Металлы, обрабатываемые горячей деформацией

Основными материалами, используемыми при свободной ковке и объемной штамповке, являются черные стали и цветные металлы, и их сплавы, характеризующиеся повышенной пластичностью.

Высокую пластичность, как правило, имеют чистые металлы, однако их промышленное получение связано со значительными трудностями. Поэтому в производственной практике используют металлы с технологическими примесями, сохранившимися еще от процесса плавки. В частности, в сталях такими примесями являются: марганец, кремний, фосфор, сера. Причем, если определенное количество марганца (до 0,8%) и кремния (до 0,4%) не оказывают ощутимого влияния на показатели механических свойств металла, то даже незначительное наличие фосфора и серы резко снижает показатели механических свойств стали. Так сталь, содержащая свыше 0,045% фосфора, становится хрупкой при низких температурах (хладноломкость), а содержащая свыше 0,045% серы становится хрупкой при высоких температурах (красноломкость).

Помимо названных технологических примесей в сталях наряду с железом и углеродом (наличие последнего определяется пределами 0,01¸2%) могут содержаться и легирующие примеси (компоненты): хром (Х), никель (Н), молибден (М), вольфрам (В), ванадий (Ф), кремний (С), марганец (Г), титан (Т), кобальт (К), алюминий (А) и др. Эти примеси в той или иной степени способствуют улучшению показателей механических свойств сталей: повышают их твердость, прочность, упругость, изменяют пластичность, вязкость и т.д.

Процентное содержание в сталях углерода и легирующих компонентов регламентировано специальными ГОСТами [5].

1.1. Стали, наиболее часто используемые в общем машиностроении для изготовления как ответственных, так и менее ответственных деталей.

ГОСТ-380-71…- сталь углеродистая горячекатаная обыкновенного и повышенного качества группы А (по механическим свойствам): Сталь Ст.1пс, Ст.3пс, Ст.5пс и др.; группы Б (по химическому составу): Сталь БСт.2кп, БСт.4сп, БСт.6пс и др.; группы В (по механическим свойствам и хим. составу): Сталь ВСт.1, ВСт.3, ВСт.5 и др.

ГОСТ-1050-74 и ГОСТ 14959-79- стали углеродистые качественные конструкционные: Сталь 10, 20, 35, 45, 60, 60Г и др.

ГОСТ-4543-71 - Сталь легированная конструкционная: Сталь 40Х, 40ХН, 50Г, 50Г2, 18ХГТ, 30ХГС, 40Х2Н2МА и др.

1.2. Стали, чаще используемые в специальном машиностроении для изготовления деталей, работающих в тяжелых условиях.

ГОСТ 5945-75- Сталь высоколегированная, коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная: Сталь 12Х13, 20Х13, 15Х5, 15Х5ВФ, 40Х9С2 и др.

ГОСТ 2590-71 и ГОСТ 14959-79 Сталь конструкционная рессорно-пружинная: Сталь 65Г, 50ХГ, 50С2, 60С2 и др.

ГОСТ 801-78 Сталь конструкционная подшипниковая: Сталь ШХ 6, ШХ 9, ШХ 12, ШХ 15 и др.

1.3. Стали инструментальные, служащие для изготовления высококачественного режущего, ударно-штамповочного и измерительного инструмента.

ГОСТ 1435-74 Сталь инструментальная углеродистая: Сталь У7, У8, У9А, У10А, У12А, У13А и др.

ГОСТ 5950-73 Сталь инструментальная штамповая: Сталь 9ХФ, 9ХС, 7ХЗ, 8ХЗ, 5ХНМ, 5ХГМ, 5ХНТ, Х12М, ХГС, ХВГ, 3Х2В8Ф и др.

ГОСТ 19265-73 Сталь инструментальная быстрорежущая: Сталь Р9, Р12, Р18, Р6М5, Р9К5, Р18К5Ф2 и др.

В производственной практике нередко используется упрощенная классификация сталей по общему процентному содержанию в них углерода и легирующих компонентов. Так, например, углеродистые стали, подразделены на: мало-, средне- и высокоуглеродистые (при содержании в них углерода соответственно: до 0,4%, св.0,4% до 0,8¸1% и св.0,8¸1%). В свою очередь легированные стали, подразделены на низко-, средне- и высоколегированные (при содержании в них легирующих компонентов соответственно: до 4%, св.4% до 10%, св.10%).

Значительно меньше в сравнении со сталями обработки давлением подвергают цветные металлы и их сплавы:

Алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784-74):АД, АД1, АМг, АМг1, АМц, АВ, АК4, Д1, В65, Д19, В93 и др.

Магниевые сплавы (ГОСТ 14957-76):МА…, МА2, МА5, МА11, МА8 и др.

Медные сплавы. Латуни (ГОСТ 15527- 70): Л60, Л70, Л80, Л90, ЛК80-3, ЛАЖ60-11, ЛМц58-2, Л090-1, ЛН65-5, ЛС59-1 и др.

Бронзы (ГОСТ 18175-78): БрА5, БрВ2, БрКМцз-1, БрМц5 и др.

Титановые сплавы (ГОСТ 19807-74): ОТ4, ОТ4-1, ВТ5, ВТ5-1, ВТ9, ВТ14, ВТ20, ВТ6, ВТЗ-1, ВТ18 и др.

Обработке давлением могут подвергаться и неметаллические материалы: электроизоляционный картон, фибра, гетинакс, пластмассы (с наполнителями), полиэтилен, винипласт, стекло органическое конструкционное, целлулоид, резина, текстолит конструкционный, кожа техническая, войлок, хлопчатобумажная ткань, бумага и др.