Краткие сведения о материалах и их обозначениях. Инженерная графика

Алюминий – это металл, имеющий высокую степень пластичности, серебристо-белый цвет и относительно небольшую удельную массу. Одной из его характерных особенностей является способность при контакте с воздушной средой очень быстро покрываться прочной оксидной пленкой, отлично защищающей его от коррозионного разрушения.

Алюминий обладает высокой устойчивостью к воздействию многих кислот (как органических, так и неорганических, к примеру, азотной), однако быстро подвергается разрушению при контакте с серной и соляной кислотами, а также со щелочами. Его практическое применение во многом определяется тем, что он при достаточно высокой прочности обладает небольшой плотностью.

Что касается степени подверженности механической обработке, то алюминий отлично поддается ковке, штамповании и прокатыванию. Его удельный вес в три раза ниже, чем у стали и чугуна.

Алюминиевые сплавы

Сам по себе алюминий, то есть в чистом виде, не отличается высокой прочностью, и поэтому для изготовления различных элементов конструкций используются сплавы на его основе.

Эти материалы специалистами подразделяются на две основные категории: деформированные и литейные (другие их названия – дюралюминий и силумин).

Дюралюминий представляет собой сплав алюминия с такими металлами, как медь, марганец и магний. Для улучшения технологических свойств, его подвергают некоторым укрепляющим процедурам, а именно: упрочняющему старению и закалке, происходящей в воде после нагрева до температуры 500 °С .

После такой обработки механические свойства дюралюминия приближаются к тем, которыми обладают среднеуглеродистые стали. Это материал чаще всего используется в качестве проката (трубы, уголок, лист и т.п.) для производства деталей авиационного и наземного транспорта.

Силумин мягкий материал, обладающий великолепными литейными свойствами, применяется в основном для того, чтобы изготавливать различные детали неподверженные высоким нагрузкам, представляет собой сплав алюминия с кремнием.

Применение алюминия и его сплавов

Алюминий и самые разнообразные сплавы на его основе в технике сейчас применяются чрезвычайно широко. Наиболее часто детали из этих универсальных материалов можно встретить в продукции отраслей автомобильного и авиационного машиностроения, водного и железнодорожного транспорта, приборостроения, электротехники. Алюминиевые сплавы широко применяются в химической промышленности, а также в гражданском строительстве.

Алюминий и его сплавы являются одними из главных технических материалов при изготовлении головок цилиндров двигателей, корпусов коробок переключения передач, насосов. Из деталей, изготовленных из них, собираются фюзеляжи воздушных и корпуса водных судов, а элементы, произведенные из них, используются для отделки железнодорожных вагонов. Очень широко алюминий и его сплавы применяются в электротехнике и электронике.

Примеры условного обозначения

Пруток Д16.Т КР45 × 3000 ГОСТ 21488–97

Д16 – марка сплава;

Т – закалённое и естественно состаренное состояние материала;

КР – круглый;

45 – диаметр прутка;

3000 – длинна.

Пруток Д16.Т КВ55 × 2000 ГОСТ 21488–97

Д16 – марка сплава;

Т

КВ – квадратный;

55 – размер сечения прутка;

2000 – длинна.

Пруток Д16.Т ШГ22 × 2000 ГОСТ 21488–97

Д16 – марка сплава;

Т – закалённое и естественно состаренное;

ШГ – шестигранник;

22 – размер шестигранника;

2000 – длинна.

Лист АМг2.М 1,5 × 1200 × 2000 ГОСТ 21631–76

АМг2 – марка сплава;

М – отожжённое состояние;

1,5 – толщина;

1200 – ширина;

2000 – длинна.

Лист Д16 2 × 1200 × 2000 ГОСТ 21631–76

АМг2 – марка сплава;

М – отожжённое состояние;

1,5 – толщина;

1200 – ширина;

В машиностроении для изготовления деталей применяется большое количество различных видов материалов – металлы, их сплавы, а также неметаллические материалы – полимеры (пластмассы), резина, древесина и другие материалы.

От правильного выбора материалов для составных частей изделиязависят его качество, надежность, работоспособность и стоимость.

Назначая материалы, конструктор должен учитывать условия, при которых будет работать изделие: климат, рабочее давление, наличие агрессивных сред, а также стремиться к минимальной материалоемкости изделия.

Химический состав и физико-механические свойства материалов, области их применения и условные обозначения устанавливают стандарты.

На чертеже детали должно быть указано обозначение материала, из которого она изготовляется. Обозначение материала устанавливается стандартом или техническими условиями, по которым выпускается данный материал.

Обозначение материала помещается в основной надписи чертежа и в общем случае должно содержать наименование материала, марку и номер стандарта или технических условий, например: Сталь 45 ГОСТ ГОСТ 1050-88 .

Если в условное обозначение материала входит сокращенное наименование данного материала “Ст “, “СЧ “, “КЧ “, “Бр ” и некоторые другие, то полные наименования “Сталь “, “Серый чугун “, “Ковкий чугун “, “Бронза ” и другие на чертеже не указывают, например: Cm 3 ГОСТ 380-88 .

Если деталь исходя из предъявленных к ней конструктивных, технологических и эксплуатационных требований должна быть изготовлена из сортового материала определенного профиля и размера, то материал такой детали записывают в соответствии с присвоенным ему в стандарте на сортамент обозначением, например:

В числителе такой записи указывают сортамент материала (в данном примере круг диаметром 40 мм), в знаменателе указывают химический состав материала (углеродистая нелегированная инструментальная сталь У10).

Сталь по химическому составу подразделяется на углеродистую и легированную, а по назначению – на конструкционную и инструментальную. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом и другими химическими элементами, которые в марках стали условно обозначаются буквами: X – хром; Г – марганец; Н – никель; В – вольфрам, М – молибден; Ю – алюминий; С – кремний; Т – титан.

Ниже приводятся некоторые сведения о материалах, которые встречаются в процессе оформления чертежей при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Углеродистая сталь обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) широко применяется в машиностроении. Марки стали обозначают:

– СтО – неответственные строительные конструкции, шайбы;

– Ст1 – малонагруженные детали металлоконструкций, шайбы, шплинты, прокладки;

– Ст2 – детали металлоконструкций, рамы, оси, валики;

– Ст3 – цементируемые детали, от которых требуется высокая твердость поверхности и невысокая прочность сердцевины (кольца, цилиндры);

– Ст4 – детали с невысокими требованиями к прочности (валы, пальцы, тяги, крюки, гайки);

– Ст5 – детали с повышенными требованиями к прочности (валы, оси; звездочки; зубчатые колеса, шатуны, крепежные детали);

– Ст6 – детали с высокой прочностью (валы, оси, шпиндели, муфты, шатуны).

Цифры в обозначении марок стали указывают условный номер марки стали в зависимости от химического состава.

СтЗ ГОСТ 380-88 .

Углеродистая качественная конструкционная сталь (Г0СТ 1050-88). Число, обозначающее марку стали, указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Из этой стали изготавливают детали с повышенными требованиями к прочности.

Марки стали обозначают:

– 08кп (кипящая), 08, 08пс (полуспокойная), l0кп, 10, 10пс, 15кп 15, 15пс – зубчатые колеса коробок скоростей, грузоподъемные кованые крюки, кулачки;

– 20кп, 20, 20пс, 25, 30 – оси и рычаги коробок скоростей и тормозов, валики, ролики, упоры, муфты, шпонки, фланцы;

– 35; 40, 45 – рукоятки, гаечные ключи, фланцы, диски, штифты;

– 50, 55, 58, 60 – коленчатые и карданные валы, шлицевые валы, шатуны, рейки, поршни, фиксаторы, втулки, вилки. Чем выше число в марке стали, тем выше ее прочностные свойства.

Пример условного обозначения: Сталь 45 ГОСТ 1050-88 .

Сталь нелегированная инструментальная (ГОСТ 1435-90). В обозначение марки стали входит буква У и число, указывающее содержание углерода в десятых долях процента. Из этой стали изготавливают инструмент. Марки этой стали обозначают: У7, У7А, У8. У8А, У8Г, У9, У10, У11, У12, У13.

Буква Г указывает на повышенное содержание в стали марганца. Для высококачественных сталей к указанным обозначениям добавляется буква А. Пример условного обозначения: Сталь У8 ГОСТ 1435-90 .

Сталь легированная конструкционная (ГОСТ 4543-71) применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются повышенные требования в отношении прочности, износа, коррозии и других свойств. Хромистую сталь обозначают так же, как качественную, но с добавлением букв X или ХН: 15Х, 15ХА (высококачественная), 20Х, 30Х, 35Х, 38Х, 40X, 45Х, 50Х, 20ХН (хромоникелевая сталь), 40ХН и т.д.

Буквами Х и Н в марке стали обозначены добавки хрома и никеля соответственно.

Пример условного обозначения: Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 .

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные (ГОСТ 5632-72) в зависимости от основных свойств подразделяют на группы: I – коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против коррозии; II – жаростойкие стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения при температурах выше 550 С; III – жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах.

В пищевой промышленности для изготовления различных деталей, соприкасающихся с пищевыми продуктами используют следующие нержавеющие стали: 08Х18Н10; 12Х18Н9; 12Х18Н9Т; 12Х18Н10Т.

Пример условного обозначения: Сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72 .

Стали и сплавы выпускаются в основном в виде сортового проката, т.е. листов, полос, лент, кругов, прутков, квадратов, шестигранников, равнополочных и неравнополочных уголков, тавров, двутавров, швеллеров и др. Поэтому в основной надписи на чертеже детали необходимо указывать вид, типоразмер и материал проката, из которого она должна быть изготовлена. При изготовлении детали отливкой или ковкой вид проката не указывается.

Чугун представляет собой железоуглеродистый сплав, который имеет несколько видов, выпускается по соответствующим стандартам: серый чугун (ГОСТ 1412-85), ковкий чугун (ГОСТ 1215-79), высокопрочный чугун (ГОСТ 7293-85), антифрикционный чугун (ГОСТ 1585-85).

В условное обозначение чугуна входят буквы, которые указывают вид чугуна, например: серый чугун – СЧ; ковкий чугун –КЧ; высокопрочный чугун – ВЧ; антифрикционный чугун – АЧС, АЧВ.

Серый чугун по ГОСТ 1412-85 выпускается марок СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧЗ0, СЧ35. Цифры обозначают минимальное временное сопротивление при растяжении в МПа 10 -1 . Чем больше число, тем чугун тверже и прочнее на растяжение и изгиб.

Отливки из серого чугуна очень распространены. Так чугун марок СЧ10 и СЧ15 применяют для слабонагруженных деталей (крышки, кожухи и т. п.); марок СЧ20 – СЧ35 для станин металлорежущих станков.

Пример обозначения: СЧ20 ГОСТ 1412-85 .

Ковкий чугун (ГОСТ 1215-79). Наиболее распространенные марки чугуна: КЧ30-6, КЧ33-8, KЧ35-10, КЧ37-12. Первые две цифры обозначают временное сопротивление разрыву в МПа 10 -1 , вторые – относительное удлинение в процентах. Чем больше число, тем выше твердость.

Ковкий чугун применяют для изделий, работающих в условиях динамических нагрузок (муфты, шкивы, тормозные колодки, рукоятки, соединительные части трубопроводов и т. п.).

Пример обозначения: КЧ60-3 ГОСТ 1215-79 .

Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293-85) выпускается марок ВЧ35, ВЧ40, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100. Цифра марки обозначает минимальное временное сопротивление при растяжении в МПа 10 -1 .

Высокопрочный чугун применяется для ответственных деталей сложной геометрической конфигурации (коленчатые валы, корпуса насосов, поршневые кольца и т. п.).

Пример обозначения: ВЧ50 ГОСТ 7293-85 .

Антифрикционный чугун по ГОСТ 1585-85 выпускается марок АЧС-1, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-6, АЧВ-1, АЧВ-2, АЧК-1, АЧК-2. Буквы в марке обозначают: АЧ – антифрикционный чугун, С – серый, В – высокопрочный, К – ковкий; цифра – порядковый номер марки.

Медь и медные сплавы отличаются высокой теплопроводностью, электропроводностью, коррозионной стойкостью, высокой температурой плавления. Хорошо обрабатываются давлением. Все медные сплавы хорошо паяются. Используются для изготовления труб, листов, лент, проволоки, проводов, кабелей и др.

Некоторые марки меди по ГОСТ 859-78: М0к; М1; М1р; М2.

Листовая медь холоднокатаная и горячекатаная выпускается по ГОСТ 495-70. Пример обозначения листа марки М2 горячекатаного толщиной 6 мм: Лист М2 Гк 6 ГОСТ 495-70 .

Латунь – медно-цинковый сплав с добавлением других металлов: олова, алюминия, никеля, марганца, свинца и др. Некоторые марки: Л63, Л70, ЛА77-2, ЛС59-1, Л06М, ЛЖС58-11.

Латуни обозначаются буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди в процентах. В специальных латунях после буквы Л пишут прописную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание легирующих элементов в процентах.

Из латуни изготавливают трубки, проволоку, листы, прутки. Латунь по сравнению с медью обладает более высокой прочностью и коррозионной стойкостью, хорошо механически обрабатывается.

Пример обозначения: Л63 ГОСТ 15527-70 .

Бронза – сплав меди с оловом с добавлением цинка, свинца, никеля (ГОСТ 613-79). По сравнению с латунью бронзы обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они очень стойки на воздухе, в морской воде, растворах большинства органических кислот.

Марки оловянных бронз: БрО6Ц6С3; БрО5Ц5С5; БрО4Ц4С1.

Пример обозначения: БрО6Ц6СЗ ГОСТ 613-79 .

Марки безоловянных бронз (по ГОСТ 493-79): БрА9Мц2Л; БрА10ЖЗМц2; БрА10Ж4Н4Л.

Пример обозначения: БрА10ЖЗМц2 ГОСТ 493-79 .

Марки специальных бронз (ГОСТ 18175-78): БрА5; БрМц5; БрАЖН10-4-4; БрАМц9-2; БрАЖ9-4; БрБ2; БрБНТ1,9; БрКМц3-1; БрКд1; БрМ-0,3.

Пример обозначения: БрА5 ГОСТ 18175-78 .

В приведенный, примерах марок буквы обозначают: О – олово, Ц – цинк, С – свинец, Н – никель, А – алюминий, Ж – железо; Мц – марганец, Б – бериллий, Т – титан; цифры – среднее содержание элементов в процентах.

Основными компонентами алюминиевых сплавов являются кремний, медь, магний, цинк. По ГОСТ 1583-89 применяются литейные алюминиевые сплавы следующих марок: АК12, АК9ч, АК7ч, АК5м, АМ5 и др.; по ГОСТ 4784-74 применяются сплавы для ковки и штамповки АД1, АМц, – AMгl, АД31, АК8, АК6 и др.; сплавы высокой прочности называют дюралюминием и также применяют в штампованных деталях. Марки: Д1, Д16, Д18 и др.

Пример обозначения: Сплав Д16 ГОСТ 4784-74 .

Неметаллические материалы. Существует значительное количество неметаллических материалов, которые успешно заменяют металлы и их сплавы. Все более широкое применение получают различные виды пластмасс, которые благодаря своим особым физическим и механическим свойствам позволяют использовать их для литья под давлением, прессования, формовки из листов, сварки, склеивания и других технологических процессов изготовления деталей. Пластмассы разделяют на две группы: термопласты и реактопласты.

Термопластичные пластмассы при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), причем после охлаждения они снова затвердевают. Пластмассы этой группы можно перерабатывать несколько раз без потери их физико-механических свойств.

Реактопластичные пластмассы при нагреве не плавятся и не размягчаются, а при достижении определенной температуры начинают обугливаться, поэтому эти пластмассы допускают только однократное изготовление из них деталей.

Текстолит – конструкционный материал широкого применения (шкивы, кронштейны, вилки, втулки, бесшумные зубчатые колеса). Изготавливается марок ПТ, ПТК, ПТМ и др.

Пример условного обозначения текстолита марки ПТК 1-го сорта, толщиной 20 мм: Текстолит ПТК-20, сорт 1 ГОСТ 5-78Е .

Фенопласты в зависимости от состава, свойств и назначения делятся на типы, группы и марки в соответствии с ГОСТ 5689-79. Применяются для изготовления клапанов, наконечников, рукояток, маховиков и др.

Пример условного обозначения фенопласта группы Ж2, черного цвета, изготовленного на фенольной новолачной смоле 010 с наполнителем 60: Фенопласт Ж2-010-60 черный ГОСТ 5689-79 .

В машиностроении для изготовления деталей применяется большое количество различных видов материалов – металлы, их сплавы, а также неметаллические материалы – полимеры (пластмассы), резина, древесина и другие материалы.

От правильного выбора материалов для составных частей изделиязависят его качество, надежность, работоспособность и стоимость.

Назначая материалы, конструктор должен учитывать условия, при которых будет работать изделие: климат, рабочее давление, наличие агрессивных сред, а также стремиться к минимальной материалоемкости изделия.

Химический состав и физико-механические свойства материалов, области их применения и условные обозначения устанавливают стандарты.

На чертеже детали должно быть указано обозначение материала, из которого она изготовляется. Обозначение материала устанавливается стандартом или техническими условиями, по которым выпускается данный материал.

Обозначение материала помещается в основной надписи чертежа и в общем случае должно содержать наименование материала, марку и номер стандарта или технических условий, например: Сталь 45 ГОСТ ГОСТ 1050-88 .

Если в условное обозначение материала входит сокращенное наименование данного материала “Ст “, “СЧ “, “КЧ “, “Бр ” и некоторые другие, то полные наименования “Сталь “, “Серый чугун “, “Ковкий чугун “, “Бронза ” и другие на чертеже не указывают, например: Cm 3 ГОСТ 380-88 .

Если деталь исходя из предъявленных к ней конструктивных, технологических и эксплуатационных требований должна быть изготовлена из сортового материала определенного профиля и размера, то материал такой детали записывают в соответствии с присвоенным ему в стандарте на сортамент обозначением, например:

В числителе такой записи указывают сортамент материала (в данном примере круг диаметром 40 мм), в знаменателе указывают химический состав материала (углеродистая нелегированная инструментальная сталь У10).

Сталь по химическому составу подразделяется на углеродистую и легированную, а по назначению – на конструкционную и инструментальную. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом и другими химическими элементами, которые в марках стали условно обозначаются буквами: X – хром; Г – марганец; Н – никель; В – вольфрам, М – молибден; Ю – алюминий; С – кремний; Т – титан.

Ниже приводятся некоторые сведения о материалах, которые встречаются в процессе оформления чертежей при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Углеродистая сталь обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) широко применяется в машиностроении. Марки стали обозначают:

– СтО – неответственные строительные конструкции, шайбы;

– Ст1 – малонагруженные детали металлоконструкций, шайбы, шплинты, прокладки;

– Ст2 – детали металлоконструкций, рамы, оси, валики;

– Ст3 – цементируемые детали, от которых требуется высокая твердость поверхности и невысокая прочность сердцевины (кольца, цилиндры);

– Ст4 – детали с невысокими требованиями к прочности (валы, пальцы, тяги, крюки, гайки);

– Ст5 – детали с повышенными требованиями к прочности (валы, оси; звездочки; зубчатые колеса, шатуны, крепежные детали);

– Ст6 – детали с высокой прочностью (валы, оси, шпиндели, муфты, шатуны).

Цифры в обозначении марок стали указывают условный номер марки стали в зависимости от химического состава.

СтЗ ГОСТ 380-88 .

Углеродистая качественная конструкционная сталь (Г0СТ 1050-88). Число, обозначающее марку стали, указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Из этой стали изготавливают детали с повышенными требованиями к прочности.

Марки стали обозначают:

– 08кп (кипящая), 08, 08пс (полуспокойная), l0кп, 10, 10пс, 15кп 15, 15пс – зубчатые колеса коробок скоростей, грузоподъемные кованые крюки, кулачки;

– 20кп, 20, 20пс, 25, 30 – оси и рычаги коробок скоростей и тормозов, валики, ролики, упоры, муфты, шпонки, фланцы;

– 35; 40, 45 – рукоятки, гаечные ключи, фланцы, диски, штифты;

– 50, 55, 58, 60 – коленчатые и карданные валы, шлицевые валы, шатуны, рейки, поршни, фиксаторы, втулки, вилки. Чем выше число в марке стали, тем выше ее прочностные свойства.

Пример условного обозначения: Сталь 45 ГОСТ 1050-88 .

Сталь нелегированная инструментальная (ГОСТ 1435-90). В обозначение марки стали входит буква У и число, указывающее содержание углерода в десятых долях процента. Из этой стали изготавливают инструмент. Марки этой стали обозначают: У7, У7А, У8. У8А, У8Г, У9, У10, У11, У12, У13.

Буква Г указывает на повышенное содержание в стали марганца. Для высококачественных сталей к указанным обозначениям добавляется буква А. Пример условного обозначения: Сталь У8 ГОСТ 1435-90 .

Сталь легированная конструкционная (ГОСТ 4543-71) применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются повышенные требования в отношении прочности, износа, коррозии и других свойств. Хромистую сталь обозначают так же, как качественную, но с добавлением букв X или ХН: 15Х, 15ХА (высококачественная), 20Х, 30Х, 35Х, 38Х, 40X, 45Х, 50Х, 20ХН (хромоникелевая сталь), 40ХН и т.д.

Буквами Х и Н в марке стали обозначены добавки хрома и никеля соответственно.

Пример условного обозначения: Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 .

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные (ГОСТ 5632-72) в зависимости от основных свойств подразделяют на группы: I – коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против коррозии; II – жаростойкие стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения при температурах выше 550 С; III – жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах.

В пищевой промышленности для изготовления различных деталей, соприкасающихся с пищевыми продуктами используют следующие нержавеющие стали: 08Х18Н10; 12Х18Н9; 12Х18Н9Т; 12Х18Н10Т.

Пример условного обозначения: Сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72 .

Стали и сплавы выпускаются в основном в виде сортового проката, т.е. листов, полос, лент, кругов, прутков, квадратов, шестигранников, равнополочных и неравнополочных уголков, тавров, двутавров, швеллеров и др. Поэтому в основной надписи на чертеже детали необходимо указывать вид, типоразмер и материал проката, из которого она должна быть изготовлена. При изготовлении детали отливкой или ковкой вид проката не указывается.

Чугун представляет собой железоуглеродистый сплав, который имеет несколько видов, выпускается по соответствующим стандартам: серый чугун (ГОСТ 1412-85), ковкий чугун (ГОСТ 1215-79), высокопрочный чугун (ГОСТ 7293-85), антифрикционный чугун (ГОСТ 1585-85).

В условное обозначение чугуна входят буквы, которые указывают вид чугуна, например: серый чугун – СЧ; ковкий чугун –КЧ; высокопрочный чугун – ВЧ; антифрикционный чугун – АЧС, АЧВ.

Серый чугун по ГОСТ 1412-85 выпускается марок СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧЗ0, СЧ35. Цифры обозначают минимальное временное сопротивление при растяжении в МПа 10 -1 . Чем больше число, тем чугун тверже и прочнее на растяжение и изгиб.

Отливки из серого чугуна очень распространены. Так чугун марок СЧ10 и СЧ15 применяют для слабонагруженных деталей (крышки, кожухи и т. п.); марок СЧ20 – СЧ35 для станин металлорежущих станков.

Пример обозначения: СЧ20 ГОСТ 1412-85 .

Ковкий чугун (ГОСТ 1215-79). Наиболее распространенные марки чугуна: КЧ30-6, КЧ33-8, KЧ35-10, КЧ37-12. Первые две цифры обозначают временное сопротивление разрыву в МПа 10 -1 , вторые – относительное удлинение в процентах. Чем больше число, тем выше твердость.

Ковкий чугун применяют для изделий, работающих в условиях динамических нагрузок (муфты, шкивы, тормозные колодки, рукоятки, соединительные части трубопроводов и т. п.).

Пример обозначения: КЧ60-3 ГОСТ 1215-79 .

Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293-85) выпускается марок ВЧ35, ВЧ40, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100. Цифра марки обозначает минимальное временное сопротивление при растяжении в МПа 10 -1 .

Высокопрочный чугун применяется для ответственных деталей сложной геометрической конфигурации (коленчатые валы, корпуса насосов, поршневые кольца и т. п.).

Пример обозначения: ВЧ50 ГОСТ 7293-85 .

Антифрикционный чугун по ГОСТ 1585-85 выпускается марок АЧС-1, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-6, АЧВ-1, АЧВ-2, АЧК-1, АЧК-2. Буквы в марке обозначают: АЧ – антифрикционный чугун, С – серый, В – высокопрочный, К – ковкий; цифра – порядковый номер марки.

Медь и медные сплавы отличаются высокой теплопроводностью, электропроводностью, коррозионной стойкостью, высокой температурой плавления. Хорошо обрабатываются давлением. Все медные сплавы хорошо паяются. Используются для изготовления труб, листов, лент, проволоки, проводов, кабелей и др.

Некоторые марки меди по ГОСТ 859-78: М0к; М1; М1р; М2.

Листовая медь холоднокатаная и горячекатаная выпускается по ГОСТ 495-70. Пример обозначения листа марки М2 горячекатаного толщиной 6 мм: Лист М2 Гк 6 ГОСТ 495-70 .

Латунь – медно-цинковый сплав с добавлением других металлов: олова, алюминия, никеля, марганца, свинца и др. Некоторые марки: Л63, Л70, ЛА77-2, ЛС59-1, Л06М, ЛЖС58-11.

Латуни обозначаются буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди в процентах. В специальных латунях после буквы Л пишут прописную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание легирующих элементов в процентах.

Из латуни изготавливают трубки, проволоку, листы, прутки. Латунь по сравнению с медью обладает более высокой прочностью и коррозионной стойкостью, хорошо механически обрабатывается.

Пример обозначения: Л63 ГОСТ 15527-70 .

Бронза – сплав меди с оловом с добавлением цинка, свинца, никеля (ГОСТ 613-79). По сравнению с латунью бронзы обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они очень стойки на воздухе, в морской воде, растворах большинства органических кислот.

Марки оловянных бронз: БрО6Ц6С3; БрО5Ц5С5; БрО4Ц4С1.

Пример обозначения: БрО6Ц6СЗ ГОСТ 613-79 .

Марки безоловянных бронз (по ГОСТ 493-79): БрА9Мц2Л; БрА10ЖЗМц2; БрА10Ж4Н4Л.

Пример обозначения: БрА10ЖЗМц2 ГОСТ 493-79 .

Марки специальных бронз (ГОСТ 18175-78): БрА5; БрМц5; БрАЖН10-4-4; БрАМц9-2; БрАЖ9-4; БрБ2; БрБНТ1,9; БрКМц3-1; БрКд1; БрМ-0,3.

Пример обозначения: БрА5 ГОСТ 18175-78 .

В приведенный, примерах марок буквы обозначают: О – олово, Ц – цинк, С – свинец, Н – никель, А – алюминий, Ж – железо; Мц – марганец, Б – бериллий, Т – титан; цифры – среднее содержание элементов в процентах.

Основными компонентами алюминиевых сплавов являются кремний, медь, магний, цинк. По ГОСТ 1583-89 применяются литейные алюминиевые сплавы следующих марок: АК12, АК9ч, АК7ч, АК5м, АМ5 и др.; по ГОСТ 4784-74 применяются сплавы для ковки и штамповки АД1, АМц, – AMгl, АД31, АК8, АК6 и др.; сплавы высокой прочности называют дюралюминием и также применяют в штампованных деталях. Марки: Д1, Д16, Д18 и др.

Пример обозначения: Сплав Д16 ГОСТ 4784-74 .

Неметаллические материалы. Существует значительное количество неметаллических материалов, которые успешно заменяют металлы и их сплавы. Все более широкое применение получают различные виды пластмасс, которые благодаря своим особым физическим и механическим свойствам позволяют использовать их для литья под давлением, прессования, формовки из листов, сварки, склеивания и других технологических процессов изготовления деталей. Пластмассы разделяют на две группы: термопласты и реактопласты.

Термопластичные пластмассы при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), причем после охлаждения они снова затвердевают. Пластмассы этой группы можно перерабатывать несколько раз без потери их физико-механических свойств.

Реактопластичные пластмассы при нагреве не плавятся и не размягчаются, а при достижении определенной температуры начинают обугливаться, поэтому эти пластмассы допускают только однократное изготовление из них деталей.

Текстолит – конструкционный материал широкого применения (шкивы, кронштейны, вилки, втулки, бесшумные зубчатые колеса). Изготавливается марок ПТ, ПТК, ПТМ и др.

Пример условного обозначения текстолита марки ПТК 1-го сорта, толщиной 20 мм: Текстолит ПТК-20, сорт 1 ГОСТ 5-78Е .

Фенопласты в зависимости от состава, свойств и назначения делятся на типы, группы и марки в соответствии с ГОСТ 5689-79. Применяются для изготовления клапанов, наконечников, рукояток, маховиков и др.

Пример условного обозначения фенопласта группы Ж2, черного цвета, изготовленного на фенольной новолачной смоле 010 с наполнителем 60: Фенопласт Ж2-010-60 черный ГОСТ 5689-79 .

В современном машиностроении применяют материалы металлические и неметaаллические.

Развитие науки и техники требует создания все новых и новых видов материалов, удовлетворяющих строго определенным условиям – прочности, вязкости, тепло-, жаро-, хладо-, морозо- и коррозионной стойкости, магнитным, оптическим, электрическим, физико-химическим и др.От правильного выбора материалов для составных частей изделия зависят его качество, надежность, длительность работоспособности, стоимость.Назначая материалы, конструктор должен учитывать условия, в которых будет работать изделие: в условиях холодного климата или тропического (ГОСТ 15151-69**), в вакууме или в условиях высоких и сверхвысоких давлений, в агрессивной среде или нет и т. д., а также стремиться к минимальной металлоемкости изделия, максимальному использованию полимеров и т. д.Химический состав и физико-механические свойства материалов, области их применения и условные обозначения устанавливают Государственные стандарты. Студенты знакомятся с ними в курсе «Материаловедение».Здесь же приведены краткие сведения о материалах в объеме, необходимом для понимания их условных обозначений, приводимых в чертежах, а при необходимости – их выбора, например, при выполнении эскизов или чертежей деталей, если в заданиях нет сведений о материалах.Чугуны разделяют на серый, ковкий и легированный со специальными свойствами. Наиболее распространены отливки из серого чугуна, выпускаемого по ГОСТ 1412-85 (СТ СЭВ 4560-84), марок 10, 15, 18, 20, 25, 30, 35. Чем больше число, тем чугун тверже и прочнее на растяжение и изгиб. Так, чугун марок 10 и 15 применяют для слабо нагруженных деталей (крышки, кожухи, корпуса подшипников и т. п.); марок 20…35 – для станин металлорежущих станков, зубчатых колес и т. п. Для ответственных деталей и сложной конфигурации (коленчатые валы, корпуса насосов, поршневые кольца и т. п.) применяют высокопрочный чугун марок 35..100 по ГОСТ 7293-85.Примеры обозначений: СЧ 25 ГОСТ 1412-85; В450 ГОСТ 7293-85 (слова «серый чугун» или «высокопрочный» не пишут).Ковкий чугун применяют для изделий, работающих в условиях динамических нагрузок (муфты, шкивы, тормозные колодки, рукоятки, соединительные части трубопроводов и т. п.). Выпускается по ГОСТ 1215-79** двух классов: ферритовый (Ф) марок 30-6, 33-8 и т. д. и перлитовый (П) марок 45-7, 50-5 и т. д. Первое число показывает временное сопротивление разрыву;второе – относительное удлинение; чем больше число, тем выше твердость.Примеры обозначений: Отливка КЧЗО-6 Ф ГОСТ 1215-79; Отливка КЧ60-3 П ГОСТ 1215-79.Марки легированных чугунов и рекомендации по их применению см. в ГОСТ 7769-82**.Стали подразделяют на углеродистые и легированные.Сталь углеродистую обыкновенного качества изготовляют по ГОСТ 380-88* семи марок, от 0-й до 6-й (чем выше число, тем сталь тверже, но более хрупкая).Сталь всех марок и групп (исключая марку 0) в зависимости от степени раскисления изготовляют кипящей (кп), полуспокойной (пс) и спокойной (сп).Примеры обозначений: СТЗпс ГОСТ 380-88 – сталь марки 3, полуспокойная;Ст4кп ГОСТ 380-88 – сталь марки 4, кипящая;СтЗ ГОСТ 380-88 – обозначение, когда не требуется указания качественной характеристики стали (в частности, на учебных чертежах).В обозначении стали пс с повышенным содержанием марганца после номера марки ставят букву Г, например: СтЗГ пс ГОСТ 380-88.Во всех приведенных примерах слово «сталь» не пишут, т. е. не пишут «Сталь СтЗ…» и т. п.Из стали марок 0 и 1 изготовляют неответственные малона-груженные детали – кожухи, прокладки, трубы и т. п.; из стали марки 3 – заклепки, гайки, шайбы, прокатные стали (швеллеры, двутавры и др.); из стали марок 5 и 6 – более ответственные детали (валы, оси, шпонки, червяки, зубчатые колеса).Сталь углеродистую качественную конструкционную изготовляют по ГОСТ 1050-88** с гарантированными химическим составом и механическими свойствами марок 08, 10, 15, 20 и т. д.Числа означают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Чем больше число, тем прочнее сталь. Пример обозначения: Сталь 45 ГОСТ 1050-88х.Из стали марок 10, 15, 20 изготовляют болты, винты, гайки; из марок 45…60 – ответственные детали, такие, как коленчатые валы, шестерни, поршни.Кроме недорогих углеродистых сталей широко используют конструкционную сталь повышенной и высокой обрабатываемости резанием, изготавливаемую по ГОСТ 1414-75*. (Эту сталь называют автоматной, так как из нее изготавливают на станках-автоматах неответственные болты, гайки, винты и другие аналогичные детали.) Пример обозначения: Сталь А12 ГОСТ 1414-75.Легированные стали. В качестве легирующих элементов в них применяют: хром (X), кремний (С), марганец (Г), никель (Н), медь (Д), молибден (М), титан (Т), фосфор (П), алюминий (Ю), ванадий (Ф), вольфрам (В), кобальт (К), бор (Р), цирконий (Ц), ниобий (Б), редкоземельные элементы (Ч). Примеры: 12Х2Н4А ГОСТ 4543-71, высококачественная хромоникелевая сталь, содержащая 0,12 % углерода, 2 % хрома, 4 % никеля (применяют, в частности, для поршневых пальцев автомобильного двигателя); ШХ15 ГОСТ 801-78* – шарикоподшипни-ковая хромистая (1,5 %) сталь; 65Г ГОСТ 14959-79* – рессорно-пружинная сталь с повышенным содержанием углерода (0,65%) и марганца (применяют для пружинных шайб).Первые две цифры в обозначении указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а цифры после букв – примерное содержание легирующих элементов в процентах. Отсутствие цифр означает, что сталь содержит менее 1,5% этого элемента.Буквы в конце: А – высококачественная сталь (с пониженным содержанием серы и фосфора), Ш (ставится через тире) – особо высококачественная, Л – литейная сталь. Букву Ш в начале обозначения ставят у шарикоподшипниковых сталей (содержание хрома в них указывают в десятых долях процента).Во всех приведенных примерах предполагалось, что деталь не требует изготовления ее из сортового материала определенного профиля, размеров и качественной характеристики. В противном случае запись должна содержать сведения о сортаменте (в числителе) и материале (в знаменателе), например:

где ГОСТ 8560-78* – стандарт на сортамент стали калиброванной шестигранной, с диаметром вписанного круга 8 мм, с полем допуска А 10 из стали марки 45, категории 5, с качеством поверх-ности группы В по ГОСТ 1051-73, термически обработанная (Т).

Где ГОСТ 8240-89 – стандарт на сортамент швеллеров, 20 – размер высоты швеллера, ГОСТ 535-88** – стандарт на прокат сортовой стали обыкновенного качества, марки 3, полуспокойной, категории 2. Проволока 1,6-10 ГОСТ 17305-71, 1,6 -диаметр проволоки, ГОСТ 17305-71* – стандарт на сортамент, 10 – марка стали по ГОСТ 1050-88 (без ссылки на него, так как это оговорено в стандарте на сортамент проволоки).

Труба 80X2,8 ГОСТ 3262-75 – труба водогазопроводная обычной точности изготовления, неоцинкованная, без резьбы, внутреннего диаметра 80 мм, с толщиной стенки 2,8 мм. Марка материала не указана, так как она определена в стандарте на сортамент таких труб.Размеры, содержащиеся в ссылках на сортамент, на изображении можно указывать только как справочные (размер толщины листа на рис. 7.82, как указанный в ссылке на сортамент в графе 3 основной надписи).Из сплавов цветных металлов в машиностроении наибольшие значения имеют легкие алюминиевые, магниевые и титановые сплавы, а также медь и ее сплавы.Алюминиевые сплавы, предназначенные для литья, обозначают АЛ1, АЛ2 и т. д., для ковки – АК1, АК2 и т. д., обрабатываемые давлением – Д1, Д2 и т. д. (дюралюминий). Сплав алюминия с кремнием (Si) называют силумином – СИЛ-00, СИЛ-0 и т. д. Примеры обозначений:АЛ9 ГОСТ 2685-75 (для отливки тонких сложной формы деталей);АК8 ГОСТ 4784-74 (для поковок);Д16 ГОСТ 4784-74 (для штамповки высокопрочных и легких деталей).Цифры 9, 8, 16 указывают номер сплава.Бронзы подразделяют на оловянные (олово – дорогой, дефицитный материал) и безоловянные. Примеры обозначения:БрОЦСНЗ-7-5-1 ГОСТ 613-79 – бронза оловянная литейная;БрАЖМЦ 10-3-1,5 ГОСТ 1628-78 – бронза алюминиевая;БрБНТ1,7 ГОСТ 18175- 78 – бронза бериллиевая (применяют для пружин и пружинящих деталей).В приведенных примерах буквы обозначают: О – олово, Ц – цинк, С – свинец, Н – никель, Ф – фосфор, А – алюминий, Ж – железо, Мц – марганец, Б – бериллий, Т – титан; цифры – среднее содержание элементов в %, например бронза ОЦСНЗ-7-5-1 содержит 3% олова, 7% цинка, 5% свинца, 1 % никеля, остальное – медь.Латуни – сплавы меди с цинком – дешевле бронз, хорошо обрабатываются. Из них изготавливают трубки, проволоку, листы, прутки и т. д. Пример обозначения:ЛС59-1 ГОСТ 15527-70, содержит 50% меди, 1 % свинца, остальное – цинк.Баббиты – оловянные и свинцовые антифрикционные сплавы.Примеры обозначения:Б16 ГОСТ 1320-74 (применяют в общем машиностроении);Б88 ГОСТ 1320-74 (применяют в ответственных конструкциях). Числа указывают содержание олова в процентах.Баббиты используют только в качестве заливки во вкладышах подшипников скольжения и т. п. деталях.Пресс-материал АГ-4 применяют для изготовления прессованием различных деталей и электроизоляции; выпускают по ГОСТ 20437-89Е марок В, BI0, С (стеклолента) и НС. Пример обозначения.:Пресс-материал АГ-4 в ГОСТ 20437-89. При необходимости указывают желательный цвет.Стекло органическое конструкционное выпускают по ГОСТ 15809-70* Е с толщиной листов от 0.8 до 24 мм. Пример обозначения: СОЛЗХ400Х500 ГОСТ 15809-70, где СОЛ – стекло органическое листовое, толщиной 3, шириной 400 и длиной 500 мм.Текстолит конструкционный выпускают по ГОСТ 5-78*Е, электротехнический- по ГОСТ 2910-74*Е. Примеры обозначений:Текстолит ПТК-20 сорт 1 ГОСТ 5-78, где ПТК – марка (ис-пользуемая, в частности, для изготовления бесшумных шестерен), 20 -диаметр стержня.Текстолит А-10,0 ГОСТ 2910-74, где А – марка, 10,0 – толщина листа.Гетинакс применяют для изготовления втулок подшипников, маховичков, трубок и т. д. По ГОСТ 2718-74*Е выпускают семи марок, используемых в зависимости от влажности, температуры и других условий среды. Пример обозначения:Гетинакс 1 12,0 ГОСТ 2718-74, где 12,0 -толщина листа.Паронит и прокладки из него выпускают по ГОСТ 481-80* семи марок: ПОН (общего назначения, для прокладок между неподвижными металлическими деталями (см. рис. 11.5); ПМБ (маслобензостойкий) и др. Пример обозначения:Паронит ПОН 0,8X300X400 ГОСТ 481-80, где 0,8 -толщина, 300 – ширина и 400 – длина листа в мм.Фторопласт используют для изготовления прокладок, шлангов, манжет, вкладышей подшипников и других изделий. Выпускают по ГОСТ 10007-80*Е марок: С -для специзделий, П – для электроизоляции, О – общего назначения, Т – для толстостенных изделий и трубопроводов. Пример обозначения:Фторопласт – 4 Л ГОСТ 10007-80.Пластины резиновые (I) и резинотканевые (II) выпускают по ГОСТ 7338-77* для вырезки из них прокладок для уплотнения неподвижных соединений марок МС (маслостойкая), МБС (масло- и бензостойкая) и др. Пример обозначения:Пластина 1 лист МС-М-ЗХ200Х 250 ГОСТ 7338-77, где М – мягкая, 3X200X250 – размеры в мм.Войлок технический и детали из него для машиностроения-тонкошерстный (ГОСТ 288-72*), полугрубошерстный (ГОСТ 6308-71*) и грубошерстный (ГОСТ 6418-81*). Примеры обозначений:Войлок ТС7 ГОСТ 288-72, где Т – тонкошерстный, С – сальниковый, 7 – толщина в мм.Кольцо СТ75-50-7 ГОСТ 288-72, где числа означают размеры кольца в мм.

Черные металлы. Наибольшее распространение в машиностроении по­лучили черные металлы – чугун и сталь.

Чугун. Содержание углерода в чугуне составляет более 2%. Кроме желе­за и углерода, в состав чугуна входят примеси: кремний, марганец, сера и фосфор. Последние два из них вредные.

Чугуны могут быть белыми, серыми, ковкими и высокопрочными, анти­фрикционными и легированными.

Серые чугуны имеют повышенное содержание кремния. Углерод, в отли­чие от белого чугуна, находится в них в свободном состоянии в виде чешуек графита. Серые чугуны являются основным материалом для производства чугунных отливок. Сплавы, из которых изготовляют отливки, должны об­ладать хорошими литейными свойствами: жидкотекучестью, незначи­тельной усадкой * , однородностью структуры, отсутствием неметалличес­ких включений и т. д.

Чтобы улучшить механическое свойство серого чугуна, был найден спо­соб воздействия на графит в тот момент, когда он только образуется в жид­ком чугуне. Способ этот называется модифицированием. Он за­ключается в том, что за несколько минут до заливки в форму в ковш вводят примерно 1% модификатора, например, ферросилиция с алюминием. Леги­рование, т. е. добавление хрома, марганца, никеля или молибдена, повыша­ет прочность 3 серого чугуна.

Основные марки серых чугунов, применяемых в машиностроении приве­дены в табл. 1.

Белый чугун получается при быстром охлаждении во время заливки ме­талла в форму. Он имеет уменьшенное содержание кремния или повышен­ное содержание марганца, тверд и хрупок. Используется в основном для пе­редела в сталь.

Ковкий чугун ** получается при длительном отжиге белого чугуна. В изломе такой чугун имеет серебристо-белый цвет. Он очень хрупок и об­ладает такой твердостью, которая совершенно исключает механичес­кую обработку. Чтобы изменить структуру ковкого чугуна, его модифи­цируют.

Модифицированный чугун имеет значительно большую прочность, чем обычный серый чугун. По прочности он приближается к некоторым маркам стали, но хрупкость его остается прежней. Чтобы повысить прочность чугу­на и одновременно улучшить его вязкость 5 , производят модифицирование металлом магнием. Такой чугун называют высокопрочным.

Примерное назначение некоторых марок чугуна, применяемых для изготовления деталей

Табл. 1

Высокопрочный чугун марок 35…100 по ГОСТ 7293-85 при­меняют для ответственных деталей и сложной конфигурации (коленчатые валы, корпуса насосов, поршневые кольца и т. п.).

Ковкий чугун по ГОСТ 1215-79 выпускают двух классов: – ферритного – Ф марок КЧ 30-6; КЧ 33-8; КЧ 35-10; КЧ 37-12; – перлитного – П марок КЧ 45-7; КЧ 35-5; КЧ 55-4; КЧ 60-3; КЧ 65-3; КЧ 70-2. Первые применяют для деталей, не работающих на истирание (рычаги, вилки, кре­стовины, фланцы и т. п.), вторые – для трущихся деталей (коленчатые и кулачковые валы, кулачки, муфты, тормозные барабаны и т. д.). Пример. Обозначение серого чугуна СЧ 15 ГОСТ 1412-85, где: СЧ – условное обозначение серого чугуна; 15 – цифровое обозначе­ние временного сопротивления МПа.10 -1 , Пример. Обозначение высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293-85, где: ВЧ – условное обозначение высокопрочного чугуна; 50 – цифровое обозначение временного сопротивления МПа.10 -1 . Пример. Обозначение отливки из ковкого чугуна ферритного класса КЧ 30-6-Ф ГОСТ 1215-79, где: КЧ – условное обозначение ковкого чугуна; 30 – цифровое обозна­чение временного сопротивления разрыву МПа(кгс/мм 2); 6 – отно­сительное удлинение; Ф – указание на ферритный класс.

Пример. Обозначение отливки из ковкого чугуна перлитного класса КЧ 60-3-П ГОСТ 1215-79, где: КЧ – условное обозначение ковкого чугуна; 60 – цифровое обозна­чение временного сопротивления разрыву МПа(кгс/мм 2); 3 – отно­сительное удлинение; П – указание на перлитный класс.

Примечание. В обозначении чугуна определение «серый», «ковкий», «высокопрочный» не пишут.

Сталь. Сталь сплав железа с углеродом (до 2%), содержащий в меньших размерах, чем в других сплавах, такие элементы, как кремний, марганец, сера, фосфор и др.

Сталь – самый распространенный материал в машиностроении. В отли­чие от чугуна она обладает ковкостью 1 , большой прочностью, твердостью, вязкостью, хорошо обрабатывается резанием и хорошо сваривается.

Стали подразделяются по химическому составу на углеродистые и леги­рованные.

В углеродистой стали важным компонентом является углерод. Он боль­ше остальных компонентов влияет на физико-механические свойства спла­ва, Примеси (кремний, фосфор и сера) – постоянные спутники в процессе выплавки стали, попадают в нее из руд.

Легированная сталь, кроме обычных примесей (кремния, марганца, се­ры и фосфора), содержит ряд легирующих элементов. Их специально вво­дят в сталь в момент плавки для получения определенных заданных свойств. К ним относятся: никель, хром, вольфрам, молибден, титан, вана­дий, алюминий, медь и кобальт.

Легирующие элементы, входящие в состав стали, определяют ее на­звание, например никелевая, хромомарганцевистая, хромоникелевая и т. д.

Легирующие элементы изменяют как механические, так и физические свойства стали. Так, например, хром увеличивает прочность, твердость и износостойкость стали, но снижает ее пластичность 2 ; никель повышает прочность, твердость и сопротивление коррозии; вольфрам повышает твердость. Однако при выборе легированных сталей надо иметь в виду и экономические соображения. Известно, что марганец, кремний и хром удорожают сталь незначительно, а никель повышает ее стоимость замет­но. При добавлении кобальта, вольфрама и молибдена сталь становится дорогой.

В стандарте на легированные стали приняты буквенные обозначения, приведенные в табл. 2.

Табл. 2

По применению стали могут быть конструкционные и инструменталь­ные. Конструкционные стали служат для изготовления различных инже­нерных конструкций, деталей машин, станков и многих других изделий. В этих сталях должны сочетаться прочность, пластичность и вязкость. Конст­рукционные стали обладают также хорошими литейными свойствами, сва­риваемостью, обрабатываемостью и т. п.

Углеродистые конструкционные стали бывают обыкновенного качества и качественные. Стали углеродистые обыкновенного качества подразделя­ются на группы А (поставляемую по механическим свойствам), Б (постав­ляемую по химическому составу) и В (поставляемую по механйческим свой­ствам с дополнительными требованиями по химическому составу). В зави­симости от способа выплавки стали марок Б и В дополнительно маркируют­ся. Примерное назначение некоторых марок стали, применяемых для изго­товления деталей, приведено в табл. 3.

Таблица 3

Примерное назначение некоторых марок стали, применяемых для изготовления

Примечание. В графе «Примерное назначение» можно встретить перечень деталей одного названия, например болты, валики, оси и др. Это значит, что одинаковые по своему названию детали могут иметь разное назначение, режим работы, марку.

Сталь группы А маркируется буквами Ст и цифрами (от Ст.О до Ст.6). Сталь группы Б маркируется буквами М, К, Б (мартеновская, конверторная, бессемеровская): МСт1, МСт2, МСтЗ и т. д. Сталь группы В изготовляется мартеновским способом и маркируется буквой В и цифрой: ВСт2, ВСтЗ. Циф­ра в марке стали означает содержание углерода. Чем больше цифра, тем проч­нее и тверже сталь с соответствующим снижением пластичности и вязкости.

Сталь углеродистая качественная конструкционная выпускается по ГОСТ 1050-88 следующих марок: 10, 15, 20 и др. Если в обозначении марки стали рядом с числом стоит буква Г (например, 65Г), значит, в стали есть марганец.

Инструментальная сталь служит для изготовления режущего, меритель­ного, бурового и прочего инструмента (см. табл. 3).

Высокоуглеродистая инструментальная сталь маркируется по содержа­нию углерода в десятых долях процента: У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13. Буква У указывает, что сталь углеродистая.

Пример. Обозначение высококачественной хромокремнемарганцовистой стали: 35ХГСА ГОСТ 4543-71,

где: 35 – среднее содержание углерода (0,35%); X – хром; Г – марга­нец; С – кремний; А – указание на высококачественную сталь. Инстру­ментальные и иные стали, содержащие минимальное количество фосфора и серы, отмечают буквой А: У8А…У13А.

Сталь легированная конструкционная в зависимости от химического со­става и механических свойств подразделяется на качественную (15Х, 20Х, ЗОХ, 35Х, 40Х, 15ХФ, 18ХГ, 40ХН, 15Н2М, 15ХМ) и высококачественную (38ХА, 12ХНЗА, 20ХНЗА, 40ХФА, 35ХГСА и др.).

Цифры перед буквами указывают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Цифры после букв – примерное процентное содержа­ние соответствующего легирующего элемента в целых единицах. Если цифры нет, значит содержание легирующего элемента равно примерно 1% и менее 2%. Марки высококачественной стали имеют в конце обозначения букву А.

Высококачественная сталь отличается от качественной меньшим содер­жанием углерода, вредных посторонних примесей и более повышенными механическими свойствами.

При чтении обозначения материалов в основной надписи чертежа могут встретиться стали и сплавы с особыми физическими и химическими свойст­вами. К этим сталям и сплавам могут быть отнесены следующие:

• нержавеющие и кислотостойкие стали марок 10X13, 20X13, 30X13, 40X13, 12Х18Н9;
• жаростойкие стали марок 40Х9С2, 15Х6СЮ, 10Х13СЮ; быстрорежущая сталь марок Р9, Р9Ф5, РКЖ5Ф5 и др.

Твердые сплавы. В современном производстве твердые сплавы находят большое применение в металлообрабатывающей, горной и других отраслях промышленности. Режущие свойства инструментов, изготовленного из твердого сплава, нарушаются лишь при температуре 1000 °С. Таким обра­зом, режущий инструмент, оснащенный

пластинками из твердого сплава, может работать в несколько раз производительнее, чем такой же инстру­мент из быстрорежущей стали.

Твердые сплавы делятся на группы: вольфрамовая, титано-фольфрамовая и титано-тантало-вольфрамовая. Некоторые марки твердых сплавов приведены в табл. 4.

Таблица 4

Некоторые марки твердых сплавов

Пример. Обозначение твердого сплава из титана ВК2 ГОСТ 3882-74, где: В – указание на содержание карбида вольфрама; К – кобальт; 2 – процентное содержание кобальта (остальные 98% – карбид вольф­рама).

Пример. Обозначение твердого сплава из титана Т15К6 ГОСТ 3882-74, где: Т – условное обозначение титана; 15 – процентное содержание кар­бидов титана (остальные 79% составляет карбид вольфрама); К – кобальт; 6 – процентное содержание кобальта (6%). Всероссийский научно-исследовательский институт твердых сплавов (ВНИИТС) разработал ряд сплавов, которые по многим показателям пре­восходят существующие. Один из них предназначен для обработки углеро­дистых и легированных сталей. Сплав в 1,05…1,2 раза прочнее сплава Т15К6, а по износостойкости превосходит его в 1,86…2,2 раза. Для обработ­ки легированных и модифицированных чугунов предназначен сплав, при­мерно в 2 раза” превосходящий по износостойкости сплав марки ВК6М и в 1,4…1,8 раза прочнее его.

Титан – один из самых «молодых» металлов. Титановые сплавы вдвое прочнее и легче самой высококачественной стали. При температуре 500°С они остаются более прочными, чем, например, нержавеющая сталь при комнатной температуре. Известно, что наружная оболочка самолета при скорости полета свыше 2000 км нагревается до температур, при которых алюминиевые сплавы теряют свою прочность. В связи с этим в сверхзвуко­вых самолетах применяют титановые сплавы.

Кроме прочности и легкости, титан обладает исключительной коррозий­ной стойкостью в самой «агрессивной» среде, т. е, в среде, содержащей вредные газы, растворы солей, кислот и щелочей, способствующих быстро­му разрушению металлов и сплавов. Если другие металлы быстро окисля­ются, ржавеют, то титан надежно противостоит кислотам, солям и щело­чам. Отсюда ясно, какую роль способен сыграть такой металл в бурно раз­вивающейся химической промышленности.

Цветные металлы и их сплавы . Область применения цветных металлов в современном машиностроении огромна. Объясняется это тем, что некото­рые их свойства лучше соответствующих свойств сталей и чугунов.

К цветным металлам относятся: алюминий, медь, цинк, олово, сви­нец, никель, кобальт и др. Их условное обозначение приведено в табл. 5. Применяют цветные металлы главным образом в виде сплавов. Наиболее широкое распространение в машиностроении получили сплавы алюми­ния и меди.

Таблица 5

Условное обозначение элементов при маркировке цветных металлов

Алюминий и алюминиевые сплавы. Алюминий после кислорода и кремния самый распространенный в природе элемент. Он име­ет серебристо-белый цвет, пластичен, обладает высокими антикоррозийны­ми свойствами и хорошей электропроводностью. Алюминий прекрасно про­катывается, штампуется и куется. Он в три раза легче чугуна и стали. В чи­стом виде в природе не встречается, однако с другими элементами он обра­зует около 250 соединений. Сплавы алюминия силумин и дуралюмин полу­чили очень широкое распространение.

Силумины – это литейные сплавы алюминия с кремнием, магнием и ме­дью. Дуралюмины – это пластические сплавы алюминия с медью, магни­ем, марганцем, кремнием и железом.

Алюминиевые сплавы нашли широкое применение в авиационной, авто­мобильной, тракторной промышленности, в приборостроении, а также при изготовлении предметов широкого потребления. В последнее время не оста­лось почти ни одной отрасли промышленности, где можно обойтись без алюминия и его сплавов. В табл. 6 приведены примеры применения алюми­ниевых сплавов.

Пример. Обозначение алюминиевого сплава АЛ4 ГОСТ 1583-89Е, где: А – условное обозначение алюминия; Л – литейный сплав; 4 – по­рядковый номер сплава.

Таблица 6

Примерное назначение некоторых марок алюминиевых сплавов, применяемых для изготовления деталей

Медь и медные сплавы . Медь тяжелее чугуна и стали. Она обла­дает высокой пластичностью, электропроводностью, антикоррозийностью. Ее применяют для изготовления токопроводящих деталей, проводов.

В промышленности весьма широкое применение нашли сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и другими элементами.

Латуни. Латуни – это сплавы меди с цинком. Процентное содержа­ние цинка в латуни колеблется от 3% (Л96) до 43% (ЛС59-1). Латунь очень прочный и пластичный материал, а также более дешевый, чем медь.

Пример. Обозначение латуни Л63 ГОСТ 15527-70,

где: Л – условное обозначение латуни; 63 – процентное содержание ме­ди (63%), остальное – цинк и примеси (37%).

Латуни разделяются на обрабатываемые давлением и литейные. В табл. 7 приведены примеры использования латуней при изготовлении различных изделий.

Бронзы . Различают оловянные бронзы, где преобладающим легирую­щим компонентом является олово, и безоловянные бронзы, представляю­щие собой медные сплавы, легированные другими компонентами.

Оловянные бронзы обладают хорошими механическими и литейными свойствами, а также высокой антикоррозийностью. Так как олово – доро­гой металл и дефицитный, то в настоящее время широко применяют безоловянные бронзы. Некоторые из них по своим механическим и антикоррозион­ным свойствам выше оловянных. Таковы, например, алюминиевые бронзы.

Примерное назначение некоторых марок латуни, применяемых для изготовления деталей

Хорошими литейными и антифрикционными свойствами обладают слож­ные алюминиевые бронзы. Легирующими компонентами в них, кроме алюми­ния, являются: железо, никель, марганец, а в некоторых сплавах – свинец.

Пример. Обозначение оловянной бронзы БрОЦСНЗ-7-5-1 ГОСТ 613-79,

где: Бр – условное обозначение бронзы; ОЦСН – буквенное обозначение элементов; 3-7-5-1 – содержание этих элементов в процентах (3% – олова, 7% – цинка, 5% – свинца, 1% – никеля), а остальное – медь (84%).

Пример. Обозначение безоловянной бронзы БрАЖН10-4-4 ГОСТ 18175-78, где: Бр – условное обозначение бронзы; АЖН – буквенное обозначение элементов; 10-4-4 – содержание этих элементов в процентах (10% – алю­миния, 4% – железа, 4% – никеля), а остальное – медь и примеси (82%).

В табл. 8 приведены некоторые марки бронз, применяемых при изготов­лении различных деталей.

Таблица 8

Примерное назначение некоторых марок бронз, применяемых для изготовления деталей

Олово – мягкий металл серебристо-белого цвета. Благодаря устойчиво­сти олова по отношению к действию воздуха, воды, слабых кислот и неядови­тости его солей изделия из него находят различное применение в промыш­ленности и быту. Большое количество олова идет на лужение жести и медных изделий. Олово входит в состав антифрикционных сплавов, бронз, припоев.

Цинк – тяжелый металл синевато-серого цвета с сильным металличе­ским блеском, хрупкий при обычной температуре. В промышленности ис­пользуют главным образом сплавы цинка, например, латуни. Большое ко­личество цинка расходуется на цинкование железа.

В красочной промышленности цинк и его производные используются для изготовления белил и литопона***. Окись цинка употребляется в резино- *вой, стекольной, керамической и других производствах.

Свинец – металл синевато-серого цвета с сильным блеском в свежем разрезе. Свинец очень мягкий, пластичный, легкоплавкий металл. Он сравнительно плохой проводник тепла и электричества. В промышленнос­ти свинец находит применение в производстве аккумуляторов, кабеля и др. Он используется в качестве составного компонента во многих сплавах. Большое применение свинец имеет в химической промышленности, на­пример при изготовлении специальной химической посуды.

Баббиты – антифрикционные сплавы на свинцовой, оловянной, мед­ной, алюминиевой и цинковой основах. Баббиты главным образом приме­няют для заливки подшипников электродвигателей, турбин, насосов, стан­ков. Они обладают низким коэффициентом трения, пластичностью и хоро­шей прирабатываемостью.

Баббиты маркируют буквой Б с числом, указывающим процентное со­держание в сплаве олова, либо с буквой, характеризующей основной компо­нент сплава (Н – никель, К – кальций и др.). Например, оловянные бабби­ты с наиболее высокими антифрикционными свойствами имеют марку Б83. Это означает, что в них содержится 83% олова, а остальное – сурьма (11%) и медь (6%). Так как все баббиты содержат в том или ином количестве сурь­му и медь, то в марке материала их принято не указывать.

* Незначительная усадка – минимальное изменение объема при переходе из расплавленного со­стояния в твердое.

** Название “ковкий” чугун неверное: его ковать нельзя. Это название не соответствует своему на­значению, оно устарело, но по традиции употребляется и по сей день.

** Ковкость – способность металлов и сплавов изменять свою форму при обработке давлением без признаков разрушения.

*** Литопон – белый минеральный пигмент, применяется в малярных красках, для окраски лино­

леума и в резиновой промышленности.