Ливарних латуней

Деформованих латуней;

ПЛАН

ТТ7К12; ТТ8К6; ТТ20К9

Т30К4; Т15К6; Т14К8; Т5К10

ВК3; ВК3-М; ВК4; ВК6-В; ВК6-ОМ; ВК8.

ПЛАН.

Сталь 3Х2В8Ф; 5Х3В3МФС

Р18; Р9; Р6М5; Р18М5; Р9К10; Р12Ф3

ХФ; ХВ4; ХВСГ

ПЛАН.

1. Класифікація інструментальних сталей за призначенням, прогартовуваністю, теплостійкістю.**

2. Марки сталей, властивості, термічна обробка, застосування.**

3. Тверді металокерамічні сплави, групи, марки, властивості, застосування.***

В інструментальних сталях С = 0,7 - 1,5%; л.е. = 1 - 25%.

Інструментальні сталі повинні мати:

- високу твердість;

- високу міцність;

- високу зносостійкість;

- теплостійкість (здатність зберігати високу твердість при нагріві);

- достатню прогартовуваність.

Леговані інструментальні сталі в порівнянні з вуглецевими мають більшу теплостійкість і прогартовуваність.

Класифікація інструментальних сталей:

1. Низьколеговані сталі для різальних інструментів.

Теплостійкість низька (200-250^оС), тому застосовують для виготовлення інструменту невеликого діаметру (різців, свердл, фрез, розверток, мітчиків і т.п.) при невеликих швидкостях різання.

Марки:

Ø до 20 мм – сталь 7ХФ; ХВ4 (низька прогартовуваність);

Ø до 25 мм – сталь Х;

Ø до 35 мм – сталь 9ХС;

Ø до 45 мм – сталь ХВГ;

Ø до 80 мм – сталь ХВСГ.

Приклад розшифровки: сталь 9ХС – інструментальна легована сталь, яка містить в середньому 0,9% вуглецю, приблизно по 1% хрому і кремнію.

Теплостійкість – 200-250^оС.

Т.о. – гартування від t =810-870^оС в маслі, низький відпуск; HRC 62-64.

2. Швидкорізальні сталі – високолеговані сталі, теплостійкість – 600-650^оС; швидкість різання в 2-4 рази більше, ніж у інших сталей.

Основні легуючі елементи – W, Mo, Co; С ≈ 1%.

Марки позначають буквою «Р» («rapid» - швидкий), число після Р – середній вміст вольфраму у %.

Марки: сталь Р18; Р9; Р6М5; Р18М5; Р9К10; Р12Ф3.

Приклад розшифровки: сталь Р6М5 – швидкорізальна сталь з середнім вмістом вуглецю 1%, вольфраму 6%, молібдену 5%.

Це сталі ледебуритного класу. Їх після кування піддають відпалу, потім гартують від t = 1210-1290^оС (для розчинення вторинних карбідів в аустеніті) в маслі і піддають 3-кратному високому відпуску (t = 550-570^оС). Структура після гартування: М + К + А_зал (25-30%). Після відпуску твердість збільшується (вторинна твердість) через виділення карбідів – HRC 63-67.

Застосування: для виготовлення всіх видів різальних інструментів.

3. Сталі для вимірювальних інструментів.

Властивості: висока твердість, зносостійкість, постійність розмірів, добра оброблюваність.

Марки: сталі У8 – У12; сталь Х; ХГС; ХВГ; 9ХС –для виготовлення калібрів, шаблонів, мікрометрів; сталь 15Х; 20Х – для виготовлення скоб, лінійок.

Приклад розшифровки: сталь ХВГ – інструментальна легована сталь, яка містить в середньому 1% вуглецю, по 1% хрому, вольфраму та марганцю.

Т.о. – гартування в маслі + низький відпуск; HRC 63-64.

4. Сталі для штампів холодного деформування.

Властивості: висока зносостійкість, достатня міцність, задовільна в’язкість.

Марки: сталі У10-У12; сталь Х; ХВГ; ХВС (Ø до 25 мм); Х12; Х12М; Х12Ф1; Х6ВФ – для великих штампів складної форми.

Т.о. – гартування + низький відпуск; HRC 60-63.

Теплостійкість – 200-350^оС.

5. Сталі для штампів гарячого деформування: С = 0,3-0,6%.

Властивості: добра теплостійкість, зносостійкість, теплопровідність, в’язкість, міцність.

Марки: сталь 5ХНМ; 5ХГМ; 5ХНВ (теплостійкість – 500-550^оС);

сталь 4Х5В2ФС; 4Х5МФ1С (теплостійкість до 600^оС);

сталь 3Х2В8Ф; 5Х3В3МФС (теплостійкість – 600-700^оС).

Приклад розшифровки: сталь 4Х5В2ФС – інструментальна легована сталь, яка містить в середньому 0,4% вуглецю, 5% хрому, 2% вольфраму, по 1% ванадію та кремнію.

Т.о. – гартування + високий відпуск; HRC 35-50.

Контрольні питання

1. Скільки вуглецю та легуючіх елементів мають інструментальні леговані сталі?

2. Назвіть основні вимоги до інструментальних сталей?

3. Розгляньте класифікацію та марки інструментальних сталей:

3.1 Низьколеговані сталі для різальних інструментів;

3.2 Швидкорізальні сталі;

3.3 Сталі для вимірювальних інструментів.

3.4 Сталі для штампів гарячого деформування.

4. Розшифруйте сталі:

4.3 сталі У8 – У12; сталь Х; ХГС; ХВГ; 9ХС; Х12; Х12М; Х12Ф1; Х6ВФ

4.4 сталь 5ХНМ; 5ХГМ; 5ХНВ (теплостійкість – 500-550^оС);

4.5 сталь 4Х5В2ФС; 4Х5МФ1С (теплостійкість до 600^оС);

Тверді сплави

Виготовляють методом порошкової металургії з порошків карбіду вольфраму WC, карбіду титану TiC, карбіду танталу ТаС та кобальту як зв’язки.

Тверді сплави поділяють на 3 групи:

1) Однокарбідні вольфрамові (WC + Со).

Марки: ВК3; ВК4; ВК6; ВК8.

Цифра – вміст кобальту, решта – карбід вольфраму WC.

Приклад розшифровки: ВК6 – твердий однокарбідний сплав, який містить 6% кобальту, решта – карбід вольфраму.

Літери в кінці марки: В – грубозернистий сплав, М – дрібнозернистий; ОМ – особливо дрібнозернистий. Наприклад: ВК6-В; ВК3-М; ВК6-ОМ.

Теплостійкість – до 850^оС.

Застосовують для різання чавуну, кольорових металів, жароміцних сплавів, загартованих сталей, неметалічних матеріалів.

2) Двокарбідні титановольфрамові (WC + TiC + Со).

Марки: Т30К4; Т15К6; Т14К8; Т5К10.

Цифра після Т – вміст TiC у %, після К – вміст Со у %, решта – WC.

Приклад розшифровки: Т15К6 – твердий двокарбідний сплав, який містить 15% карбіду титану, 6% кобальту, решта – карбід вольфраму.

Теплостійкість – до 900^оС.

Застосовують для обробки вуглецевих і легованих сталей.

3) Трикарбідні титанотанталовольфрамові (WC + TiC + ТаС + Со).

Марки: ТТ7К12; ТТ8К6; ТТ20К9.

Цифра після ТТ – сумарний вміст TiC і ТаС, після К – вміст Со у %, решта – WC.

Приклад розшифровки: ТТ8К6 – трикарбідний твердий сплав, який містить 8% карбідів титану і танталу, 6% кобальту, решта – карбід вольфраму.

Найменш тверді і теплостійкі (750-800^оС).

Застосовують для різання важкооброблюваних матеріалів, зокрема, жароміцних сталей.

Всі тверді сплави мають дуже високу твердість: HRA 86-92 (74-78 HRC).

Дуже дорогі, тому застосовуються у вигляді пластинок до різальних інструментів.

4)- Безвольфрамові тверді сплави (ТМ-1, ТМ-3, ТН-20, КНТ-16, ТС20ХН), склад яких наведено в табл. 6.1 Позначення цієї групи твердих сплавів умовні.

Сучасні тверді сплави

Таблиця 6.1 Марки, хімічний склад і властивості безвольфрамових твердих сплавів

	Склад сплава, %	Фізико-механічні властивості
Марка сплава	Карбіди титана і ніобія	Карбо- нітриди титана	Карбіди титана	Нікель	Молібден	Межа міцності при згибі, МПа, не менше	Твердість HRA, не менше
ТМ-1		-	-
ТМ-3		-	-
ТН-20	-	-
КНТ-16	-		-	19,5	6,5

Випускаються також пластини зі спеціальних твердих сплавів серії МС або ВП, що мають більш високі експлуатаційні властивості. Відповідність - в табл. 6.2.

Таблиця 6.2 Відповідність марок твердих сплавів серії МСі сплавів згідно ГОСТ 3882-74

Марка твердого сплава	Марка твердого сплава
серії МС	згідно ГОСТ 3882-74	серії МС	Згідно ГОСТ 3882-74
МС301	ВКЗ	МС131	Т5К10
МС313	ВК6	МС136	Т7К12
МС318	-	МС121	Т14К8
МС312	ВК6-М	МС111	Т15К6
МС212	ВК6-ОМ	МС101	Т30К4
МС321	-	МС1460	ТТ7К12Т
МС347	ВК8	МС221	ТТ10К8Б
МС241	-	МС137	ТТ20К9

Таблиця 6.3 Області застосування твердих сплавів

Сплав	Газузь застосування
ВК6	Чорнове і напівчорнове точіння, попереднє нарізування різьби токарними різцями, напівчистового фрезерування суцільних поверхонь, розсвердлювання і розточування отворів, зенкування сірого чавуну, кольорових металів, їхніх сплавів і неметалічних матеріалів
ВК6-ОМ	Чистова і напівчистова обробка твердих, легованих і відбілених чавунів, гартованих сталей і деяких марок нержавіючих, високоміцних і жароміцних сталей і сплавів, особливо сплавів на основі титану, вольфраму і молібдену (точіння, розточування, розгортання, нарізування різьби)
ВК8	Чорнове точіння і фрезерування при нерівномірному перетині зрізу, свердління, чорнове розсвердлювання, чорнове зенкування сірого чавуну, кольорових металів, їхніх сплавів і неметалічних матеріалів, обробка нержавіючих, високоміцних і жароміцних важкооброблюваних сталей і сплавів, у тому числі сплавів титану
Т5К10	Чорнове точіння при нерівномірному перетині зрізу, фасонне точіння, відрізка токарними різцями, чистове строгання, чорнове фрезерування складних поверхонь і інші види обробки вуглецевих і легованих сталей у вигляді поковок, штамповок і відливок по кірці і окалині
Т14К8	Чорнове точіння при нерівномірному перетині зрізу і безперервному різанні, напівчистове і чистовоге точіння, чорнове фрезерування суцільних поверхонь, розсвердлювання литих і кованих отворів, чорнове зенкування і інші види обробки вуглецевих і легованих сталей
Т15К6	Напівчорнове точіння при безперервному різанні, чистове точіння при нерівномірному різанні, нарізування різьби токарними різцями і головками, що обертаються, напівчистове і чистове фрезерування суцільних поверхонь, розсвердлювання і розточування попередньо оброблених отворів, чистове зенкування, розгортання та інші аналогічні види обробки вуглецевих і легованих сталей
Т30К4	Чистове точіння з малим перерізом зрізу (типу алмазної обробки), нарізування різьби, розгортання отворів в незагартованих і загартованих вуглецевих сталях
ТТ7К12	Важке чорнове точіння сталевих поковок, всі види строгання вуглецевих і легованих сталей, свердління отворів в сталі
МС137	Фрезерування в гарних і середніх умовах різання заготовок з конструкційних, автоматних, інструментальних, корозійно-стійких сталей, сталей для відливок при середніх швидкостях різання і перетинах зрізу. Висока механічна і термоударна міцність ріжучих крайок
МС146	Для важкого чорнового точіння, розточування, свердління, зенкерування, строгання, фрезерування відливок, штамповок і поковок з конструкційних, інструментальних і корозійно-стійких сталей, сталей для відливок при середніх і малих швидкостях різання і великих перерізах зрізу. Висока механічна і термоударна міцність ріжучих крайок

У промисловості широко використовують інструменти, оснащені твердими сплавами закордонного виробництва. У цьому випадку прийнято позначення твердих сплавів по ISO. Такі сплави включають три групи - Р, К і М, що складаються з декількох підгруп, наприклад Р01, Р10, Р20... Р40. Чим вище індекс у групі, тим нижче зносостійкість сплаву і рівень можливих швидкостей різання і вище міцність і можливий перетин зрізу.

Таблиця 6. 4 Класифікація й галузі застосування твердих сплавів

згідно ISO 513:2004

Позначення групи твердих сплавів	Група оброблюваних матеріалів
Р (Р01, Р20, Р20, Р30, Р40, Р50) М (М10, М20, М30) К (К01, К10, К20, К30) N (N01, N10, N20, N30) S (S01, S10, S20, S30) Н (Н01, Н10, Н20, Н30)	Вуглецеві та леговані конструкційні та інструментальні сталі Нержавіючі сталі аустенітного класу Чавуни сірі і ковкі Мідь, алюміній та їх сплави, пластмаси Жароміцні титанові сплави Сталі й чавуни в загартованому стані

Останнім часом в результаті вдосконалення хімічного складу твердих сплавів збільшено кількість їх груп і прийнята нова класифікація (табл. 6.5).

Відповідність різних марок твердих сплавів наведено в таблиці.

Таблиця 6.5 Взаємна відповідність марок твердих сплавів

Марка сплава згідно ISO	Марка сплава згідно ГОСТ 3282-74
Група	Підгрупа	Без покриття	З покриттям
Р		Т30К4	-
	Т14К6	-
	Т14К8
	МС137	МС1460
	Т5К10, МС131	МС2210
	МС146	-
М		МС221	МС2210
	ВК10-ОМ	-
К		ВК6-ОМ, МС313	МС3210
	МС318, ВК6, МС321	-
	ВК8, ВК8М	-

Контрольні питання

1. З яких матеріалів виготовляють тверді сплави?

2. Розгляньте класифікацію, назвіть склад та марки:

2.1. Однокарбідних вольфрамових твердих сплавів;

2.2. Двокарбідних титановольфрамових твердих сплавів;

2.3. Трикарбідні титанотанталовольфрамові твердих сплавів;

2.4. Безвольфрамових твердих сплавів (таблиця 6.1).

3. Розгляньте відповідність марок твердих сплавів серії МС і сплавів згідно ГОСТ 3882-74. (таблиця 6.2).

4. Розгляньте області застосування твердих сплавів (таблиця 6.3).

5. Розгляньте класифікацію і галузі застосування твердих сплавів згідно

ISO 513:2004 (таблиця 6.4).

6. Розгляньте взаємну відповідність марок твердих сплавів згідно ISO і

ГОСТ 3282-74 (таблиця 6.5).

Тема 6.3. Сталі і сплави з особливими властивостями

1. Різновиди сталей з особливими властивостями.**

2. Марки, властивості, застосування. **

В сталях з особливими властивостями: С ≤ 0,45%; л.е. = 7 – 30%.

До сталей з особливими властивостями відносять:

1) корозійностійкі (нержавіючі) – стійкі до корозії – руйнування металу під дією навколишнього середовища:

- хромові (Cr ≥ 13%) - марки: сталь 08Х13; 12Х13; 20Х13; 40Х13; 15Х25Т; 15Х28;

- хромонікелеві (18% Cr, 9-13% Ni) - марки: сталь 10Х18Н9Т; 12Х18Н9; 12Х18Н10Т.

2) жаростійкі (стійкі до окислення при високих температурах (> 500^оС) – марки: сталь 12Х17; 10Х13СЮ; 08Х20Н14С2;

3) жароміцні (стійкі до механічних навантажень при високих температурах) - марки: сталь 12Х8ВФ; 14Х17Н2; 15Х5М; 40Х9С2;

4) з особливими електричними властивостями та інші.

Контрольні питання

1. З чого виготовляють тверді сплави? Яким методом?

2. Як поділяють тверді сплави?

3. Розгляньте класифікацію та марки твердих сплавів:

3.1 Однокарбідних вольфрамових;

3.2 Двокарбідних титановольфрамових;

3.3 Трикарбідних титанотанталовольфрамових.

4. Розшифруйте тверді сплави:

5. Розгляньте класифікацію, марки та хімічний склад сталей з особливими властивостями:

5.1 Корозійностійкіх (нержавіючіх):

5.1.1 хромових (сталь 08Х13; 12Х13; 20Х13; 40Х13; 15Х25Т; 15Х28);

5.1.2 хромонікелевих (сталь 10Х18Н9Т; 12Х18Н9; 12Х18Н10Т).

5.2 Жаростійкіх (сталь 12Х17; 10Х13СЮ; 08Х20Н14С2);

5.3 Жароміцних (сталь 12Х8ВФ; 14Х17Н2; 15Х5М; 40Х9С2).

Розділ VІІ. Кольорові метали та їх сплави

Тема 7.1. Мідь та її сплави

1. Характеристика міді.**

2. Сплави на основі міді: латуні і бронзи, класифікація, марки, властивості, призначення**.

Властивості міді:

густина ρ = 8,94 г/см³; температура плавлення t_пл = 1083^оС; ГЦК – решітка;

σ_в = 220 МПа; δ = 50%; 35-40 НВ (в 2 рази менше, ніж у заліза);

висока електро- і теплопровідність; легко обробляється тиском, погано – різанням; невисокі ливарні властивості; добра корозійна стійкість.

Марки чистої міді (11 марок):

М00б; М0б – в електроніці

М1р - в електротехніці як провідниковий метал

М2; М3 - для виробництва сплавів.

б – безкиснева, р – розкислена, цифри – порядковий номер.

Найпоширеніші сплави міді – латуні і бронзи.

Латунь – сплав міді з цинком (обов’язково) та іншими елементами.

Склад латуней: Cu + Zn (+ Ni, Al, Si, Pb, Sn, Fe та ін.)

Класифікація латуней:

1. За хімічним складом:

прості (Cu + Zn);

спеціальні (Cu + Zn + інші елементи).

2. За способом виробництва:

деформовані;

ливарні.

3. За структурою:

однофазні(α) латуні (Zn ≤ 39%) – пластичні;

двофазні (α + β) латуні (Zn = 39-45%) – міцні.

Марки латуней: буква «Л» (латунь), букви, що позначають легуючі елементи:

А – алюміній; Б – берилій; Ж – залазо; К – кремній; Мц – марганець;

Н – нікель; О – олово; С – свинець; Ф – фосфор; Ц – цинк.

Цифри після літер – вміст міді та легуючих елементів у %.

Деформовані латуні:

- прості – Л60 (60% Сu, решта – Zn); Л70; Л90; Л96.

- спеціальні – ЛА77-2 (77% Сu, 2% Al, решта – Zn);

ЛН65-5 (65% Сu, 5% Ni, решта – Zn);

ЛО70-1 (70% Сu, 1% Sn, решта – Zn);

ЛК80-3 (80% Сu, 3% Si, решта – Zn);

ЛАН59-3-2 (59% Сu, 3% Al, 2% Ni, решта – Zn).

Ливарні латуні: ЛЦ40С (40% Zn, 1% Pb, решта – Сu); ЛЦ40Мц1,5; ЛЦ30А3; ЛЦ16К4.

Застосування: деталі хімічного машинобудування, судно-, приладобудування тощо.

Бронза – сплав міді з іншими елементами (може входити і цинк, але він не є основним легуючим елементом).

Класифікація бронз:

1. За хімічним складом:

олов’яні;

безолов’яні (алюмінієві, кремнієві, свинцеві, берилієві та ін.)

2. За способом виробництва:

деформовані;

ливарні.

Марки бронз: букви «Бр» (бронза), літери, що означають легуючі елементи (як в латунях), цифри, що показують середній вміст легуючих елементів у %.

Деформовані бронзи (пластичні):

БрОЦ4-3 (4% Sn, 3% Zn, решта – Cu); БрОФ8-0,3; БрОЦС4-4-4;

БрА5; БрАЖ9-4;

БрКН1-3; БрБ2; БрС30.

Ливарні бронзи (непластичні, добрі ливарні властивості): БрО4Ц7С5; БрА9Мц2Л; БрО10Ф1; БрА10Ж4Н4Л.

Застосування: виготовлення арматури, втулок, деталей підшипників, вінців зубчастих коліс, прокладок, пружин.

Контрольні питання

1. Наведить властивості міді:

густина ρ = 8,94 г/см³; температура плавлення t_пл = 1083 ^о С; ГЦК – решітка;

σ_в = 220 МПа; δ = 50%; 35-40 НВ (в 2 рази менше, ніж у заліза);

2. Де використовується чиста мідь? Марки чистої міді?

3. Розгляньте класифікацію та марки латуней:

Дата добавления: 2017-02-01