 2%, 3 – 3% и т.д., если 0 – то Si≤0,4%.

Третья и четвертая цифры обозначают гарантированные электромагнитные свойства.

2 Чугуны

2.1 Классификация чугунов.

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:

  1. белый чугун – углерод в связанном состоянии в виде цементита, в изломе имеет белый цвет и металлический блеск. Получают достаточно быстрым охлаждением или избытком Mn;

  2. серый чугун (графитизированные)– весь углерод или большая часть находится в свободном состоянии в виде графита, а в связанном состоянии находится не более 0,8 % углерода. Из-за большого количества графита его излом имеет серый цвет. Получают достаточно медленным охлаждением или избытком Si. Делятся на:

  • перлитные (П+Г);

  • ферритно-перлитные (Ф+П+Г);

  • ферритные (Ф+Г).

Классификация, маркировка и виды применения графитизированных чугунов приведены в таблице 5.

  1. половинчатый – часть углерода находится в свободном состоянии в форме графита, но не менее 2 % углерода находится в форме цементита.

Таблица 5 – Графитизированные чугуны.

Наименование по форме графитовых включений

Маркировка

Структура

Термообработка (при необходимости) и твердость

Применение

Серые (пластинчатые), перед разливкой вводят FeSi или CaSi

СЧ10 (σВ≈100МПа)

ферритный

Ф+Г

Отжиг

Плиты, колонны, неответственные детали

СЧ18 ферритно-перлитный

Ф+П+Г

Водозапорная арматура

СЧ30; СЧ35 модифицированные перлитные

G+U

Естественное старение

Станины станков, корпусные изделия

Высокопрочные (шаровидная), перед разливкой вводят 0,03-0,07%Mg

ВЧ60

ВЧ60-2 (σВ≈60МПа, δ≈2%)

ВЧ120

ВЧ120-4

П+Г

Отжиг (в том числе норма-лизационный), закалка и отпуск

140-360НВ

Толстостенные отливки – зубчатые колеса, , коленвалы тракторных двигателей, шаботы молотов

Ковкие (хлопьевидная), получают отжигом доэвтектического чугуна в одну или две стадии

КЧ 50-5

КЧ55-4

П+Г

Отжиг

241-269НВ

Тонкостенные отливки – тормозные колодки, втулки, муфты, звенья конвейерных цепей

КЧ35-10

КЧ37-12

Ф+Г

≈163НВ

Тонкостенные отливки – ступицы, картеры редукторов, крюки, скобы

Специальные жаростойкие

ЧС5 (Si≈5%)

ЧХ28 (Cr≈28%)

Жаростойкость до 700-800ºС

Детали паронагревателей и паровых котлов

Специальные жаропрочные

ЧН19Х3Ш (Ш – шаровидный графит)

Аустенит

Отжиг и отпуск

Нагруженные детали, работающие при t=700-800ºC

Специальные коррозионно-стойкие

ЧС13

Чх22

Детали оборудования работающие в агрессивных средах

3 Цветные сплавы

Обозначение легирующих элементов в цветных сплавах приведено в таблице 6.

Таблица 6 - Обозначение элементов в цветных сплавах.

Название

Химический символ

Маркировочное обозначение

Название

Химический символ

Маркировочное обозначение

Олово

Sn

О

Магний

Mg

Мг

Цинк

Zn

Ц

Железо

Fe

Ж

Марганец

Mn

Мн

Фосфор

P

Ф

Алюминий

Al

А

Бериллий

Be

Б

Кремний

Si

К

Свинец

Pb

С

Прочие элементы обозначают как в сталях

3.1 Медь и ее сплавы.

Различают две группы медных сплавов: латуни – сплавы меди с цинком, бронзы – сплавы меди с другими (кроме цинка) элементами.

Классификация, маркировка и виды применения латуней и бронз приведены в таблице 7 и 8.

Таблица 7 – Латуни.

Подгруппа

Маркировка

Применение

Медно-цинковые

(однофазные деформируемые)

Zn≤35%

Л96

(Cu≈остальное Zn)

Л90; Л80

Детали парогазовой арматуры, прутья, листы и т.п.

Медно-цинковые

(двухфазные литейные)

Zn=36-45%

Л59

Л60

Корпусные изделия

Специальные деформируемые

ЛАЖ 60-1-1

(Cu≈60%, Al≈1%, Fe≈1%)

ЛЖМц 59-1-1

Трубы, прутья, листы и т.п.

Специальные литейные

ЛЦ40С

(Zn≈40%, Pb≈1%, остальное Cu)

ЛЦ30А3

Корпусные изделия

Марки товарной меди: МОО (99,99% Cu); M1 (99,9% Cu); V3 (99,7% Cu)

Таблица 8 - Бронзы

Подгруппа

Маркировка

Применение

Оловянные деформируемые

БрОЦ4-3

(Sn≈4%, Zn≈3%, остальное Cu)

БрОФ6,5-0,4

БрО4Ц4С17

Прутки, трубы, ленты, проволока

Оловянные литейные

БрО3Ц12С5

(Sn≈3%, Zn≈12%, Pb≈5%, остальное Cu)

Пароводяная арматура общего назначения, антифрикционные детали

Алюминиевые деформируемые

БрАЖ9-4

Мелкие высокоответственные детали: шестерни, втулки, фланцы

Алюминиевые литейные

БрА9ЖЗЛ

(Л – литейная)

Арматура, антифрикционные детали

Кремнистые

БрКМц3-1

Трубы газо- и дымопроводов

Свинцовые

Брс30

Антифрикционные детали

Бериллиевые

БрБ2

Ответственные пружины и пружинящие контакты

3.2 Алюминий и его сплавы

По технологическим свойствам сплавы подразделяются на три группы:

  • деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой;

  • деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой (дюралюмины);

  • литейные сплавы (силумины).

Классификация, маркировка и виды применения алюминиевых сплавов приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Алюминиевые сплавы.

Группа

Подгруппа

Маркировка

Термообработка

Применение

Деформируемые

Не упрочняемые термообработкой

АМц

(Mn≈1%, остальное Al)

АМг2…АМг6

нет

Сварные емкости для горючего, азотной и других кислот, листы и полосы для мало- и средненагружен-ных конструкций

Упрочняемые термообработкой

- дюралюмины

Д1, Д16

(1 и 16 – порядковый номер), состав Al+Cu+Mg+Mn

- авиаль

АВ

- для ковки и штамовки

АК6; АК8

- жаропрочные

АК4-1

Выборочно: отжиг, закалка, отпуск, старение. Для дюралюмина: закалка в воде от t=500-540° и естественное старение в течении 3-х суток

- Силовые каркасы, строительные конструкции

- листы, трубы, рамы и т.п.

- тяжелонагру-женные штампованные детали

- детали, работающие при t≤300°C

Литейные

Сплавы Al-Si (силумины)

АЛ2

АЛ4

АЛ9

(цифра – порядковый номар)

Выборочно: отжиг, закалка, отпуск, старение

Средненагру-женные фасонные изделия (корпуса и т.п.)

Сплавы Al-Cu

АЛ7

АЛ19

Небольшие (прочные) отливки простой формы

Сплавы Al-Mg

АЛ8

АЛ27

Детали полевой аппаратуры

Жаропрочные (сложнокомпо-нентные)

АЛ1

АЛ21

Детали, работающие в нагруженном состоянии при t≤300°C

Марки товарного алюминия: А9955 (99,995% Al); A99 (99,99% Al); A85 (99,85% Al).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.