Тема 2.2 Инструментальные материалы

Материалы для режущих инструментов: углеродистые, низколегированные, быстрорежущие стали, твердые сплавы и сверхтвердые материалы. Стали для измерительных инструментов. Стали для инструментов холодной и горячей обработки давлением.

 

Основными свойствами, которыми должен обладать материал для режущего, мерительного инструмента, штампов холодного деформирования - это твердость и износоустойчивость. В таких сталях содержание углерода должно быть порядка 1%. Окончательной термической обработкой является закалка и низкий отпуск, при котором сохраняется твердость (кроме быстрорежущих сталей), для некоторого ударного инструмента дают средний отпуск. Режущий инструмент из углеродистой и низколегированной стали не может работать при большой скорости резания, так как при нагреве выше 220-250º резко падает твердость. Сохранять твердость до 600-640º могут быстрорежущие стали, до 800-1000º - твердые сплавы, до 1200º - сверхтвердые материалы. При изучении материалов выпишите в конспект марки, расшифруйте их, разберите состав, особенности термообработки, применения.

В сталях для штампов, деформирующих металл в горячем состоянии, содержание углерода среднее 0,4-0,6%, так как они должны быть прочными и выдерживать ударные нагрузки при нагреве. Температура отпуска зависит от условий работы штампа и должна быть выше температуры нагрева поверхности штампа во время работы, Поскольку масса штампа большая, тепло быстро отводится и поверхность обычно не нагревается выше 500-550º. Разберите особенности химического состава, свойств, применения сталей для молотовых штампов и штампов для горизонтально- ковочных машин и прессов.

Литература: [1], с. 204-219; [6], с.308-321.

Вопросы для самопроверки:

1. Каковы особенности химического состава быстрорежущих сталей?

2. Расшифруйте марки Р6М5; ВК; У8.

3. Приведите примеры быстрорежущих сталей повышенной производительности.

4. Каковы основные требования к сталям для измерительных инструментов?

5. Приведите примеры высоколегированных сталей для инструментов холодного деформирования.

6. Каковы основные требования к сталям для инструментов холодного деформирования?

7. Каковы особенности химического состав сталей для инструментов горячего деформирования?

8. Расшифруйте марки 5ХНМ; 3Х2В8Ф и укажите область их использования.

Тема 2.3 Цветные сплавы.

Общая характеристика и классификация медных сплавов. Латуни. Бронзы. Сплавы на основе алюминия. Общая характеристика и классификация алюминиевых сплавов. Сплавы на основе магния. Общая характеристика и классификация магниевых сплавов. Титан и сплавы на его основе. Общая характеристика и классификация титановых сплавов. Бериллий и сплавы на его основе.

 

Изучение медных сплавов начните с латуни. Рассмотрите влияние цинка и легирующих элементов на свойства латуней, область применения. Разберитесь в маркировке простых латуней, многокомпонентных, в том числе деформируемых и литейных. Разберите состав, свойства и применение оловянных, алюминиевых, кремнистых, бериллиевых бронз, особенности маркировки деформируемых и литейных бронз.

 Алюминиевые сплавы делятся на деформируемые и литейные. При изучении деформируемых сплавов обратите внимание на сплавы Al-Cu-Mg, упрочняемые термообработкой, которые называются дюралюминами. У алюминиевых сплавов твердость и прочность повышаются после закалки при старении, в результате распада пересыщенного раствора. Изучая литейные сплавы, усните, что лучшими литейными свойствами обладают сплавы Al-Si, сплавы Al-Cu характеризуются высокой прочностью, сплавы Al-Mg - высокой коррозионной стойкостью. Следует разобраться в маркировке деформируемых и литейных алюминиевых сплавов.

 Изучая магниевые сплавы, обратите внимание на их достоинства, недостатки. Магниевые сплавы преимущественно применяются как литейные, они подвергаются закалке и старению. Магниевые сплавы относятся к ультралегким, но применение их ограничено, вследствие малой удельной прочности, низких технологических свойств, они идут на ненагруженные детали, основное требование к которым - малый вес.

Титановые сплавы находят все большее применение в современной технике благодаря высоким механическим и технологическим свойствам, хорошей сопротивляемости коррозии и малому удельному весу. В зависимости от легирующих элементов титановые сплавы могут быть однофазными и двухфазными. Двухфазные сплавы упрочняются термической обработкой. Титановые сплавы приобретают прочность, как и алюминиевые, не сразу после закалки, а при последующем старении.

 Литература: [1], с.273-333; [6], с.332-370.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие сплавы называют латунями?

2. Какие бывают латуни?

3. В чем отличие маркировки деформируемых и литейных бронз?

4. Расшифруйте марки Л90, БрА7, А35Е.

5. Какие алюминиевые сплавы относятся к неупрочняемым термообработкой сплавам?

6. Напишите несколько марок деформируемых и литейных алюминиевых сплавов.

7. Какие сплавы называют силуминами?

8.Укажите марки, состав, свойства и назначение магниевых сплавов.

9. Какие достоинства имеют титановые сплавы по сравнению с алюминиевыми сплавами?

10. Как маркируются титановые сплавы?