Стали для режущего инструмента

Инструментальная сталь должна обладать высокой твердостью, износостойкостью, достаточной прочностью и вязкостью (для инструментов ударного действия).

Режущие кромки могут нагреваться до температуры 500…900^oС, поэтому важным свойством является теплостойкость, т. е., cпособность сохранять высокую твердость и режущую способность при продолжительном нагреве (красностойкость).

32. Сплавы цветных металлов: алюминий. Маркировка, назначение.

Как правило, маркировка алюминиевых сплавов представлена российскими стандартными обозначениями и международной товарной аббревиатурой стандарта ISO, выражающейся в номерах серий. Обычно используемые сокращения включают в себя буквы, обозначающие категорию сплава и легирующие элементы с количественным составом в процентах. Кроме того, маркировка может указывать на классификацию легированного сплава в соответствии с производством и применением.

Так, дюралюминий обозначается буквой «Д» с последующим указанием процентной чистоты сплава в процентах. Металл под маркировкой Д1 – это обыкновенный дюраль для широкого использования, алюминий Д16 и Д6 отличается более высоким содержанием меди и магния соответственно. Для поковки и штамповки используют стандартный дюралюминий, обозначаемый АК1, и аналогичные алюминиевые сплавы, маркируемые аббревиатурой АК5, АК6 и АК8. Дюралюминиевые сплавы повышенной прочности маркируют буквой «В», например, В95, В96, В93 и активно используют в самолётостроении. В этих металлах преобладают цинковые включения (до 7% от общего объёма), что обеспечивает необходимый запас твёрдости внутренней структуры и поверхности.

Литейные сплавы имеют маркировку «АЛ» с последующей цифрой, обозначающей номер марки в ГОСТе. АЛ2 – это нормальные силумины, АЛ4 и АЛ9 – это литейные сплавы с минимальным количеством кремния и повышенным содержанием магния и марганца. Аббревиатурами АЛ3, АЛ5, АЛ6 обозначаются алюминиевые сплавы, легированные медью, которые характеризуются слабыми литейными свойствами, но одновременно выгодно отличаются отличной способностью к любой механической обработке. Маркировкой АЛ11 обозначают литейный сплав с цинковой присадкой, который используют при отливке деталей сложной конфигурации. Литейный алюминиевый сплав АЛ7 применяется для изготовления небольших деталей путём литья, которые впоследствии подвергаются активной механической обработке. Сплав АЛ12 имеет ярко выраженную склонность к точному фасонному литью, однако механическая обработка деталей из этого металла нецелесообразна. Обозначением АЛ8 маркируют заготовки из алюминиевого сплава, созданного на основе химической пары AL-Mg, так называемого магналия, отличающегося высокой прочностью, плотностью и химической пассивностью.

Антифрикционные сплавы на основе алюминия и меди обозначаются буквой «А» с последующим указанием дополнительных легирующих элементов и процентного состава меди через дефис, например АН-2,0 означает, что данный антифрикционный сплав содержит никель и 2% меди. Из него изготавливают профильные алюминиевые трубы и другой металлопрокат, а также конструкции промышленного назначения.

В зависимости от производителя алюминиевые сплавы могут маркироваться по аналогии с нержавеющим прокатом с указанием сокращений названий легирующих элементов. Например, маркировка АК6М1 указывает, что данный металл включает в себя 6% кремния и 1% меди. В этом случае таблица обозначения металлов в российской маркировке полностью соответствуют общепринятым стандартам – «Ц» - цинк, «Т» - титан, «Н» - никель, «К» - кремний и т.д. Технический деформируемый алюминий без примесей маркируется двумя буквами «АД» с указанием степени очистки, выражаемой в двух маленьких буквах («оч» - очень чистый и т.д.). В аббревиатуру технического алюминия могут включаться обозначения легирующих элементов. Цифры после маркировки АД также обозначают процентную чистоту сплава в процентах. Например марка АД31 соответствует алюминию с чистой 31%.

Для сплавов прошедших термическую обработку используют следующие буквенно-цифровое обозначение после основной маркировки:

• П - полуфабрикат (сплавы для холодной штамповки из проволоки);
• Р - рафинированный (содержание натрия < 0.0015%);
• М - мягкий отожженный;
• Н - нагартованный;
• Н1 - нагартованный на одну четверть;
• Н2 - нагартованный на одну вторую;
• Н3 - нагартованный на три четверти;
• Т - закаленный и естественно состаренный;
• Т1 - закаленный и искусственно состаренный на максимальную прочность;
• Т2, Т3 - режимы искусственного старения, обеспечивающие перестаривание материала (режимы смягчающего искусственного старения);
• Т5 - закалка полуфабрикатов с температуры окончания горячей обработки давлением и последующее искусственное старение на максимальную прочность;
• T7 - закалка, усиленная правка растяжением (1,5-3 %) и искусственное старение на максимальную прочность.

Буква «Ш» указывает на алюминиевые сплавы для пищевой промышленности, а «АВ» - на авиали, группа авиационных сплавов системы алюминий-магний-кремний.

Старая маркировка предусматривает цифровое четырехзначное обозначение. Первая цифра указывает на основу сплава. Алюминий и материалы на его основе маркируются цифрой 1. Вторая цифра обозначает основные легирующие элементы. Различным маркам алюминия соответствует цифра 0, добавкам из меди и магния – цифра 1, только меди – цифра 2, примесям магния и кремния – цифра 3, литию и малорастворимым компонентам – цифра 4, магнию (магналии) – цифра 5, элементам цинк и магний (+медь) – цифра 9. Последние две цифры обозначают порядковый номер алюминиевого сплава. Дополнительная информация последней цифры – четная для литейных сплавов, а нечетная для деформируемых.

Американская маркировка заключается в указании серий, которые подразделяются в соответствии с химическим составом алюминиевого сплава – 2ХХ – медноалюминиевый сплав, 3ХХ – магниевые и медные авиали, 4ХХ – силумины и т.д.

Маркировку алюминиевых сушек осуществляют с помощью различных красок и геометрических фигур, символизирующих тот или иной сплав.

Некоторые алюминиевые сплавы по прочности и износостойкости вполне сопоставимы с аналогичными характеристиками высоколегированной нержавеющей стали. А природные антикоррозийные свойства и низкий удельный вес являются серьёзными конкурентными преимуществами литейных и деформированных алюминиевых сплавов. Наличие внушительной номенклатуры этой группы металлов, некоторые позиции которой были перечислены выше, позволяет подбирать оптимальный материал для решения конкретных задач.

33. Сплавы цветных металлов: медь, титан. Маркировка, назначение.

Маркировка титана в российской трактовке в большинстве случаев представляет собой букву «Т», указывающую на основной элемент и буквенные символы, идентифицирующие производителя. Так группа титановых сплавов, изготовленных на базе Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ) обозначаются аббревиатурой «ВТ». Сокращение «ОТ» расшифровывается как «опытный титан» и указывает на совместную разработку сплава предприятиями ВИАМ и Свердловским заводом ВСМПО. Маркировка «ПТ» ставится на титановых листах, выпущенных заводом «Прометей», расположенным в Санкт-Петербурге.

Кроме того в маркировке титанового сплава возможны следующие сокращения: буква «Л», указывающая на принадлежность металла к литейной группе, «И» - материал специального назначения, «В» - преобладание ванадия в качестве легирующего элемента. Технический титан может маркироваться одной буквой «Т» с последующим указанием чистоты сплава в цифрах, причём меньше по величине число указывает на более очищенный сплав. Например, один из самых качественных титанов считается титан ВТ1-00, количество примесей в котором не превышает 0,1%, а чистого титана содержится 99,9%.

К сожалению, в иных случаях цифры в маркировке титановых сплавов не отражают количественных пропорций легирующих элементов или чистоты состава, как это принято в большинстве случаев идентификации сложнолегированных цветных металлов. Поэтому существуют специальные таблицы, указывающие на содержание того или иного элемента в титановом сплаве определённой маркировки.

Среди наиболее популярных титановых сплавов, стоит отметить следующие металлы с соответствующей маркировкой:

• ВТ5 и ВТ5-1 – свариваемый сплав с содержанием алюминия 4%-6%;
• ОТ4, ОТ4-0 и ОТ4-1 – алюминиево-магниевый титановый сплав, отличающийся отличной свариваемостью;
• ВТ18, ВТ20 – жаростойкие сплавы с повышенным содержанием алюминия до 8%;
• ВТ22 – безалюминиевый титановый сплав, легированный ванадием (около5%) и молибденом (около 5%);
• ВТ8, ВТ9 – термостойкие алюминиевые титановые сплавы с содержанием алюминия в промежутке от 4,5% до 7%;
• ВТ6, ВТ6С – алюминиевые сплавы с включением ванадия (3,5%-6%);
• ВТ15 – один из самых прогрессивных титановых сплавов, в состав которого входит хром (около10%), молибден (7%-8%) и алюминий (около3,5%).

Получение меди и ее сплавов. В настоящее время медь получают из сульфидных руд, содержащих медный колчедан (CuFeS₂). Обогащенный концентрат медных руд (содержащий 11 — 35% Cu), сначала обжигают для снижения содержания серы, а затем плавят на медный штейн. Цель плавки на штейн — отделение сернистых соединений меди и железа от рудных примесей. Штейны содержат до 16—60% Cu. Медные штейны переплавляют в медеплавильном конвертере с продувкой воздухом и получают черновую медь, содержащую 1—2% примесей железа, цинка, никеля, мышьяка и др. Черновую медь рафинируют для удаления примесей. Содержание меди после рафинирования возрастает до 99,5—99,99% (медь первичная—технически чистая). Чистая медь имеет 11 марок (М00б, М0б, М1б, М1у, М1, М1р, М1ф, М2р, М3р, М2 и МЗ). Суммарное количество примесей в лучшей марке М00б —0,01%. а в марке МЗ — 0.5%.

Механические свойства чистой отожженной меди: σ_в = 220—240 МПа, НВ 40—50, δ = 45-50%. Чистую медь применяют для электротехнических целей и поставляют в виде полуфабрикатов — проволоки, прутков, лент, листов, полос и труб. Из-за малой механической прочности чистую медь не используют как конструкционный материал, а применяют ее сплавы с цинком, оловом, алюминием, кремнием, марганцем, свинцом. Легирование меди обеспечивает повышение ее механических, технологических и эксплуатацион­ных свойств.

34. Антифрикционные сплавы, маркировка, назначение.