Мутылина И.Н. Судостроительные материалы

Подождите немного. Документ загружается.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие процессы происходят при химико-термической обработке?

2. Что называется эффективной толщиной диффузионного слоя?

3. Почему для цементации используют низкоуглеродистые стали?

4. Какие различают виды цементации?

5. Какая термообработка применяется для деталей после цементации?

6. Почему азотирование железа и нелегированной стали не приводит к получению высо6

кой твердости?

7. Какая термообработка применяется для деталей до азотирования?

8. В чем отличие нитроцементации от цианирования?

9. С какой целью применяют процессы диффузионной металлизации?

10. В чем заключается отличие диффузионной металлизации от процессов насыщения

поверхностных слоев неметаллами?

Глава 7. КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА СПЛАВОВ

7.1. Принцип классификации судостроительных материалов

Классификация представляет собой систему соподчиненных понятий (классов объектов,

явлений) в какой-либо отрасли знания, составленную на основе учета общих признаков

объектов и закономерных связей между ними. Классификация позволяет ориентироваться в

многообразии объектов и является источником знаний о них.

Для судостроения в целом целесообразным признан потребительский принцип класси6

фикации, основой которой является назначение материалов. По этому принципу все судо6

строительные материалы делятся на 4 класса.

Первый класс составляют основные материалы, из которых создаются корпуса судов,

судовые механизмы, устройства и приборы.

Во второй класс входят технологические материалы, необходимые при выполнении

операций технологических процессов.

Третий класс объединяет вспомогательные материалы, которые применяют для созда6

ния сооружений и приспособлений, используемых при постройке судна.

В четвертый класс включаются эксплуатационные материалы, обеспечивающие нор6

мальную эксплуатацию судна.

Материалы, пригодные для создания несущих конструкций, рассчитываемых на проч6

ность, жесткость и усталость, называют конструкционными. Как правило, в корпусе судна –

это сплавы, некоторые виды древесных материалов, пластмасс и композиций из них, бетоны.

Материалы изоляции корпуса, отделочные, лакокрасочные, мастики и другие материалы

носят обобщающее название неконструкционные.

К основным корпусным материалам относят металлические (сталь, сплавы на основе

алюминия и титана) и неметаллические материалы (органические – древесина; неорганиче6

ские – бетон, цемент; синтетические – пластмассы).

7.2. Классификация и маркировка сплавов на основе железа

Детали машин и приборов, оборудование, различные конструкции и инструмент должны

обладать жесткостью, твердостью и прочностью. Из многочисленных материалов в наи6

большей степени этим требованиям удовлетворяют сплавы на основе железа – чугуны и осо6

бенно стали.

Сталь – это сплав железа с углеродом (до 2,14 % С) и другими элементами. Чугун – это

сплав железа с углеродом (от 2,14 до 6,67 % С) и другими элементами.

В сталях и чугунах присутствуют примеси, к числу их относятся кремний и марганец

(«нормальные»), сера и фосфор (вредные), содержание которых указано в табл 1.

Таблица 1

Постоянные примеси в углеродистых сталях и чугунах (%)

Сплав Кремний Марганец Сера Фосфор

Сталь до 0,4 до 1,0

≤ 0,06 ≤ 0,06

Чугун до 4,5 до 1,5 0,08 до 1,8

Основы классификации сталей и их маркировка

Стали классифицируются по назначению (конструкционные, инструментальны и с осо6

быми свойствами), химическому составу, качеству, степени раскисления, структуре и проч6

ности.

Классификация конструкционных сталей

По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. Углеро6

дистая сталь наряду с железом и углеродом содержит постоянные примеси (табл.1). В состав

легированной стали, кроме постоянных примесей, входят легирующие элементы, придающие

ей особые свойства.

По концентрации углерода стали подразделяют на низкоуглеродистые (до 0,3 % С),

среднеуглеродистые (0,3-0,7 % С) и высокоуглеродистые (свыше 0,7 %).

Легированные стали по степени легированности подразделяют на низколегированные (3-

4 % легирующих элементов), среднелегированные (4-10 % легирующих элементов) и высоко

легированные (10-15 %, а иногда 30-35 % легирующих элементов).

По качеству конструкционные стали классифицируют на стали обыкновенного каче

ства, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Определяющими

показателями качества сталей являются нормы содержания в них вредных примесей – серы и

фосфора. Стали обыкновенного качества содержат до 0,050 % S и 0,040 % P, качественные –

не более 0,040 % S и 0,035 % P, высококачественные – не более 0,025 % S и 0,025 % P, особо

высококачественные – не более 0,015 % S и 0,025 % Р.

По степени раскисления и характеру затвердевания стали классифицируют на спокой

ные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп). Различают эти стали по содержанию кремния. В

спокойных сталях содержание кремния 0,15-0,35 %, в полуспокойных – 0,05-0,15 %, в кипя6

щих – не более 0,05 %.

По назначению конструкционные легированные стали подразделяются на строитель

ные и машиностроительные. Строительные стали применяются для строительства мостов и

арочных сооружений. К машиностроительным сталям относятся рессорно-пружинные, це

ментуемые, улучшаемые, азотируемые, шарикоподшипниковые.

Маркировка конструкционных сталей

Углеродистые конструкционные стали бывают обыкновенного качества и качествен

ные.

Стали обыкновенного качества выпускают в виде проката (балки, листы, трубы, уголки

и т.п.), а также поковок и штамповок. Углеродистую конструкционную сталь обыкновенного

качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1, Ст2 … Ст6.

Буквы ««Ст» обозначают «Сталь», цифры – условный номер марки в зависимости от хи6

мического состава. Степень раскисления указывается в конце марки стали добавлением ин6

дексов: в спокойных сталях – «сп», кипящих – «кп», полуспокойной – «пс». Спокойными и

полуспокойными производят стали Ст1-Ст6, кипящими – Ст1-Ст4. Сталь Ст0 по степени

раскисления не разделяют.

Химический состав стали должен соответствовать нормам, указанным в ГОСТе. Массо6

вая доля серы в сталях всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,050 %, фосфора – не

более 0,040 %; в стали марки Ст0 серы не более 0,060 %, фосфора не более 0,070 %.

Конструкционные углеродистые качественные стали характеризуются более низким,

чем у сталей обыкновенного качества, содержанием вредных примесей и неметаллических

включений. Они поставляются в виде проката, поковок и других полуфабрикатов.

Маркируются стали числами 05, 08, 10, 15…85, обозначающими среднее содержание уг6

лерода в сотых долях процента. Спокойные стали (сп) маркируются без индекса, полуспо6

койные и кипящие с индексами соответственно «пс» и «кп».

Легированные конструкционные стали бывают качественными, высококачественными

и особо высококачественными.

Марки легированных сталей состоят из сочетания букв и цифр, обозначающих их хими6

ческий состав. Две цифры в начале марки показывают содержание углерода в сотых долях

процента; буквами обозначают легирующие элементы, а цифрами справа от буквы их сред6

нее содержание (например, сталь 30Х13 содержит 0,30 % углерода и 13 % хрома). Если циф6

ра после буквы отсутствует, то содержание легирующего элемента не превышает 1,5 %

(например, сталь 12ХН3А содержит 0,12 % углерода, хрома менее 1,5 % и никеля 3 %). Буква

«А» в конце марки обозначает, что сталь высококачественная. Например, сталь 38Х2МЮА.

Буква «Ш» в конце марки обозначает, что сталь особо высококачественная. Например, сталь

10ГНБШ.

Условные обозначения легирующих элементов:

А – азот, К – кобальт, Т – титан, Б – ниобий, М – молибден, Ф – ванадий, В – вольфрам,

Н – никель, Х – хром, Г – марганец, П – фосфор, Ц – цирконий, Д – медь, Р – бор, Ч – редко6

земельный элемент, Е – селен, С – кремний, Ю – алюминий.

Классификация инструментальных сталей

По химическому составу инструментальные стали бывают углеродистыми и легирован

ными. По качеству – качественные и высококачественные. По назначению инструменталь6

ные стали классифицируют следующим образом: стали для измерительного инструмента,

стали для режущего инструмента, быстрорежущие и штамповые стали.

Маркировка инструментальных сталей

Инструментальные углеродистые качественные стали маркируют буквой «У», что

означает углеродистая, за буквой следуют цифры, показывающие среднее содержание угле6

рода в десятых долях процента, например У7 (0,7 % C), У13 (1,3 % C).

Инструментальные углеродистые высококачественные стали маркируют также, но в

конце марки ставится буква «А», указывающая на то, что сталь высококачественная (У11А).

Стали марок У7-У9, У7А-У9А применяют для изготовления ударного инструмента. Стали

марок У10-У13, У10А-У13А – для изготовления режущего инструмента.

Легированные инструментальные стали маркируют цифрой, показывающей среднее со6

держание углерода в десятых долях процента, если его содержание менее 1 %. Если содержа6

ние углерода более 1 %, то цифра отсутствует. Буквы означают легирующие элементы, а сле6

дующие за ними цифры – содержание соответствующего легирующего элемента в процен6

тах. Легированные инструментальные стали выпускают только высококачественными, буква

«А» в конце марки отсутствует. Например, стали ХВГ, 9ХС, ХВ5.

Стали с особыми свойствами (спецстали)

Буквенные обозначения, используемые при маркировке спецсталей:

А – автоматная сталь, буква «А» ставится в начале марки. Например, А20 – сталь

конструкционная, автоматная, содержит 0,20 % углерода.

Л – литейная сталь, буква «Л» ставится в конце марки. Например, 25Л – сталь конструк6

ционная, углеродистая, качественная, содержит 0,25 % углерода.

Ш – шарикоподшипниковая сталь, буква «Ш» ставится в начале марки, цифра указывает

содержание хрома в десятых долях процента. Например, ШХ15 – сталь шарикоподшипнико6

вая, содержит 1,5 % хрома и около 1 % углерода.

Р – быстрорежущая сталь, буква «Р» (от английского слова «Rapid» – быстрый) ставит6

ся в начале марки, цифра после буквы указывает содержание вольфрама. Например, Р18 –

сталь инструментальная, быстрорежущая, содержит 18 % вольфрама и около 1 % углерода.

Э – электротехническая, или магнитомягкая сталь, первая цифра показывает содержание

кремния, а вторая цифра – условное обозначение электротехнических свойств. Например,

Э21 – сталь электротехническая, содержит 2 % кремния и около 0,1 % углерода.

Е – магнитотвердая сталь для постоянных магнитов. Например, ЕХ3 – магнитотвердая

сталь, содержит 3 % хрома и около 1 % углерода.

Основы классификации чугунов и их маркировка

По химическому составу чугуны отличаются от сталей более высоким содержанием уг6

лерода (обычно 3-4,5 %) и постоянных примесей.

Чугун обладает более низкими механическими свойствами, чем сталь. Однако его хоро6

шие технологические свойства (литейные, обрабатываемость резанием, износостойкость, ан6

тифрикционные свойства и т.д.) делают чугун пригодным для изготовления различных дета6

лей машин.

По назначению и химическому составу чугуны делят на передельные, предназначенные

для переработки в сталь, литейные, служащие для производства фасонного литья, и специ

альные с увеличенным содержанием кремния или марганца.

В зависимости от состояния углерода чугуны делятся на белые (весь углерод находится

в связанном состоянии в виде цементита), графитизированные (весь углерод находится в

свободном состоянии в виде графита) и половинчатые чугуны (часть углерода находится в

виде цементита, часть – в виде графита).

Белые чугуны

По структуре белые чугуны делятся на доэвтектические, эвтектические и заэвтекти

ческие. Белые чугуны очень хрупкие и твердые, плохо поддаются обработке режущим

инструментом. Поэтому такие чугуны в машиностроении используются редко (дробильные

шары, звездочки для очистки литья). Они обычно идут на переделку в сталь и для получения

ковкого чугуна.

Графитизированные чугуны

По форме графита чугуны подразделяют на серые, ковкие и высокопрочные. В этих чу6

гунах встречаются три формы графитных включений: пластинчатая (ПГ), шаровидная (ШГ)

и компактная (хлопьевидная – ХГ).

Структура чугунов представляет собой металлическую основу, пронизанную графитны6

ми включениями. Структура металлической основы может быть ферритной (Ф), перлитной

(П) или феррито-перлитной (Ф+П). От структуры металлической основы зависят такие

свойства, как предел прочности при сжатии, твердость, износостойкость.

Графит обеспечивает пониженную твердость, хорошую обрабатываемость резанием и

высокие антифрикционные свойства. Вместе с тем включения графита снижают прочность и

пластичность.

Чугуны маркируются буквами и цифрами. Буквы обозначают вид чугуна, цифры – меха6

нические свойства: СЧ – серый чугун, КЧ – ковкий чугун, ВЧ – высокопрочный чугун.

Серые чугуны имеют пластинчатую форму графита. Такая форма графитных включений

уменьшает сопротивление отрыву, временное сопротивление и особенно сильно пластич6

ность чугуна. Относительное удлинение при растяжении серого чугуна независимо от

свойств металлической основы практически равно нулю (<0,5 %). Графитные включения

мало влияют на снижение временного сопротивления при сжатии и твердости, величина ко6

торых определяется главным образом структурой металлической основы чугуна. Поэтому се6

рый чугун рекомендуется использовать преимущественно для изделий, работающих на сжа6

тие. Из серых чугунов изготовляют блоки цилиндров, картеры, маховики, станины станков и

другие изделия.

Маркируют серые чугуны по временному сопротивлению разрыву при растяжении (σ

Например, СЧ15: СЧ – серый чугун, временное сопротивление разрыву при растяжении σ

=150 МПа (15 кгс/мм

Высокопрочные чугуны имеют шаровидную форму графита. Такая форма графита не на6

рушает сплошности металлической основы, и это способствует повышению прочности и

пластичности. Высокопрочные чугуны получают модифицированием серого чугуна: в жид6

кий чугун вводят магний или церий и ферросилиций.

Высокопрочный чугун – хороший заменитель литой конструкционной стали. Применя6

ется для изготовления прокатных валков массой до 2 т, кузнечно-прессового оборудования,

коленчатых и разделительных валов, поршней, гильз, цилиндров автомобильных двигателей

и других деталей, работающих при высоких циклических нагрузках и в условиях изнашива6

ния.

Маркируют высокопрочные чугуны по временному сопротивлению разрыву при растя6

жении. Например, ВЧ50: ВЧ – высокопрочный чугун, временное сопротивление разрыву при

растяжении σ

=500 МПа (50 кгс/мм

Ковкие чугуны имеют компактную (хлопьевидную) форму графита. Такая форма графита

способствует повышению пластических свойств, чугун лучше переносит удары, обладает до6

статочной вязкостью. Ковкие чугуны получают специальным графитизирующим отжигом

(томлением) белых доэвтектических чугунов, содержащих от 2,2 до 3,2 % С.

Недостатком ковких чугунов является повышенная стоимость из-за продолжительного

дорогостоящего отжига.

Из ковких чугунов изготовляют картеры редукторов, рулевых механизмов, педали и

другие детали в автомобильном и текстильном машиностроении, судо-, котло-, вагоно- и ди6

зелестроении.

Маркируют ковкие чугуны по временному сопротивлению разрыву при растяжении и

относительному удлинению (характеристика пластичности). Например, КЧ35-10: КЧ – ков6

кий чугун, временное сопротивление разрыву при растяжении σ

=350 МПа (35 кгс/мм

), от6

носительное удлинение δ=10 %.

Антифрикционные чугуны работают в узлах трения со смазкой. В обозначении марки:

АЧ – антифрикционный чугун, С – серый, В – высокопрочный, К – ковкий. Цифра указывает

на порядковый номер марки. Применяемые марки: АЧС-1, АЧС-4, АЧВ-1, АЧК-1, АЧС-2,

АЧС-5, АЧВ-2, АЧК-2, АЧС-3, АЧВ-6.

Легированные чугуны используют для получения отливок с повышенной жаропрочно6

стью, коррозионной стойкостью, износостойкостью или жаропрочностью.

В обозначении марок легированного чугуна буквы означают: Ч – чугун; Х – хром, С –

кремний, Г – марганец, Н – никель, Д – медь, М – молибден, Т – титан, П – фосфор, Ю – алю6

миний; буква Ш указывает, что графит в чугуне имеет шаровидную форму.

Цифры, стоящие после буквы, означают примерную массовую долю основных легирую6

щих элементов.

Например, ЧХ9Н5 – износостойкий чугун, содержит 9 % хрома, 5 % никеля, остальное

железо, углерод и примеси. ЧН20Д2Ш – жаропрочный чугун, содержит 20 % никеля, 2 %

меди, остальное железо, углерод и примеси; шаровидная форма графита.

7.3. Классификация и маркировка цветных металлов и сплавов

Цветные металлы – промышленное название всех металлов (табл. 2), за исключением

железа.

По физическим и химическим свойствам и характеру залегания в земной коре цветные

металлы, называемые также не железными, подразделяют на следующие группы:

легкие (алюминий, магний, титан, литий, бериллий и др.);

тяжелые (медь, никель, кобальт, свинец, олово цинк и др.);

тугоплавкие (вольфрам, молибден, ниобий, хром, цирконий и др.);

благородные, или драгоценные (серебро, золото и металлы платиновой группы – плати6

на, палладий, иридий, родий, осмий, рутений);

рассеянные (галлий, индий, таллий);

редкоземельные (скандий, иттрий, лантан и все лантаноиды);

радиоактивные (технеций, радий, полоний, актиний, торий, уран и все трансурановые

элементы).

Таблица 2

Основные характеристики некоторых цветных металлов

Металл (содержа6

ние в земной коре,

% по массе)

ρ,

г/см

пл

, °С

НВ, МПа Цвет

Алюминий (8,8) 2,7 660 200-370 серебристо-белый

Ванадий (1,5

-2

) 6,1 1900 630 серо-стальной

Вольфрам (1

-4

) 19,3 3387 1600 светло-серый

Золото (5

-7

) 19,3 1064 250 желтый

Магний (2,1) 1,7 650 250 серебристо-белый

Медь (1

-2

) 8,9 1083 350 красновато-розовый

Никель (8

-3

) 8,9 1453 600 блестящий, ярко-белый

Олово (4

-3

) 7,3 232 50-100 серебристо-белый со светло-желтым

оттенком

Платина (5

-7

) 21,4 1769 300 серебристо-белый с серым отливом

Серебро (1

-5

) 10,5 961 250 белый цвет с красивым блеском

Свинец (1,6

-3

) 11,3 327 40-60 синевато-серый оттенок

Титан (0,6) 4,5

1668±3

1300-2070 серебристый с голубоватым отливом

Цинк (2

-2

) 7,1 419 300-420 голубовато-белый

Для повышения эксплуатационных характеристик технически чистые металлы легиру6

ют. Наиболее широкое промышленное применение в настоящее время находят алюминиевые

сплавы, сплавы на основе меди и титановые сплавы.

Цветные сплавы обозначаются буквами русского алфавита и цифрами. Буквами обозна6

чают тип сплава, цифрами – порядковый номер сплава:

Обозначение Наименование

АЛ

АМц

АМг

АК

Бр

ВТ, ОТ, АТ

МА, МЛ

Алюминиевый литейный сплав

Алюминиевый сплав системы Al-Mn

Магналий

Алюминиевый ковочный сплав

Баббит

Бронза

Высокопрочный алюминиевый сплав

Титановые сплавы

Дюралюминий

Латунь

Магниевый деформируемый или литейный сплав

Цинковый сплав

При маркировке цветных сплавов используют следующие обозначения легирующих эле6

ментов:

А –

Б –

Ж –

К –

Кд –

М –

Мг –

Мц –

Мш –

Алюминий

Бериллий

Железо

Кремний

Кадмий

Медь

Магний

Марганец

Мышьяк

Н –

О –

С –

Ср –

Су –

Ф –

Х –

Ц –

Цр –

Никель

Олово

Свинец

Серебро

Сурьма

Фосфор

Хром

Цинк

Цирконий

Маркировка алюминия и алюминиевых сплавов. Технический Al выпускают в чушках

массой от 5 до 1000 кг. Его марки отличаются степенью чистоты (табл. 3).

Таблица 3

Марки технического алюминия

Группа алюминия Марка Содержание

примесей, %

Особой чистоты А999 Не более 0,001

Высокой чистоты А995, А99, А97, А95 0,005-0,05

Технической чистоты А85, А8, А7, А5, А5Е, А0, АД0, АД1 0,15-1

Алюминиевые сплавы подразделяют на две основные группы: литейные и деформируе

мые.

В маркировке литейных алюминиевых сплавов обозначаются компоненты (А – алю6

миний, К – кремний, Мц – марганец, Мг – магний) или назначение (Л – литейные). Цифра

указывает на процентное содержание легирующих элементов (например, для сплавов

АК7М2, АК7Ц9, АЦ4Мг) или порядковый номер сплава (для сплавов типа АЛ: АЛ2, АЛ5,

АЛ13).

В маркировке деформируемых алюминиевых сплавов обозначаются компоненты (А –

алюминий, Мц – марганец, Мг – магний), назначение (Д – деформируемые, К – ковочные)

или свойства (В – высокопрочные, М – мягкие отожженные, П – полунагартованные, Н – на6

гартованные, А – повышенного качества). Цифра – порядковый номер сплава. Марки: АМг3,

АМг61Н, АМц, АК8, Д16, В95.

Маркировка меди и медных сплавов. В зависимости от содержания примесей различают

следующие марки меди: М00 (99,99% Cu), М0 (99,97% Cu), М1 (99,9% Cu), М2 (99,7% Cu),

М3 (99,5% Cu).

К медным сплавам относят бронзы и латуни. Латуни – двойные или многокомпонент6

ные медные сплавы, в которых цинк является основным легирующим элементом.

Двойные латуни маркируются буквой Л и цифрой, показывающей процентное содержа6

ние меди. Марки: Л96, Л90, Л70, Л60 и др.

В маркировке деформируемых легированных латуней вслед за буквой Л в порядке убы6

вания следуют буквенные обозначения основных легирующих элементов и цифры, указыва6

ющие среднее процентное содержание меди (первая) и этих элементов (последующие). Мар6

ки: ЛО70-1, ЛЖМц59-1-1, ЛК80-3, ЛАЖ60-1-1 и др.

В маркировке литейных легированных латуней после буквы Л ставится буква Ц и цифра,

указывающая среднее процентное содержание цинка, далее следуют буквенные обозначения

легирующих элементов и после каждой буквы указывается среднее процентное содержание

элемента. Марки: ЛЦ40С, ЛЦ16К4, ЛЦ30А3 и др.

Бронзами называют сплавы меди с оловом (оловянные бронзы), алюминием, кремнием,

бериллием, свинцом (безоловянные бронзы).

Кроме основных указанных элементов бронзы дополнительно легируют фосфором, цин6

ком, марганцем, железом, никелем, титаном.

В маркировке бронз на первом месте стоят буквы Бр – бронза. Далее в порядке убывания

следуют буквенные обозначения основных легирующих элементов и цифры, указывающие

их среднее процентное содержание.

В деформируемых бронзах сначала следует перечисление легирующих элементов, а за6

тем указывается их процентное содержание. Марки: БрОФ7-0,2, БрКМц3-1 и др. В литейных

бронзах процентное содержание элемента указывается после каждой буквы. Марки:

БрА10Ж4Н4, Бр05Ц5С5, Бр010Ф1.

Маркировка магния и магниевых сплавов. Магний выпускается марок Мг96 (магния не

менее 99,96%), Мг95 (магния не менее 99,95%) и Мг90 (магния не менее 99,9%) в виде чу6

шек массой до 8 кг.

Магниевые литейные сплавы предназначены для изготовления фасонных отливок. В за6

висимости от химического состава выпускаются марки МЛ3, МЛ4, МЛ6, МЛ8, МЛ9, МЛ10,

и др. (МЛ – магниевый литейный сплав, цифра – порядковый номер сплава).

Магниевые деформируемые сплавы предназначены для изготовления листов, плит, прут6

ков, профилей, труб, полос, проволоки, штамповок и поковок методом горячей деформации,

а также слитков и слябов. В зависимости от химического состава выпускаются марки МА1,

МА2, МА2-1, МА5, МА8, МА11, МА14 и др. (МА – деформируемый магниевый сплав, циф6

ра – порядковый номер сплава).

Маркировка титана и титановых сплавов. Технический титан выпускается марок ВТ1-

00 (титана 99,53%), ВТ1-0 (титана 99,48%) и ВТ1-1 (титана 99,44%). Чем меньше примесей,

тем ниже прочность, но выше пластичность.

Сплавы на основе титана по назначению подразделяются на литейные (ВТ1Л, ВТ3-1Л и

др.) и деформируемые (ВТ5, АТ3, ОТ4-1 и др.). Буквы в маркировке указывают на разработ6

чика сплава (В – ВИАМ, А – Академия наук, О – опытная партия и т.д.), цифры – поряд6

ковый номер разработки или внедрения сплава.

Маркировка сплавов на основе свинца, олова, цинка

К сплавам на оловянной и свинцовой основе относят баббиты – подшипниковые сплавы

марок Б88, Б83, Б16, БН, БС6 и др. Основа баббитов Б88 и Б83 – олово, остальных – свинец.

Основные легирующие элементы баббитов: сурьма и медь.

Баббиты обозначают буквой Б, справа от которой ставится цифра, показывающая про6

цент олова (Б88, Б83, Б16, Б6) или буква, характеризующая специальный элемент, входящий

в сплав (БН, БТ, БКА), т.е. обозначение носит условный характер, не показывая полностью

состав сплава.

Цинковые сплавы в зависимости от химического состава выпускаются марок ЦАМ9-1,5Л

ЦАМ9-1, ЦАМ10-5Л и др. Цифры в маркировке указывают среднее процентное содержание

алюминия (первая) и меди (вторая).

Вопросы для самоконтроля

1. На какие классы в соответствии с потребительским принципом классификации делят

судостроительные материалы?

2. По каким основным признакам классифицируют стали?

3. Как производится маркировка конструкционных сталей?

4. Как производится маркировка инструментальных сталей?

5. Как производится маркировка сталей с особыми свойствами?

6. Как условно обозначаются легирующие элементы в легированных сталях?

7. По каким основным признакам классифицируют чугуны?

8. По какому принципу производится маркировка графитизированных чугунов?

9. На какие группы подразделяют цветные металлы?

10. Как условно обозначаются легирующие элементы в сплавах цветных металлов?

11. Как производится маркировка алюминиевых сплавов?

12. Как производится маркировка сплавов на основе меди?

13. Как производится маркировка сплавов на основе титана?

14. Как производится маркировка магниевых сплавов?

15. Как производится маркировка баббитов?

16. Как производится маркировка припоев?

Глава 8. СУДОСТРОИТЕЛЬНАЯ КОРПУСНАЯ СТАЛЬ

Общепринятым в мировой практике судостроения и судоремонта является принцип: в

качестве корпусной стали может применяться углеродистая или низколегированная сталь

(листы, профили и т. п.), имеющая сертификаты Регистра Российской Федерации или иного

классификационного общества. Требования к судостроительной стали изложены в Правилах

классификации и постройки морских судов Регистра Российской Федерации (ч. XIII. Мате6

риалы), а также в ГОСТ 5521-86 «Прокат стальной для судостроения».

Основным международным нормативом, в котором приведены требования к химическо6

му составу и механическим свойствам судостроительной стали нормальной и повышенной

прочности (минимальные требования) являются унифицированные нормы Международной

Ассоциации классификационных обществ (МАКО), принятые в 1971 г. Практически с 1973 г.

ведущие классификационные общества включили в свои Правила идентичные требования к

корпусной стали.

Правилами Регистра Российской Федерации и других классификационных обществ (чле6

нов МАКО) для изготовления корпусных конструкций морских судов предусматривается ис6

пользование судостроительной стали нормальной прочности категорий А, В, D, Е (предел те6

кучести 235 МПа), стали повышенной прочности категорий А32, D32, Е32 (предел текучести

315 МПа), А36 D36, Е36 (предел текучести 355 МПа), А40, D40, Е40 (предел текучести 390

МПа), а также стали высокой прочности.

Для сталей повышенной прочности согласно правилам Регистра Российской Федерации

и зарубежных классификационных обществ (включая марки низколегированных сталей по

ГОСТ 5521-86) цифры, следующие за буквенными обозначениями, означают минимальный

предел текучести в кгс/мм

Аналогичный принцип обозначения марок углеродистых сталей принят стандартами

многих стран, например, согласно немецкому стандарту цифры, следующие за обозначением

стали St, означают временное сопротивление. Например, сталь нормальной прочности St 37-

3 (σ

=37 кгс/мм

или 360 МПа), сталь повышенной прочности St 52-3 (52 кгс/мм

В Великобритании судостроительная сталь, поставляемая по Британскому стандарту

BS4360, имеет обозначение, включающее номер стандарта, категорию стали и значение вре6

менного сопротивления, например BS4360-43A, где А – категория стали, 43 – временное со6

противление (43 кгс/мм

Для корпусной стали нормальной и повышенной прочности, поставляемой в разных

странах для судостроения и судоремонта, обозначения категорий стали идентичны принятым

в Правилах Регистра.

Выплавка корпусной стали осуществляется в кислородных конвертерах с продувкой чи6

стого кислорода сверху, мартеновских или электрических печах или иным методом, допу6

щенным Регистром Российской Федерации. Способы раскисления и термическая обработка

влияют на такие качества корпусной стали, как свариваемость, пластичность и сопротивляе6

мость хрупкому разрушению.

По степени раскисления сталь подразделяют на кипящую, полуспокойную и спокойную

сталь. По нормам МАКО массовая доля кремния для полуспокойных и спокойных сталей со6

ставляет 0,1-0,35 %. Для сталей повышенной прочности верхний предел содержания кремния

равен 0,5 %.

Основное влияние кремния, особенно небольших добавок, заключается в его действии

как сильного раскислителя стали. С увеличением массовой доли кремния повышается предел

текучести стали, несколько в меньшей степени – временное сопротивление, снижается пла6

стичность (относительное удлинение, холодный загиб).

Спокойную сталь получают путем полного раскисления металла необходимым количе6

ством алюминия, ферромарганца, ферросилиция. Спокойную сталь широко применяют в су6