Аносов Ю.М. и др. Основы отраслевых технологий и организации производства
Подождите немного. Документ загружается.
щих
элементов, критическая скорость охлаждения при закалке
уменьшается, а прокаливаемость увеличивается. В итоге закалива
емая
деталь принимает соответствующие свойства по всему сече
нию
б
ольшего размера. Данное явление увеличения прокалинае
мости сохраняется для низко- и среднелегированных закаливае
мых сталей.
2.
Легирование.осуществляют для изменения кристаллического
состояния стали.
Если
сталь легировать элементами, имеющими кристалличес
кую структуру ОЦК, объемноцентрированную кубическую, то высо
колегированная сталь приобретает устойчивую ОЦК структуру ее
кристаллов в широком диапазоне температур (от отрицательных
до температуры плавления). Так создается ферритвый класс ста
лей с кристаллической структурой Fea.
Если
сталь легировать элементами, которым свойственна ГЦR,
гранецентрированная кубическая решетка кристаллов, то при оп
ределенном количестве таких легирующих элементов в стали за
крепляется кристаллическая структура, свойственная аустениту.
В этом случае получается сталь аустенитного класса.
Легирование
производят также с целью существенного изме
нения
микроструктуры стали. Для этого легирование осуществ
ляют
активно карбидаобразующими и тугоплавкими элементами
(W,
Мо и др.) в достаточно больших
количествах. При этом карби
ды
выделяются из расплава при его охлаждении. В таком случае
в
структуре стали есть первичные (относительно крупные) карбиды
подобные ц
ементиту по форме и происхождению.
Структура такой
стали
аналогична структуре ледебурита белых чугунов. Поэтому
данный
класс сталей называют ледебуритным или карбидным.
Н
изкоуглеродистые стали в машиностроении часто называют
цементуемыми
по технологии их обработки. Они могут приме
няться без термоо
б
ра
б
отки, например, для изготовления листов
,
лент
с последующим изготовлением из них деталей методами лис
товой штамповки - Стали 05, ... , 10, 15 или для изготовления
метизов (металлических изделий - болтов, винтов, гаек, шайб,
шурупов и т. д.) - Стали 10-25. Часто к поверхности детали
предъявляются требования по обеспечению высокой твердости
и
сопутствующей ей износостойкости при пластичной и вязкой
сердцевине. Тогда заготовки деталей после черновой и получисто
вой
механической обработки подвергаются цементации (на
сыщению поверхности углеродом до О, 7-0,8 % С на глубину
0,3-0,4 мм) с последующей одно- или двукратной закалкой и низ
ким отпуском. После окончательной механической обработки це
ментованных поверхностей детали применяются для работы в ус
ловиях трения скольжения или качения при динамических и пе
ременных нагрузках. Так из качественной стали
18ХГТ изготов
ляют зубчатые колеса автомобилей, пальцы, оси, из приведеиной
выше стали 12Х2Н4А - крупные ответственные зубчатые колеса,
валы, ролики, поршвевые пальцы.
51
Улучшаемые ста
ли -
это среднеуглеродистые стали подвергае
мые термическому улучшению (закалке с высоким отпуском) для
обеспечения наиболее высокой конструкционной прочности, т. е.
повышенных прочностных свойств при максимальной пластичнос
ти и ударной вязкости. Изготовленные детали применяются в ус
ловиях повышенных динамических и переменных нагрузок. На
пример, качественная сталь 40ХГР применяется для изготовления
валов, шатунов, червяков, пальцев, звездочек и др. деталей. При
необходимости для обеспечения высокой твердости и износостой
кости трущиеся поверхности перед шлифованием подвергают за
калке с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) с последующим
низким отпуском. Для упрочнения поверхности высококачествен
ных сталей, например среднеуглеродистой стали типа 38ХМЮА,
после улучшения и получистовой механической обработки резани
ем или шлифованием производят азотирование - насыщение по
верхности азотом.
Б промышленности широко применяют конструкционные стали
специального назначения: рессорно-пружинные
,
подшип
никовые
,
коррозионно-стойкие
,
тепло- и жаростойкие, жаропрочные и др.
Рессорно-пружинные стали бывают углеродистыми и легиро
ванными. Углеродистые стали следующих марок: Сталь 60,
Сталь
65, Сталь 70, Оrаь 75 или Сталь бОГ, Сталь 65Г, имеют низ
кую прокаливаемость и применяются для пружил малых
сечений.
Обычно применяют легированные стали перлитлого класса. Деше
вые кремнистые стали качественная 55С2 и высокОI<ачественные
60С2А,
70С3А применяются для пружил и пластин рессор толщи
ной до 18 мм. Стали 50ХФА и 50ХГФА применяются для листов
автомобильных рессор, клапанных и других ответственных пру
жил. Наиболее высокие свойства имеют стали 70С3А, 60С2ХА и
60С2Н2А.
Рессорно-пружинные стали имеют высокий предел уп
ругости. Для достижения нужных свойств применяется закалка
со средним отпуском на структуру, называемую трооститом при
твердости HRC 42-48.
Подшипниковые
стали применяются для изготовления шари
ков, роликов и колец подшипников, имеют специальную маркиров
ку
. Стали ШХ4, ШХ15, ШХ15ГС, ШХ20ГС содержат -1 % С.
Б обозначениях марок буква Ш
означает шарикоподшипниковую
сталь, Х и следующая за ней цифра - содержание хрома в
де
сятых
долях процента (соответственно 0,4; 1,5 и 2,0 %). Стали
подвергают закалке, низкому отпуску и для стабилизации
раз
меров прецизионных подшипников - обработке холодом
при
70-80 ос
на твердость
HRC
60-64.
Ко
ррозионно-етойкие стали находят широкое применение
в
зависимости от химического состава и структуры.
Т,
стали ферритна класса применяются в новном для изделий,
работающих в слабоагрессивных средах при нормальной темпера
туре, например, Сталь 08Xl3, содержащая около 0,08 %С
52
и 13 %Cr. Стали аустенитного класса имеют высокую коррозион
ную
стойкость и
применяются в сварных аппаратах и конструкци
ях, например, сталь 12Х18Н10Т содержит -0,12 %С,
18 %Cr,
10
%Ni и до 1 %Ti
(практически 0,3-0,6 %). Стали мартенситно
го класса 20Х13, 30Х13 и 40Х13, содержащие соответственно
0,2, 0,3 и 0,4 % С и легированные 13 % Cr, применяются для
режущего, хирургического и измерительного инструмента.
Теплостойкие, жаростойкие и жаропрочные стали приме
няются при повышенных (500-600 °С) и высоких температурах.
Так Сталь 40Х10С2М мартенситного класса, содержащая око
ло 0,4 % С, 10 % Cr, 2 % Si и до 1 % Мо, применяется для
изготовления клапанов двигателей внутреннего сгорания. Сталь
15Х25Т ферритнога класса, содержащая около 0,15 % С, 25 % Cr
и до 1 % Ti, применяется для труб теплообменников, работающих
при температуре до 1050 °С. С той же целью применяется приве
деиная выше Сталь 12Х18Н10Т аустенитного класса.
3.6.4. Инструментальные стали и сплавы
Инструментальные стали условно делятся на стали для режу
щего .и мерительного инструмента, для холодного деформирова
ния и для горячей обработки металлов. Инструментальные ста
ли
маркируются по содержанию углерода в десятых долях про
цента, а по составу и количеству легирующих - как и конструк
ционные. По качеству они поставляются качественными, высоко
качественными и особовысококачественными с соответствующей
маркировкой.
Наиболее дешевыми инструментальными сталями являют
сяуглеро
д
истые - кач
твенные стали марок У7, У8, У9, У10, ... У14
и
высококачественные стали марок У7А, У8А и т. д.
Цифры
означают содержание углерода в десятых долях про
цента,
буква У - углеродистая инструментальная, буква А -
высококачественная сталь, т. е. более чистая по содержанию
серы и фосфора. Из углеродистых инструментальных сталей из
готовляются
слесарные, плотничьи и мерительные инструменты.
Низколегированные инструментальные стали типа 8ХФ, 11Х,
9ХС, ХБГ применяются для изготовления режущего инструмен
та, работающего с небольшими скоростями резания: пил, метчи
ков, плашек, клейм, пуансонов и матриц листовой штамповки при
среднесерийном производстве, ножей для пресс-ножниц и мери
тельного инструмента после закалки и низкого отпуска.
Быстрорежущие стали типа Р18, Р9М4К8, Р6М5 относятся
к сталям карбидного класса, т. е. в литом состоянии представля
ют собой легированные белые чугуны, однако после ковки или
прокатки при соответствующих режимах деформирования
и тер
мообработки проявляют технологические свойства сталей. Буква
53
Р происходит от немецкого слова rapid - быстрый, стремитель
ный; цифра, следующая за ней, определяет среднее количество
вольфрама,
в процентах соответственно, 18; 9 и 6
;
М-молибден,
которого
содержится во второй стали около 4 % и
в
третьей - 5 %
;
К-
кобальт, содержащийся во второй стали в количестве около
8%. Кроме того, в каждой стали содержится около 4,5 % хрома
и 1,5 % ванадия. Такой состав обеспечивает быстрорежущим ста
лям
красностойкость до температуры 560-580 °С и, соответ
ственно,
в
ысокую скорость резания в отличие от углеродистых
и низколегированных сталей, теплостойкость которых не превы
шает
150-180 °С. Быстрорежущие стали являются одним из ос
новных материалов для изготовления режущего инструмента.
Твердые сплавы представляют собой механическую смесь высо
котвердых тугоплавких порошкообразных соединений (обычно кар
бидов, реже боридов или нитридов переходных металлов), связан
ных пластичным металлом. Пластины, вставки и др. режущ
ие
элементы инструментов изготовляют методами порошковой метал
лургии: подготовленную смесь порошков прессуют потом спекают
при определенной температуре в среде защитных газов. При этом
связка (кобальт или сплав на основе железа) плавится и обвола
ки
в
ает твердые частицы. После заточки и крепления режущих
элементов к державке инструмент готов к работе. Твердые сплавы
имеют высокую твердость (HRA 80-92 в зависимости от состава)
и
теплостойкость (до 900-1000 °С), что обеспечивает их более вы
сокие режущие свойства по сравнению с быстрорежущей сталью.
Твердые сплавы разделены на три группы.
Твердые сплавы вольфрамовой группы представлены рядом
ВК3, ВК4, ВК6, ВК8, ВК10, ВК15 и состоят из карбидов вольфра
ма (В) и с
вязующего кобальта (К), цифра указывает их процент
вое содержание. Так спла
в
ВК3 содержит около 3 % Со, осталь
ное (97 %) - карбиды вольфрама и примеси.
Твердые
спла
в
ы титаловольфрамовой группы представлены
ря
дом Т30К4, Т15К6, Tl4K8, Т5К10, Т5К12 и дополнительно содер
жат карбиды титана.
Частичная замена карбидов вольфрама карбидами титана и тlщ
тала удешевляет твердые сплавы при сохранении высоких показа
телей режущих свойств.
Сверхтвердые материалы представлены природными
(HV 98,1 ГПа) и синтетическими (HV 88,3-98,1 ГПа) алмазами
,
кубическим нитридом бора (эльбор, HV 68,7-78,5 ГПа)
и
др. Они
имеют
в
3-4 раза большую твердость (HV), высокую теплопро
вод
ность
и
теплостойкость (до 1100-1300 °С) по сравнению с тверды
ми сплавами. Вставки из сверхтвердых материалов крепятся
к державке инструмента (резец, фреза) пайкой или механичес
ким креплением. Обработка таким инструментом осуществляет
ся при высоких скоростях резания и малых подачах. При
этом
достигаются
в
ысокие значения точности обработки
и
качест
ва
54
поверхности. Часто обработка резанием этими инструментами
применяется как окончательная (чистовая) для закаленных ста
лей и заменяет процессы шлифования.
3.6.5. Стали и сплавы
для холодной обработки давлением
Марка материала и его термообработка зависят от вида дефор
мирования и соответственно условий работы деформирующего ин
струмента. Так, для холодной листовой и объемной штамповки
при мелко- и среднесерийном производстве применяются углеро
д
истые инструментальные стали типа У8А-У12. При крупносе
рийном производстве - легированные стали. Для инструмента,
работающего в условиях значительного износа, - преиму
щ
ественно
стали карбидного класса с содержанием около 12 % Cr типа Х12БМ,
Х12, Х12Ф1, Х12МФ, а также стали с содержанием около 6% Cr
типа Х6Ф4М и
Х6БФ твердостью HRC 60-63. Содержание угле
рода в этих сталях превышает 1 % .
Для
инструмента холодного выдавливания применяют стали с вы
соким сопротивлением смятию и высокой теплостойкостью типа
8Х4Б2МФС2 и 11Х4Б2МФ3С2 карбидного класса.
Для ударного инструмента рекомендуют стали типа 6ХС, 4ХБ2С,
6ХБГ и др.
При массовом производстве рекомендуют оснащать инстру
мент пластинами и вставками из твердых сплавов типа БК15,
БК20 и др.
3.6.6. Стали для горячего деформирования
Теплостойкие доэвтектоидные или эвтектоидные стали типа
5ХНМ, 5ХНБ, 5ХНБС, 5ХГМ, 4ХМФС, 4ХНМФС, 3Х2МНФ,
5Х2МНФ применяют для молотовых и
прессовых бойков, штам
пов, контейнеров, бандажей, матриц после закалки и отпуска мел
ки
х молотовых штампов на
HRC 40-45, крупных - HRC 38-41,
а прессовых штампов - соответственно HRC 45-4 7 и HRC 43-44.
Инструмент для горячей обработки металлов, работающих
при тяжелых условиях, в том числе и для литья под давлением, из
готовляют из заэвтектоидных сталей повышенной теплостой
кости типа 4Х5МФС, 4Х5МФ1С, 4Х5Б2ФС, 4Х3БМФ, 3Х3М3Ф,
4Х4БМФС после закалки и двукратного отпуска на HRC 47-49
или для повышения ударной вязкости - HRC 44-46.
Для
особо тяжелых условий горячего деформирования метал
лов, в том числе для выдавливания и прессования сталей аустенит
ного класса, инструмент изготовляют из заэвтектоидных сталей вы
сокой теплостойкости типа 4Х2Б5МФ, 5Х3Б3МФС, 2Х6Б8М2К8
после закалки и отпуска от HRC 44-4 7 до HRC 42-45.
55
3.6.7. Чугупы
Белые чугупы, подлежащие обычно переработке в стали или в се
рые
или ковкие чугуны, не подлежат классификации и
марки
ровке. Те белые чугуны, которые используются в технике, подраз
деляются на несколько сортов по химическому составу и свой
ствам.
Б
елый чугун имеет высокое сопротивление сжатию и болЬ
шую
твердость (НВ = 4500-5500 МПа). С целью увеличения
х
а
р
актеристик износостойкости и пластичности
чугуны легируют
никелем, хромом, ванадием и другими элементами. Такие леги
ров
а
нные чугуны переходят в класс чугунов со специальными
свойствами.
Широкое р
аспространение при изготовлении техники получи
ли чугуны со структурно свободным углеродом (графитом) - се
рые, ковкие и высокопрочные.
Серые чугуны получают из жидкого чугуна при замедленном
охлаждении, при этом графит кристаллизуется в виде пластин,
чешуек, разделяя и ослабляя стальную основу материала.
Серый чугун - весь углерод или часть углерода находится в сво
бодном
состоянии и в виде графитовых включений, имеющих
форму изогнутых пластинок, чешуек. Структура металлической ос
новы серого чугун
а
бывает ферритной, ферритно-перлитвой и пер
литной. Излом чугуна имеет темный или серый цвет.
Механические свойства серого чугуна зависят от структуры
металлической основы и от формы, а также размеров графитовых
включений.
Серый чугун применяют для отливок станин металлообраба
тывающих и других станков, различных корпусов, плит, рам, бло
ков
и
головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания, порш
ней, поршневых колец, крышек, зубчатых колес, вкладышей и
дру
гих деталей.
Маркируют серый чугун буквами СЧ (серый чугун) и двузнач
ными цифрами, показывающими минимальное зн
а
чение предела
прочности чугуна при растяжении (кгсjмм
2
). Серый чугун получа
ют
следующих марок: СЧlО, СЧ15, СЧ20
,
СЧ25, СЧ30, СЧ35, СЧ40,
СЧ45.
Ковкий
ч
угун - весь углерод или его часть н
а
ходится в вид
е
графита хлопьевидной формы.
Для получения ковкого чугун
а отливки из белого чугуна
подвер
гают
так называемому графитизирующему отжигу,
который
в
си
лу большой его продолжительности н
азывают томлением.
При
высокой температуре (900-1050°С) Fe3C постепенно распада
ется на Fe и С, последний, «выжимаемый>> из кристаллической
ре
шетки Fy из-за его огр
а
ниченной растворимости выделяется в
виде
хлопьевидных образований гра
ф
итовых включений.
Ковкий чугун по сравнению с серым обладает, повышенными
характеристиками прочности и пластичности. Способность чугу-
56
на с хлопьевидным графитом пластически деформироваться при
комнатной температуре послужила основанием называть этот чу
гун ковким. Однако на практике ни один из чугунов не может
коваться или пластически деформироваться. Следовательно, изде
лия из любого чугуна получают только методом литья и отжига.
Ковкий чугун маркируется и поставляется следующих марок:
КЧ 30-6; КЧ 33-8; КЧ 35-10; КЧ 37-12 (ферритные ковкие чу
гуны); КЧ 45-7; КЧ 50-5; КЧ 55-4; КЧ 60-3; КЧ 65-3; К Ч70-2;
КЧ
80-1,5 (перлитные ковi<ие чугуны). В написании
марок чугу
на
буквы КЧ обозначают - ковкий чугун, первые две цифры
соответствуют минимальному значению предела прочности при
растяжен
ии
в кгсjмм
2
, а вторые цифры - относительное удлине
ние в%.
В структуре высокопрочых чугуов весь углерод или его часть
находится
в не связанном с железом (свободном) состоянии и
в виде
графитных включений шаровидной формы
.
Шаровидный графит
образуется в расплаве чугуна вследствие модифицирования его маг
нием или церием. Поэтому уже в процессе кристаллизации (за
твердевания) формируется соответствующая структура: шаровидный
графит и стальная основа чугуна.
Чугун с шаровидным графитом обладает прочностью, равной
стали, и достаточно высокой пластичностью, отсюда и его назва
ние - высокопрочный (ВЧ).
Высокопрочный чугун - широко используемый и перспектин
ный конструкционный материал. Достаточно высокие механичес
кие, литейные, технологические и эксплуатационные свойства зачас
тую позволяют стальное литье успешно заменять чугунным, а ко
ваные детал:и - на литые из ВЧ. Так, например, из высокопрочного
чугуна отливают коленчатые валы двигателей внутреннего сгора
ния, поршвевые кольца и другие ответственные детали машины.
Это дает значительный экономический эффект, так как литые изде
лия из ВЧ на 20-25 % дешевле стальных.
В зависимости от структуры металлической основы высокопроч
ные чугуны подразделяют на три группы: ферритные, ферритно-пер
литные и перлитные. Маркировка высокопрочных чугунов осуще
ствляется в зависимости от характеристик механических свойств:
вч 38-17; вч 42-12; вч 45-5; вч 50-7; вч 60-2; вч 70-2;
ВЧ 80-2; ВЧ 100-2 и ВЧ 120-2. В написании марки высокопроч
ного
чугуна первые цифры означают предел прочности при растя
жении в кгсjмм
2
, авторые - относительное удлинение в
%.
3.7.
СТР
У
КТ
У
РА
,
Т
ЕРМОО
Б
РА
Б
ОТКА
И СВОЙСТВА ЦВЕ
Т
НЫХ СПЛАВОВ
Цветные металлы - это техническое название все
х
металлов и
и
х сплавов, кроме железа
и его сплавов. Различают
две группы
цветных металлов: легкие и тяжелые. К легким металлам от-
57
носия группа цветных металлов с относительно маой плотнос
тью, включающая алюминий, кремний, магний, бериллий, титан,
а также все щелочные металлы. Тяжелыми металлами называют
группу цветных металлов с плотностью большей, чем у железа,
включающую
уран, вольфрам, медь, никель, кобальт, свинец,
олово,
цинк, кадмий, висмут, сурьму, ртуть и др.
Наибольшее применение в машиностроении имеют следующие
цветные сплавы:
- алюминиевые сплавы;
- сплавы на основе меди (медные сплавы);
- титановые сплавы
;
- магниевые сплавы.
3.7.1. Алюмипиевые сплавы
Алюминиевые сплавы являются легкими и относительно лег
коплавкими. Они достаточно прочны и пластичны (
в
100 МПа,
=
250 МПа, 8 = 35 % ). Алюминиевые сплавы коррозионно
етойкие в силу того, что на их поверхности образуется
п
лотная
защитная окиспая пленка Аl
2
Оз.
Алюминиевые сплавы разделяют на две основные группы: ли
тейные и деформируемые.
К литейным алюминиевым с
п
лавам относят сплавы алюми
ния и кремния. Они называются силуминами (от Si и Al). Обыч
но силумин содержит 12-13 % Si и является эвтектическим спла
вом, т. е. сплавом с наименьшей температурой плавления. В этом
причина легкоплавкости и хороших литейных свойств силуми
нов
. Маркируются силумины буквами АЛ и
цифрой (1,2,3 ..
. ),
обозначающей порядковый номер сплава по ГОСТ.
Деформируемые алюминиевые сплавы: дуралюмины, алюминие
вые сплавы для ковки и штамповки, высокопрочные алюминиевые
сплавы, деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые тер
мической обработкой.
Д
у
р
а
лю
мин -стареющ
ий (твердеющий, упрочняемый) дефор
мируемый сплав на основе алюминия, содержащий Cu соответ
ственно 3-5
;
2,5 и 1%. Маркируются дуралюмины (дюрали) бук
вой Д и цифрой, обозначающей номер разработанного сплава.
Наиболее широко используются сплавы Д1, Д16, Д18, Д19 и Д20.
Химический состав этих сплавов регламентирует ГОСТ.
Алюминиевые сплавы для поково
к
и
штампово
к должны об
ладать повышенной пластичностью при температурах
деформи
рования (380-450 °С). Эти сплавы по химическому составу близ
ки к дуралюминам, но содержат до 1,5 % никеля. Маркируются
эти сплавы буквами АК (алюминиевый ковочный)
и
порядковым
номером сплава
,
например, АК1, АК4, ... , АК6,
.
.. , АК8.
Высо
к
опро
чные алюминиевые сплавы имеют предел прочности
550-700
МПа, но при меньшей пластичности, чем у дуралюминов.
58
Высокопрочные алюминиевые сплавы, кроме меди (0,8-2,4 %)
и
магния (1,2-2,8 %), содержат цинк (5-7 %). Маркировка:
В (высокопрочный) и последующие цифры - порядковый номер
разработанного сплава (например, В95 или В96).
Все перечисленные выше алюминиевые сплавы подвергаются
закалке (закалке первого рода, использующей переменную ра
створимость примесных элементов в алюминии) и последующе
му
старению (искусственному или естественному). Например,
сплавы
В95 и В96 закаливают с температуры 465-475 °С (охлаж
дение
в воде) и потом подвергают искусственному старению при
135-145 °С в течение 16 часов.
Деформируемые алюминиевые сплавы ne упрочпющиес
термообработкой. К таким сплавам относятся сплавы алю
миния (А) с марганцем (Mn) и алюминия (А) с магнием (Mg).
Э1·и сплавы имеют структуру твердых растворов и не содержат
избыточных (упрочняющих) фаз. Поэтому они термически неуп
рочняемы. Маркируются названные сплавы соответственно бук
вами АМц и АМг. Цифры после букв указывают на содержание
марганца или магния в сплаве. Например, в сплаве АМг2 содер
жится от 1,8 до 2,8 % Mg.
3.7.2. Сплавы на основе меди
Медь - это химический элемент, относящийся к группе тяже
лых металлов. Температура плавления меди 1083 ос
,
прочность
невелика, высокая пластичность, электропроводность и теплопро
водность, красновато-розового цвета. Технически чистая медь при
меняется в основном как электропроводящий материал. Медь
имеет однородную зернистую структуру, характерную наличием
двойников и угловатых границ зерен.
Сплавы меди с другими элементами разделяют на две основные
группы: латупи - сплавы меди, основным легирующим элемен
том которых является цинк,
и бропзы
- сплавы меди с другими
элементами, в числе которых может быть и цинк.
Л
атупь содержит до 50 % цинка. Латунь с содержанием
3-12% Zn имеет специальное название томпак. Простые латуни
маркируются буквой Л, а после этой буквы следует цифра, указы
вающая
содержание в сплаве меди (Л96, Л62 и др.). Микрострук
тура латуней - твердые растворы. Эти латуни упрочняются в про
цессе
холодного деформирования и плохо обрабатываются резани
ем. Прочность составляет
в
= 240+390 МПа, а 8
= 44+52 %.
Специальпые латупи - это группа латуней, в которые для улуч
шения механических
и химических свойств дополнительно вво
дят
олово, кремний, марганец, алюминий и
железо. Специальные
(сложные) латуни маркируются буквой Л (латунь), после которой
следуют буквы, обозначающие легирующий элемент: А - алюми
ний, Ж - железо, К - кремний, М
- марганец, Н - никель,
59
С-свинец, Ц-цинк, Ф-фосфор и т. д. Первые две цифры, следу
ющие за буквами, указывают среднее содержание меди в процен
тах, а остальные цифры - содержание соответствующих легирую
щи
х
элементов. Например, ЛАЖ60-1-1 - латунь с содержанием
меди
,
алюминия, железа соответственно 60; 1 и 1 %, остальное цинк
ипримеси.
Бронза. Первоначально бронзами называли сплавы меди и оло
ва,
а теперь разработаны сплавы меди с другими элементами, кро
ме
цинка, и их тоже называют бронзами. Микроструктура
бронз - твердые растворы.
Оловяпистые бропзы - сплавы меди с оловом. На практике
используют бронзы с содержанием олова до 10-12 %. Сплавы,
боле
е
насыщенные оловом, хрупки и поэтому не обладают необхо
димой конструкционной прочностью.
Алю.мипиевые бропзы - бронзы, содержащие до 90 % Al, об
ладают
повышенными литейными свойствами и и
х применяют
для фасонного литья.
Кр
емпистые бропзы обычно имеют в своем составе 3-4 % Si.
Они более прочны и дешевы, чем оловянистые бронзы. I\рем
нистая бронза обладает высокой устойчивостью против коррозии
в ряде агрессивных сред, в особенности в щелочах.
Бериллиевые бр опзы содержат 2, 0- 2, 5 % Ве и обладают наи
лучшим комплексом свойств из всех известных бронз. Берил
лиевые бронзы упрочняются закалкой и старением. При этом
сопротивление разрыву возрастает до 1300-1 500 МПа, твердость
до НВ 400, а 8 1,5 %.
Свипцовистые бропзы содержат до 30 % РЬ. Микрострукту
ра:
механическая смесь кристаллов (зерен) меди и свинца. Это
обеспечивает хорошие антифрикционные свойства сплава. При
меняют
для изготовления вкладышей подшипников скольжения.
Маркируются бронзы буквами Бр и далее бу
к
вами, обозначаю
щими легирующие элементы (как и в случае с маркировкой ла
туней
и
легированных сталей). Цифры, следующие за буквами,
показывают количество соответствующ
и
х
присадок в процентах
.
Например, оловянистая бронза Бр ОЦ 4-3
,
кремнистая
бронза
Бр
КМЦ 3-1-1, бериллиевая бронза Бр Б2, свинцовистая бронза
Бр С30 и т. д.
3.7.3. Титаповьtе сплавы
Титан - серебристо-белый металл с малой плотностью, высо
кой температурой плавления (1672 °С), прочный и коррозионно
стойкий.
Важнейшими элементами, упрочняющими титан, являются Al,
Si,
Fe, Mn, Mg, Cr, V. Основными фазами в структуре титановых
сплавов являются твердые растворы. Маркируются титановые
60