Хімічний склад, механічні властивості та призначення

1 Сталі: гост 380 – 71, гост 1050 – 74, гост 4543 – 71, гост 19282 – 73; гост19265 – 73; гост 5058 - 65 (витяг) [19]

Класифікація вуглецевих сталей звичайної якості. В залежності від призначення сталі розділяють на три групи:

А – за механічними властивостями; Б – за хімічним складом; В – за механічними властивостями і з додатковими вимогами до хімічного складу. За ступенем розкислення сталь виготовляється киплячою (кп), напівспокійною (пс) та спокійною (сп).

Таблиця А.1 – Механічні властивості вуглецевої сталі звичайної якості

Марка сталі	Межа міцності σ _в, МПа	Відносне видовження δ, %	Призначення
Ст. 0	Не менше 320		Невідповідальні конструкції: шайби, прокладки, огорожі, кожухи та ін.
Ст. 1	320 - 400		Малонавантажені деталі: заклепки, шплінти, кожухи, шайби, прокладки ін.
Ст. 2	340 - 420		Рами, кільця, валики, осі, кулачки, заклепки
Ст. 3 кп	370 - 470		Крюки кранів, кільця, циліндри, гайки, тяги, шатуни, кришки. Зварюваність добра
Ст. 4пс	420 - 540		Вали, осі, тяги, болти, шпонки, важелі, клини
Ст. 5сп	540 - 570		Вали, осі, пальці, упори підшипників, зірочки
Ст. 6сп	640 - 670		Вали, осі, шпинделі, муфти, бойки молотів
Ст. 7 пс	700 - 740		Деталі інтенсивного зносу, важких умов

Таблиця А.2 – Хімічний склад вуглецевої сталі звичайної якості групи Б

Марка сталі	С, %	Mn,%	Si, %	P,%	S, %
Ст. 0	≤ 0,23	-	-	0,07	0,06
Ст. 1	0,06 - 0,12	0,25 - 0,50	0,05 - 0,17	0,04	0,05
Ст. 2	0,09 - 0,15	0,25 - 050	0,05 - 0,17	0,04	0,05
Ст. 3 кп	0,14 - 0,22	0,40 - 0,65	≤ 0,07	0,04	0,05
Ст. 4	0,18 - 0,27	0,40 - 0,70	0,05 - 0,17	0,04	0,05
Ст. 5	0,28 - 0,37	0,50 - 0,80	0,05 - 0,17	0,04	0,05
Ст. 6сп	0,38 - 0,49	0,50 - 0,80	0,15 - 0,35	0,04	0,05
Ст. 7пс	0,50 - 0,62	0,50 - 0,80	0,15 - 0,35	0,04	0,05

Таблиця А.3 – Хімічний склад якісної вуглецевої конструкційної сталі

Марка сталі	С, %	Mn,%	Si, %	Cr, %
08пс	0,05 - 0,11	0,35 - 0,65	0,05 - 0,17	0.10
10пс	0,07 - 0,14	0,35 - 0,65	0,05 - 0,17	0,15
	0,12 - 0,19	0,35 - 0,65	0,17 - 0,37	0,25
	0,17 - 0,24	0,35 - 0,65	0,17 - 0,37	0,25
	0,27 - 0,35	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,37 - 0,45	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,42 - 0,50	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,52 - 0,60	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,57 - 0,65	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,62 - 0,70	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,67 - 0,75	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,72 - 0,80	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,77 - 0,85	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
	0,82 - 0,90	0,50 - 0,80	0,17 - 0,37	0,25
60Г	0,57 - 0,65	0,70 - 1,00	0,17 - 0,37	0,25
65Г	0,62 - 0,70	0,90 - 1,20	0,17 - 0,37	0,25
70Г	0,67 - 0,75	0,90 - 1,20	0,17 - 0,37	0,25

Таблиця А.4 – Механічні характеристики якісної конструкційної сталі

Марка сталі	Межа міцності σ _в, МПа	Відносне видовження δ, %	Відносне звуження Ψ, %	Твердість НВ, МПа (без термічної обробки)
08пс
10пс












60Г
65Г			-
70Г			-

Таблиця А.5 – Призначення якісної вуглецевої конструкційної сталі

Марка сталі	Призначення
08кп, 10	Деталі, що виготовляються штампуванням, трубки, прокладки, мілкі трипільні деталі, ковпачки, а також втулки, валики, упори, зубчасті колеса, фрикційні диски та ін.
15, 20	Малонавантажені деталі: валики, втулки, пальці, упори, осі, шестерні, а також важелі, крюки, вкладиші, болти, стяжки, траверси. Зварюваність добра.
30, 35	Деталі, що витримують невеликі напруження: осі, валики, шпинделі, вали, втулки, зірочки, тяги, важелі, трипільні деталі, диски, траверси, корабельні якірні ланцюги.
40,45	Для колінчастих валів, шатунів, зубчастих вінців, маховиків, зубчастих коліс, розподільчих валиків, болтів, шпильок, головок циліндрів, плунжерів, прокатних валків, шпинделів, осей.
50, 55	Для зубчастих коліс, прокатних валків, штоків, валів, осей, ексцентриків, малонавантажених пружин і ресор, що піддаються високому відпусканню, деталей сільськогосподарських машин ін.
	Для прокатних валків, ексцентриків, валків, шпинделів, пружинних кілець, пружин амортизаторів, дисків щеплення. Володіє високими міцністними і пружними властивостями.
60Г, 65Г, 70Г	Зубчасті колеса, шпинделі, упорні кільця, пружинні шайби, гальмівні диски. Деталі на зношення, цанги, кільця, втулки, фрикційні диски, деталі сільськогосподарських машин.
65, 70, 75, 80, 85	Ресори, пружини, деталі, що піддаються абразивному зношуванню

Таблиця А.6 – Хімічний склад низьколегованої конструкційної сталі

Марка сталі	Вміст елементів, % (останнє – залізо)
С, %	Si,%	Mn, %	Cr	Ni	Cu
не більше
14Г	0,12 - 0,18	0,17 - 0,37	0,70 - 1,00	0,30	0,30	0,30
19Г	0,16 - 0,22	0,17 - 0,37	0,80 - 1,15	0,30	0,30	0,30
09Г2	≤ 0,12	0,17 - 0,37	1,40 - 1,80	0,30	0,30	0,30
14Г2	0,12 - 0,18	0,17 - 0,37	1,20 - 1,60	0,30	0,30	0,30
18Г2	0,14 - 0,20	0,25 - 0,55	1,20 - 1,60	0,30	0,30	0,30
12ГС	0,09 - 0,15	0,50 - 0,80	0,80 - 1,20	0,30	0,30	0,30
16ГС	≤ 0,12	0,40 - 0,70	0,90 - 1,20	0,30	0,30	0,30
17ГС	0,14 - 0,20	0,40 - 0,60	1,00 - 1,40	0,30	0,30	0,30
09Г2С	≤ 0,12	0,50 - 0,80	1,30 - 1,70	0,30	0,30	0,30
10Г2С1	≤ 0,12	0,90 - 1,20	1,30 - 1,65	0,30	0,30	0,30
15ГФ	0,12 - 0,18	0,17 - 0,37	0,90 - 1,20	0,30	0,30	Ванадій: 0,05-0,1
14ХГС	0,11 - 0,16	0,40 - 0,70	0,90 - 1,30	0,50 - 0,80	0,30	0,30
15ХСНД	0,12 - 0,18	0,40 - 0,70	0,40 - 0,70	0,60 - 0,90	0,30 - 0,60	0,20 - 0,40
10ХСНД	≤ 0,12	0,80 - 1,10	0,50 - 0,80	0,60 - 0,90	0,50 - 0,80	0,40 - 0,65

Примітка. Букви справа від цифр означають хімічний компонент сталі (Г – марганець, С – кремній, Х – хром, Н – нікель, Д – мідь, Ф – ванадій). Цифри після букв означають вміст відповідного елементу у відсотках.

Таблиця А.7 – Механічні властивості низьколегованої конструкційної сталі

Марка сталі	Товщина прокату, мм	Механічні властивості
межа міцності σ_в, кГ/мм²	відносне видовження δ, %	ударна в’язкість α_н, кГ·м/см²
при температурі, ºС
– 40	– 70
14Г	4 - 10		3,5	–
19Г	4 - 10		3,5	–
09Г2	4 - 10		3,0	–
14Г2	4 - 10		3,5	–
18Г2	8 - 10		4,0	–
12ГС	4 - 10		–	–
16ГС	4 - 10		4,0	3,0
17ГС	4 - 10		4,5	–
09Г2С	4 - 10		4,0	3,5
10Г2С1	4 - 10		4,0	3,0
15ГФ	4 - 10		4,0	–
14ХГС	4 - 10		4,0	–
15ХСНД	4 - 10		3,0	3,0
10ХСНД	4 - 10		5,0	–

Таблиця а.8 – Призначення низьколегованих конструкційних сталей

Марка сталі	Призначення
09Г2	Для деталей зварних конструкцій, що виготовляються з листів; для деталей вагонів, для корпусного суднобудування. Обробляється різанням задовільно.
14Г2	Для крупних (корпусних) листових зварних конструкцій, повітро-нагрівачів, пиловловлювачів. Штампується і обробляється різанням добре.
09Г2С, 10Г2С1	Для парових котлів та ємностей,що працюють під тиском і при температурах від – 70 до + 450º С, а також для зварних конструкцій в хімічному і нафтовому машинобудуванні, суднобудуванні. Легко зварюється, задовільно обробляються різанням.
15ГФ	Для листових зварних конструкцій у вагонобудуванні. Сталь добре зварюється, задовільно штампується. Відсутність утворення холодних і гарячих тріщин при зварюванні.
15ХСНД	Для деталей вагонів. В суднобудуванні для полособульбових та зетових профілів. В будівництві для виготовлення палей. Володіє підвищеною стійкістю проти корозії.
10ХСНД	У вагонобудуванні; для виготовлення спеціальних фасонних профілів у суднобудуванні. Для зварних конструкцій і апаратів хімічної промисловості; корпуси кораблів.

Таблиця А.9 – Хімічний склад легованої конструкційної сталі

Група сталі	Марка сталі	Вміст елементів, % (останнє – залізо)
С, %	Si,%	Mn, %	Cr, %	інші леговані елементи, %
Хромиста	15ХА	0,12-0,17	0,17-0,37	0,40-0,70	0,70-1,00	–
30Х	0,24-0,32	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	–
35Х	0,31-0,39	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	–
45Х	0,41-0,49	0,17-0,37	0,50-0,80	0,50-0,80	–
Марганцевиста	15Г	0,12-0,19	0,17-0,37	0,70-1,00	–	–
30Г	0,27-0,35	0,17-0,37	0,70-1,00	–	–
45Г	0,42-0,50	0,17-0,37	0,70-1,00	–	–
30Г2	0,26-0,35	0,17-0,37	1,40-1,80	–	–
45Г2	0,41-0,49	0,17-0,37	1,40-1,80	–	–
Хромомарган- цева	18ХГ	0,15-0,21	0,17-0,37	0,90-1,20	0,90-1,20	–
18ХГТ	0,17-0,23	0,17-0,37	0,80-1,10	1,00-1,30	Ті (0,03-0,09)
27ХГР	0,25-0,31	0,17-0,37	0,70-1,00	0,70-1,00	В ≤ 0,005
35ХГФ	0,31-0,38	0,17-0,37	0,95-1,25	1,00-1,30	Ті (0,03-0,09) V (0,06-0,12)
Хромокремніста	33ХС	0,29-0,37	1,00-1,40	0,30-0,60	1,30-1,60	–
40ХС	0,37-0,45	1,00-1,40	0,30-0,60	1,30-1,60	–
Хромованадієва	15ХФ	0,12-0,18	0,17-0,37	0,40-0,70	0,80-1,10	V (0,06-0,12)
40ХФА	0,37-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	V (0,10-0,18)
Хромонікелева	20ХН	0,17-0,23	0,17-0,37	0,40-0,70	0,45-0,75	Ni (1,00-1,40)
45ХН	0,41-0,49	0,17-0,37	0,50-0,80	0,45-0,75	Ni (1,00-1,40)
12ХН3А	0,09-0,16	0,17-0,37	0,30-0,60	0,60-0,90	Ni (2,75-,315)
Хромомарганце-вонікелева	20ХГНР	0,16-0,23	0,17-0,37	0,70-1,00	0,70-1,00	Ni (0,80-1,10) В ≤ 0,005
38ХГН	0,35-0,43	0,17-0,37	0,80-1,10	0,50-0,80	Ni (0,70-1,00)
Хромомолібде-нова	15ХМ	0,11-0,18	0,17-0,37	0,40-0,70	0,80-1,10	Мо (0,40-,55)
30ХМА	0,26-0,33	0,17-0,37	0,40-0,70	0,80-1,10	Мо (0,15-0,25)
Хромокремністо-марганцева	20ХГСА	0,17-0,23	0,90-1,20	0,80-1,10	0,80-1,10	–
30ХГС	0,28-0,35	0,90-1,20	0,80-1,10	0,80-1,10	–
Хромонікель-молібденова	20ХН2М	0,15-0,22	0,17-0,37	0,40-0,70	0,40-0,60	Nі (2,75-3,15) Mo (0,20-0,30)
38ХН3МА	0,33-0,40	0,17-0,37	0,25-0,50	0,80-1,20	Nі (2,75-3,15) Mo (0,20-0,30)
Хромонікель-ванадієва	20ХН4ФА	0,17-0,24	0,17-0,37	0,25-0,55	0,70-1,10	Nі (3,75-4,15)
45ХН2МФ	0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	Nі (1,30-1,80) Mo (0,20-0,30)
Хромоалюмін.	38Х2Ю	0,35-0,43	0,20-0,40	0,20-0,50	1,50-1,50	Al (0,50-0,80)
Хромоалюмініє-ва з молібденом	38Х2МЮ	0.35-0.42	0.20-0.45	0.30-0.60	1.35-1.65	Mo (0,15-0,25) Al (0,70-1,10)

Таблиця А.10 – Механічні властивості та твердість за Бринеллем легованої конструкційної сталі діаметром або товщиною не більше 5 мм

Група сталі	Марка сталі	Діаметр відбитка d, мм	HB, МПа	σ_в, МПа	δ, %	ψ, %	α_н, кГ·м/см²
Хромиста	15ХА	4,5
30Х	4,4
35Х	4,3
45Х	4,0
Марганцевиста	15Г	4,7					–
30Г	4,3
45Г	4,0
30Г2	4,2					–
45Г2	4,0					–
Хромо- марганцева	18ХГ	4,4					–
18ХГТ	4,1
27ХГР	4,1
35ХГФ	4,2
Хромокремнієста	33ХС	3,9
40ХС	3,8					3,5
Хромованадієва	15ХФ	4,4
40ХФА	3,9
Хромонікелева	20ХН	4,3
45ХН	4,2
12ХН3А	4,1
Хромомарганце-вонікелева	20ХГНР	4,3
38ХГН	4,0
Хромо- молібденова	15ХМ	4,5
30ХМА	4,0
Хромокремнієсто-марганцева	20ХГСА	4,2
30ХГС	4,0					4,5
Хромонікель-молібденова	20ХН2М	4,0
38ХН3МА	3,7
Хромонікель-ванадієва	20ХН4ФА	3,7
45ХН2МФ	3,7
Хромоалюмінієва	38Х2Ю	4,0
Хромоалюмінієва з молібденом	38Х2МЮ	4,0

Таблиця А.11 – Приблизне призначення легованих конструкційних сталей

Марка сталі	Зварюваність та призначення
15Х	Сталь добре зварюється. Пальці поршневі, розподільні вали двигунів, штовхачі, клапани, хрестовини карданів, мілкі деталі, що працюють в умовах зношення та тертя.
45Х,50Х	Сталі зварюються погано; володіє високою міцністю. Крупні деталі, що працюють на середніх швидкостях і при середніх тисках (шестерні, шпинделі і вали, що працюють в підшипниках кочення, черв’ячні вали, шліцові вали.
45Г2, 50Г2	Сталі зварюються погано. Крупні малонавантажені деталі (шпинделі, вали, шестерні, деталі важких верстатів).
18ХГТ	Сталь зварюється задовільно. Деталі, що працюють на великих швидкостях, при середніх і високих тисках з ударними навантаженнями (шестерні, шпинделі, що працюють в підшипниках ковзання, черв’яки, кулачкові муфти, втулки).
40ХС	Сталь зварюється погано, володіє високою міцністю, але помірною в’язкістю. Застосовується для мілких деталей у зв’язку із невеликою прожарюваністю.
30ХГС	Сталь добре зварюється. Деталі середніх розмірів та складної конфігурації, що працюють в умовах зношення (важелі, штовхачі).
45ХН, 50ХН	Сталі зварюються погано. Застосовуються як і сталь 40Х, але для деталей великих перерізів.

Таблиця А.12 – Хімічний склад інструментальної швидкорізальної сталі

Марка сталі	Вміст елементів, % (останнє – залізо)
вуглець	марга-нець	крем- ній	хром	воль-фрам	ванадій	моліб-ден	кобальт
Р18	0,7 - 0,8	0,4	0,5	3,8 - 4,4	17,0-18,5	1,0 - 1,4	≤1,0	–
Р12	0,8 - 0,9	0,4	0,5	3,1 - 3,6	12,0-13,0	1,5 - 1,9	≤1,0	–
Р9	0,85-0,95	0,4	0,5	3,8 - 4,4	8,5-10,0	2,0 - 2,6	≤1,0	–
Р6М5	0,80-0,88	0,4	0,5	3,8 - 4,4	5,5-6,5	1,7 - 2,1	5,0 - 5,5	–
Р18Ф2	0,85-0,95	0,4	0,5	3,8 - 4,4	17,0-18,0	1,8 - 2,4	≤1,0	–
Р6М5К5	0,80-0,88	0,4	0,5	3,8 - 4,3	6,0-7,0	1,7 - 2,2	4,8 - 5,8	4,8 - 5,3
Р9К10	0,9 - 1,0	0,4	0,5	3,8 - 4,4	9,0-10,5	2,0 - 2,6	≤1,0	9,0 -10,5

Примітка. До складу інструментальної швидкорізальної сталі зазначених марок входять, зокрема, наступні елементи: нікель – не більше 0,4 %, сірка – не більше 0,03 %, фосфор (крім Р6М5 та Р6М5К5) – не більше 0,03 %, для сталей марок Р6М5 та Р6М5К5 вміст фосфору – не більше 0,035 %.

Таблиця А.13 – Призначення інструментальної швидкорізальної сталі

Марка сталі	Приблизне призначення
Р18	Для всіх видів різального інструменту при обробці звичайних конструкційних матеріалів.
Р12	Для всіх видів різального інструменту при обробці звичайних конструкційних матеріалів.
Р9	Для виготовлення інструментів простої форми, що не потребують значного об’ємного шліфування, для обробки звичайних конструк-ційних матеріалів.
Р6М5	Для всіх видів різального інструменту при обробці звичайних конструкційних матеріалів. Переважна для виготовлення різьбо-нарізного інструменту, що працює з ударними навантаженнями.
Р18Ф2	Для виготовлення інструменту, що застосовується при обробці матеріалів підвищеної твердості і в’язкості.
Р6М5К5	Для обробки високоміцних, нержавіючих та жароміцних сталей і сплавів, матеріалів, що володіють абразивними властивостями в умовах підвищеного нагрівання різальної кромки.
Р9К10	Для обробки нержавіючих та жароміцних сталей і сплавів, сталей підвищеної твердості і в’язкості.

Маркування сталей різних груп (кольорове забарвлення)

Сталь звичайної якості

· Ст0; ВСт0, БСт0 - червоний і зелений

· Ст1, ВСт1кп - жовтий і чорний

· Ст2, ВСт2кп - жовтий

· СтЗ, ВСтЗкп, ВСтЗ, БСтЗкп, БСтЗ - червоний

· Ст4, ВСт4кп, ВСт4, БСт4кп, БСт4 - чорний

· Ст5, ВСт5 - зелений

· Ст6 - синій

Вуглецева якісна сталь

· 008, 10, 15, 20 - білий

· 25, 30, 35, 40 - білий і жовтий

· 45, 50, 55, 60 - білий і коричневий

Легована конструкційна сталь

· Хромиста - зелений і жовтий

· Хромомолібденова - зелений і фіолетовий

· Xромованадієва - зелений і чорний

· Марганцевиста - коричневий і синій

· Хромомарганцева - синій і чорний

· Хромокремнієста - синій і червоний

· Хромокремнієстомарганцева - червоний і фіолетовий

· Нікельмолибденова - жовтий і фіолетовий

· Хромонікелева - жовтий і чорний

· Хромонікелемолібденова - фіолетовий і чорний

· Хромоалюмінієва - алюмінієвий

Корозійностійка сталь

· Хромиста - алюмінієвий і чорний

· Хромонікелева - алюмінієвий і червоний

· Хромотитанова - алюмінієвий і жовтий

· Хромонікелекремнієста - алюмінієвий і зелений

· Хромонікелетитанова - алюмінієвий і синій

· Хромонікеленіобієва - алюмінієвий і білий

· Хромомарганценікелева - алюмінієвий і коричневий

· Хромонікелемолібденотитанова - алюмінієвий і фіолетовий

Швидкорізальна сталь

· Р18 - бронзовий і червоний

· Р9 - бронзовий

2 Чавуни: Гост 1412 – 70, гост 7293 – 70 (витяг) [19]

Таблиця А.14 – Хімічний склад відливок із сірого чавуну

Марка чавуну	Товщина стінок відливки, мм	Вміст елементів, % (останнє – залізо)
вуглець	кремній	марганець	фосфор	сірка	хром
не більше
Лиття в металеві форми
СЧ 12 – 28	8 – 50	3,2 – 3,6	2,5 – 3,0	0,3 – 0,6	0,5	0,1	–
СЧ 15 – 32	8 – 50	3,2 – 3,6	2,4 – 2,8	0,3 – 0,6	0,4	0,1	–
СЧ 18 – 36	12 – 40	3,2 – 3,5	2,2 – 2,5	0,5 – 0,8	0,3	0,1	–
СЧ 21 – 40	15 – 40	3,1 – 3,4	2,1 – 2,3	0,6 – 0,9	0,3	0,1	–
СЧ 24 – 44	15 – 50	3,0 – 3,3	2,0 – 2,1	0,7 – 1,0	0,2	0,1	–
Лиття в піщані форми
СЧ 21 – 40	20 – 30	3,1 – 3,4	1,9 – 2,2	0,5 – 0,8	0,65	0,14	–
СЧ 24 – 44	20 – 30	3,0 – 3,3	1,5 – 1,8	0,7 – 1,0	0,25	0,12	до 0,25
Сч 28 – 48	20 – 30	2,9 – 3,2	1,4 – 1,8	0,9 – 1,2	0,25	0,12	0,2 – 0,4
Сч 32 – 52	20 – 30	2,3 – 3,2	1,4 – 1,8	1,0 – 1,4	0,35	0,12	0,2 – 0,3
Сч 36 – 56	25 – 30	2,8 – 3,1	1,3 – 1,7	1,0 – 1,4	0,3	0,12	0,2 – 0,3

Таблиця А.15 – Механічні властивості і призначення відливок із сірого чавуну

Марка чавуну	Механічні властивості	Призначення
межа міцності σ_в, кГ/мм²	твердість НВ, МПа
не менше
СЧ 12 – 28		1430 – 2290	Володіє низькою міцністю. Застосову-ється для невідповідальних відливок з товщиною стінок до 15 мм.
СЧ 15 – 32		1630 – 2290	Володіє помірними механічними власти-востями. Застосовується для маловідповіда-льних відливок з товщиною стінок 8-15 мм.
СЧ 18 – 36		1700 – 2290	Володіє задовільною міцністю в перерізі до 20 мм. Застосовується для відповідаль-них відливок при зазначеній товщині стінок.
СЧ 21 – 40		1700 - 2410	Володіє задовільною міцністю в перерізі до 40 мм. Застосовується для відповідаль-них відливок при зазначеній товщині стінок.
СЧ 24 – 44		Володіє доброю міцністю у відливках із стінками 20-40 мм. Застосовується для від-повідальних відливок.
Сч 28 – 48		Застосовується для відповідальних скла-дних машинобудівних відливок з товщиною стінок 20-60 мм.
Сч 32 – 52		1870 – 2550	Застосовується для відповідальних висо-конавантажених відливок з товщиною стінок 20-100 мм.
Сч 36 – 56		1970 – 2690	Застосовується для відповідальних важ-конавантажених відливок з товщиною стінок не менше 20 мм.
СЧ 40 – 60		2070 – 2690	Застосовується для відповідальних най-більш товстостінних і важконавантажених відливок.
СЧ 44 – 64		2290 – 2890

Таблиця А.16 – Хімічний склад високоміцного чавуну з графітом глобулярної (кулястої) форми

Марка чавуну	Вміст елементів, % (останнє – залізо)
вуглець	кремній	марганець	фосфор	сірка	хром	інші елементи
товщина стінки до 30 мм
ВЧ 38 – 17	3,3 – 3,6	1,9 – 2,2	0,5 – 0,6	0,04– 0,1	≥ 0,1	–	–
ВЧ 42 – 12	3,3 – 3,6	1,9 – 2,2	0,5 – 0,6	0,04– 0,1	≥ 0,1	–	–
ВЧ 45 – 5	3,3 – 3,6	1,9 – 2,2	0,5 – 0,6	0,04– 0,1	≥ 0,1	–	–
ВЧ 50 – 2	3,3 – 3,6	1,9 – 2,2	0,5 – 0,8	≥ 0,15	≥ 0,14	–	–
ВЧ 60 – 2	3,3 – 3,6	2,4 – 2,8	0,4 – 0,7	≥ 0,12	≥ 0,12	–	–
ВЧ 80 – 3	3,2 – 3,6	2,6 – 2,8	0,6 – 0,9	до 0,1	0,01	0,1	Cu (0,25-0,4)
ВЧ 100 – 4	3,2 – 3,6	3,4 – 3,8	0,6 – 0,9	до 0,1	0,01	0,1	–

Таблиця А.17 – Механічні властивості високоміцного чавуну з графітом глобулярної (кулястої) форми

Марка чавуну	Межа міцності σ_в, кГ/мм²	Відносне видовження δ, %	Ударна в’язкість α_н, кГ·м/см²	Твердість НВ, МПа
не менше
ВЧ 38 – 17			6,0	1400 – 1700
ВЧ 42 – 12			4,0	1400 – 2000
ВЧ 45 – 5			3,0	1600 – 2200
ВЧ 50 – 2			2,0	1800 – 2600
ВЧ 60 – 2			2,0	2000 – 2800
ВЧ 80 – 3			2,0	2200 – 3000
ВЧ 100 – 4			3,0	3020 - 3690

Примітка. Галузі застосування виробів із високоміцного чавуну:

1) металургійне обладнання – прокатні валки, плити робочих кліток прокатних станів, станини потужних молотів і пресів, деталі пічної арматури; в доменних печах: конуси і ін. деталі підіймальних апаратів, барабани, шківи, деталі механізмів розливних машин та ін.;

2) електротехнічна промисловість – корпуси стендових газових і парових турбін, лопатки і важелі спрямовуючого апарату для турбін, колеса для турбін;

3) верстатобудування – втулки гідравлічного пресу (50 кг), плунжер, корпуси токарних патронів, тихохідні шестерні, шківи, задні бабки токарних і шліфувальних верстатів, високонавантажені кронштейни, корпуси редукторів, магнітний сепаратор підшипників кочення, шпинделі металорізальних верстатів, литі лопатки дробильних установок, штампи для листової штамповки;

4) будівельне, транспортне, енергетичне машинобудування – колінчасті вали екскаваторів, гальмівні барабани, диски щеплення, кришки циліндрів, колеса шахтних вагонеток, плунжер гідравлічного пресу, пуансони і матриці, колінчасті і кулачкові вали для дизель-моторів, шестерні і рукоятки пускових апаратів, сідла клапанів, насосні втулки малих гідротурбін, деталі для лиття під тиском та ін.

Високоміцний чавун використовується у легкій промисловості, в хімічному та нафтовому машинобудуванні, сільськогосподарському машинобудуванні та автотракторній промисловості, зокрема, для виготовлення картерів диференціалів, ступиць задніх і передніх коліс, картерів заднього мосту, підвіски ресор, кришок двигунів внутрішнього згоряння, головок циліндрів, зубчастих коліс, валків збиральних машин, лемешів плугів, корпусу рульового керування, шестерень редукторів, вентиляторних коліс, кронштейнів колінчастих валів, поршневих штоків, шатунів і багато іншого.

Таблиця А.18 – Хімічних склад відливок із ковкого чавуну

Марка чавуну	Вміст елементів, % (останнє – залізо)
вуглець	кремній	марганець	фосфор	сірка	хром
не більше
КЧ 30 – 6	2,7 – 3,1	0,7 – 1,1	0,3 – 0,6			0,08
КЧ 33 – 8	2,5 – 2,9	0,8 – 1,2	0,3 – 0,6	0,18	0,12	0,08
КЧ 35 – 10	2,4 – 2,8	0,9 – 1,4	0,3 – 0,5			0,06
КЧ 37 – 12	2,2 – 2,5	1,0 – 1,5	0,3 – 0,5			0,06
КЧ 50 – 4	2,2 – 3,1	0,7 – 1,5	0,3 – 1,0	0,18	0,12	0,2

Таблиця А.19 – Механічні властивості відливок із ковкого чавуну

Марка чавуну	Межа міцності при розтягуванні σ_в, кГ/мм²	Відносне видовження δ, %	Твердість НВ, МПа
КЧ 30 – 6
КЧ 33 – 8
КЧ 35 – 10
КЧ 37 – 12
КЧ50 – 4
КЧ 56 – 4
КЧ60 – 3

Застосування відливок із ковкого чавуну. Ковкий чавун застосовується в основному для невеликих відливок, що працюють в умовах динамічних навантажень (деталі в автомобільній, тракторній і сільськогосподарській промисловості), а також потребують незначного рихтування. Головною причиною його обмеженого застосування є технічні труднощі в процесі виготовлення відливок, необхідність тривалої термічної обробки, обмежена величина допустимих розмірів перерізів (не більше 30 – 40 мм) і ін.

3 Сплави кольорових металів [19]

Титанові сплави: ГОСТ19807–74 (витяг)

Застосування титанових сплавів. Порівняно з іншими конструкційними матеріалами титанові сплави, зокрема ливарні сплави ВТ1, ВТ5 та ВТ9, мають ряд суттєвих переваг, зокрема:

- висока корозійна стійкість у морській воді і інших хімічних середовищах;

- немагнітність;

- висока питома міцність та низька теплопровідність

- малий коефіцієнт лінійного розширення.

Сплав ВТ1 має невисокі механічні властивості, але володіє найбільшою хімічною стійкістю і тому застосовується для деталей хімічного машинобудування, що працюють в агресивних середовищах або морській воді.

Сплав ВТ5 застосовується для деталей, що працюють в інтервалі температур від – 253 ºС до + 350 ºС (в суднобудуванні, медицині, харчовій промисловості та сільськогосподарському машинобудуванні).

Сплав ВТ9 являється найбільш високоміцним і призначений для лиття напружених деталей. Деталі із цього сплаву можуть працювати при температурі до 500 ºС. цей сплав жароміцний і немагнітний.

Таблиця А.20 – Хімічний склад титану та титанових сплавів

Марка сплаву	Вміст компонентів, % (останнє – титан)	Домішки, %, не більше
алюміній	молібден	цирконій	кремній
ВТ1- 0	основа - Ті	0,10
ВТ5	4,3 – 6,2	–	–	–	0,30
ВТ9	5,8 – 7,0	2,8 – 3,8	0,8 – 2,0	0,20 – 0,35	0,30

Таблиця А.21 – Механічні властивості титанових сплавів

Марка сплаву	Межа міцності σ_в, кГ/мм²	Відносне видовження δ, %	Відносне звуження ψ, %	Ударна в’язкість α_н, кГ·м/см²	Твердість НВ, МПа
ВТ5	77,7				2200 - 2400
ВТ9				5,4	2800 - 3100

Тверді сплави - тверді і зносостійкі металеві матеріали, здатні зберігати ці властивості при 900-1150 °C. В основному виготовляються з високотвердих і тугоплавких матеріалів на основі карбідів вольфраму, титану, танталу, хрому, пов'язані кобальтовою металевою зв'язкою, при різному вмісті кобальту або нікелю.

Тверді сплави розрізняють за металами карбідів, в них присутніх: вольфрамові - ВК2, ВК3, ВК3М, ВК4В, ВК6М, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25; титано-вольфрамові - Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В; титано-тантало-вольфрамові - ТТ7К12, ТТ10К8Б; без вольфрамові - ТНМ20, ТНМ25, ТНМ30.

За хімічним складом тверді сплави класифікують:

· вольфрамокобальтові тверді сплави (ВК);

· титановольфрамокобальтові тверді сплави (ТК);

· титанотанталовольфрамокобальтові тверді сплави (ТТК).

1 група - сплави що містять карбід вольфраму і кобальт. Позначаються буквами ВК, після яких цифрами вказується відсотковий вміст в сплаві кобальту. До цієї групи відносяться наступні марки:

ВКЗ, ВКЗМ, ВК6, ВК6М, ВК60М, ВК6КС, ВК6В, ВК8, ВК8ВК, ВК8В, ВК10КС, ВК15, ВК20, ВК20КС, ВК10ХОМ, ВК4В.

2 група – титано-вольфрамові сплави, що мають у своєму складі карбід титану, карбід вольфраму і кобальт. Позначається буквами ТК, при цьому цифра, що стоїть після букв Т означає % вміст карбідів титану, а після букви К - вміст кобальту. До цієї групи відносяться наступні марки: Т5К10, Т14К8, Т15К6, ТЗ0К4.

3 група – титано-тантало-вольфрамові сплави, що мають у своєму складі карбід титану, танталу і вольфраму, а також кобальт і позначаються буквами ТТК, при цьому цифра, що стоїть після ТТ % вмісту карбідів титана і танталу, а після букви К - вміст кобальту. До цієї групи відносяться наступні марки: ТТ7К12, ТТ20К9.

Маркування твердих спечених сплавів (кольорове забарвлення)

· ВК2 - чорний з білою смугою

· ВКЗ-м - чорний з помаранчевою смугою

· ВК4 - помаранчевий

· ВК6 - синій

· ВК6-м - синій з білою смугою

· ВК6-В - фіолетовий

· ВК8 - червоний

· ВК8-В - червоний з синьою смугою

· ВК10 - червоний з білою смугою

· ВК15 - білий

· Т15К6 - зелений

· Т30К4 – блакитний.

Алюмінієві сплави: ГОСТ 2685 – 63 (витяг)

Таблиця А.22 – Хімічний склад алюмінієвих ливарних сплавів

Марка сплаву	Основні компоненти, % (останнє – алюміній)
магній	кремній	марганець	титан	інші елементи
АЛ2	–	10,0 – 13,0	–	–	–
АЛ5	0,35 – 0,6	4,5 – 5,5	–	–	мідь: 1,0 – 1,5
АЛ9	0,2 – 0,4	6,0 – 8,0	–	–	–
АЛ19	–	–	0,6 – 1,0	0,15 – 0,35	мідь: 4,5 – 5,3
АЛ28	4,8 – 6,3	–	0,4 – 1,0	0,05 – 0,15	–

Таблиця А.23 – Механічні властивості алюмінієвих ливарних сплавів

Марка сплаву	Межа міцності при розтягуванні σ_в, кГ/мм²	Відносне видовження δ, %	Твердість НВ, МПа
АЛ2
АЛ9
АЛ5		0,5
АЛ19
АЛ28

Таблиця А.24 – Приблизне призначення алюмінієвих ливарних сплавів

Марка сплаву	Призначення
АЛ2	Деталі, що працюють в умовах вологої морської атмосфери. Тонкостінні деталі складної конфігурації, що витримують ударні навантаження: корпусні деталі, що потребують герметичності, важелі, кронштейни, кришки, корпуси арматури.
АЛ4	Крупні деталі складної конфігурації, що витримують статичні, а також ударні навантаження: картери і блоки циліндрів двигунів внутрішнього згоряння, деталі гідромуфт, конвеєрів, і т.п.
АЛ5	Крупні деталі, що витримують підвищені статичні навантаження: корпуси, блоки, головки двигунів внутрішнього згоряння, деталі агрегатів і приладів, що працюють при підвищених температурах.
АЛ9	Складні за конфігурацією статично навантажені деталі, що працюють в агресивних середовищах і потребують зварювання: корпуси насосів, редукторів, деталі арматури, деталі побутових приладів та ін.
АЛ10В	Поршні двигунів внутрішнього згоряння та інші деталі,що працюють при високих температурах.

Таблиця А.25 – Хімічний склад алюмінієвих деформованих сплавів

Марка сплаву	Основні компоненти, % (останнє – алюміній)
мідь	магній	марганець	кремній	інші елементи
АМц	–	–	1,0 – 1,6	–
АМг2	–	1,8 – 2,6	0,2 – 0,6	–
АМг5	–	4,8 – 5,8	0,3 – 0,8	–	титан: 0,02 - 0,10
Д1	3,8 – 4,8	0,4 – 0,8	0,4 – 0,8	–
Д16	3,8 – 4,9	1,2 – 1,8	0,3 – 0,9	–
АК6	1,8 – 2,6	0,4 – 0,8	0,4 – 0,8	0,7 – 1,2
В95	1,4 – 2,0	1,8 – 2,8	0,2 – 0,6	–	цинк: 5,0 – 7,0 хром: 0,10 – 0,25

Таблиця А.26 – Механічні властивості алюмінієвих деформованих сплавів

Марка сплаву	Стан матеріалу	Межа міцності при розтягуванні σ_в, кГ/мм²	Відносне видовження δ, %	Відносне звуження ψ, %	Твердість НВ, МПа
АМц	відпалений
АМг2	відпалений			–
АМг5	відпалений			–
Д1	відпалений
Д16	відпалений
АК6	загартований
В95	загартований

Таблиця А.27 – Призначення алюмінієвих деформованих сплавів.

Марка сплаву	Призначення
АМц, АМг2, АМг5	Зварювані деталі, трубопроводи, ємності для рідин та інші деталі різної завантаженості та високої корозійної стійкості, зокрема, перегородки, палубні надбудови суден.
Д1	Деталі середньої міцності, штамповані вузли кріплення, заклепки тощо.
Д16, В95	Сильно навантажені деталі, опори, що несуть основне навантаження.
АК6	Деталі середньо та сильно навантажені, що виготовляються гарячою обробкою тиском.

Магнієві сплави: гост 2856 – 68, гост 14957 – 69 (витяг)

Таблиця А.28 – Хімічний склад магнієвих сплавів

Марка сплаву	Основні компоненти, % (останнє – магній)
алюміній	марганець	цинк	інші елементи
Ливарні сплави
Мл2	–	1,0 – 2,0	–	–
Мл5	7,5 – 9,0	0,15 – 0,5	0,20 – 0,8	–
Мл6	9,0 – 10,2	0,10 – 0,5	0,6 – 1,2	–
Мл10	–	–	0,1 – 0,7	0,4 – 1,0 Zr
Деформовані сплави
МА2	3,0 – 4,0	0,15 – 0,5	0,2 – 0,8	–
МА5	7,8 – 9,2	0,15 – 0,5	0,2 – 0,8	–

Таблиця А.29 – Механічні властивості та призначення магнієвих ливарних сплавів

Марка сплаву	Межа міцності при розтягуванні σ_в, кГ/мм²	Відносне видовження δ, %	Відносне звуження ψ, %	Призначення
Мл2				Деталі простої конфігурації, від яких вимагається підвищеної коро-зійної стійкості, герметичності і можливості зварювання (горлови-ни, бензинові баки, бензомастиль-на арматура і ін.)
Мл5				Високонавантажені деталі двигу-нів, приладів та інших конструкцій: гальмівні барабани і колодки, рами, штурвали, педалі, кронштейни, ка-чалки ферми, тощо.
Мл6			2,5	Високо- і середньонавантажені деталі, різні корпуси, деталі прила-дів, апаратури та деталі, що по-требують підвищеної текучості.
Мл10				Навантажені деталі, що потребу-ють герметичності та високої стабільності розмірів.

Сплави міді. Бронзи: ГОСТ 613 – 65, ГОСТ 18175 – 72 (витяг)

Таблиця А.30 – Хімічний склад олов’яних ливарних бронз

Марка бронзи	Основні компоненти, % (останнє – мідь)	Сума домішок
олово	цинк	свинець	нікель
Бр. ОЦСН 3-7-5-1	2,5 – 4,0	6,0 – 9,5	3,0 – 6,0	0,5 –2,0	1,3
Бр.ОЦС 3-12- 5	2,0 – 3,5	8,0 – 15,0	3,0 – 6,0	–	1,3
Бр.ОЦС 5-5-5	4,0 – 6,0	4,0 – 6,0	4,0 – 6,0	–	1,3
Бр.ОЦС 4-4-17	3,5 – 5,0	2,0 – 6,0	14,0 – 20,0	–	1,3
Бр.ОЦС 3,5-7-5	3,0 – 4,5	6,0 – 9,5	3,0 – 6,0	–	1,3

Примітка: В бронзах Бр. ОЦСН 3-7-5-1 та Бр.ОЦС 3-12-5 сума домішок кремнію і алюмінію не повинна перевищувати 0,02 %. В бронзах всіх марок, крім марки Бр. ОЦСН 3-7-5-1, вміст нікелю допускається до 2,0 % (за рахунок вмісту міді).

Таблиця А.31 – Механічні властивості олов’яних ливарних бронз

Марка бронзи	Вид лиття	Межа міцності при розтягуванні σ_в, кГ/мм²	Відносне видовження δ, %	Твердість НВ, МПа
не менше
Бр. ОЦСН 3-7-5-1	в землю в кокіль
Бр.ОЦС 3-12- 5	в землю в кокіль
Бр.ОЦС 5-5-5	в землю в кокіль
Бр.ОЦС 4-4-17	в землю
Бр.ОЦС 3,5-7-5	в землю в кокіль

Таблиця А.32 – Хімічний склад безолов’яних бронз, що обробляються тиском

Марка бронзи	Основні компоненти, % (останнє – мідь)
алюмі-ній	берилій	залізо	марга-нець	нікель	кремній
Бр. А 5	4 - 6	–	–	–	–	–
Бр. АМц 9 -2	8 - 10	–	–	1,5 - 2,5	–	–
Бр. АЖ 9 - 4	8 - 10	–	2 - 4	–	–	–
Бр. АЖМц 10 -3 -1,5	9 - 11	–	2 - 4	1,0 – 2,0	–	–
Бр. АЖН 10 - 4 - 4	9,5 - 11	–	3,5-5,5	–	3,5 - 5,5	–
Бр. Б 2	–	1,8 - 2,1	–	–	0,2 – 0,5	–
Бр. КМц 3 -1	–	–	–	1,0 – 1,5	–	2,75 – 3,5
Бр. КН 1 – 3	–	–	–	0,1 – 0,4	2,4 – 3,4	0,6 – 1,1
Бр. Мц 5	–	–	–	4,5 – 5,5	–	–

Примітка: У бронзах зазначених марок містяться: миш’як, сурма, олово, кремній, алюміній, нікель, свинець, фосфор, залізо, цинк, марганець; всього – 1,6 %.

В бронзі марки Бр. АЖН 10 – 4 – 4 допускається вміст алюмінію до 11,5 %, при цьому вміст заліза і нікелю повинен бути не менше 4 % кожного.

Види напівфабрикатів: листи, стрічки, труби, дроти, прутки та ін.

Таблиця А.33 – Фізичні та механічні властивості безолов’яних бронз, що обробляються тиском

Марка бронзи	Густина ρ, г/см³	Межа міцності при розтягуванні σ_в, кГ/мм²	Відносне видовження δ, %	Відносне звуження ψ, %	Твердість НВ, МПа
Бр. А 5	8,5
Бр. Амц 9 -2	7,6	–		–	900-1200
Бр. АЖ 9 – 4	7,5	30-50	10-20		1200-1400
Бр. АЖМц 10 -3 -1,5	7,5				1200-1400
Бр. АЖН 10 – 4 – 4	7,5				1800-2000
Бр. Б 2	8,23	–	–	–
Бр. КМц 3 -1	8,4			–
Бр. КН 1 - 3	8,6	–	–	–	–
Бр. Мц 5	8,6			–