Титан и сплавы на его основе Титан и сплавы на его основе маркируются в соответствии с ГОСТ 19807-74 по буквенно-цифровой системе. Однако какой-либо закономерности в маркировке не имеется. Единственной особенностью является наличие во всех марках буквы Т, которая свидетельствует о принадлежности к титану. Числа в марке означают условный номер сплава.
Технический титан маркируется: ВТ1-00; ВТ1-0. Все остальные марки относятся к сплавам на основе титана (ВТ16, АТ4, ОТ4, ПТ21 и др).
Главным достоинством титана и его сплавов является хорошее сочетание свойств: относительно низкой плотности, высокой механической прочности и очень высокой коррозионной стойкости (во многих агрессивных средах). Основной недостаток – высокая стоимость и дефицитность. Эти недостатки сдерживают применение их в пищевой и холодильной технике.
Сплавы титана применяются в ракетной, авиационной технике, химическом машиностроении, в судостроении и транспортном машиностроении. Они могут использоваться при повышенных температурах до 500-550 градусов.
Изделия из сплавов титана изготавливают обработкой давлением, но могут быть изготовлены и литьем. Состав литейных сплавов обычно соответствует составу деформируемых сплавов. В конце марки литейного сплава стоит буква Л.
Магний и сплавы на его основе
Технический магний из-за его неудовлетворительных свойств не находит применения в качестве конструкционного материала. Сплавы на основе магния в соответствии с гос. стандартом делятся на литейные и деформируемые.
Литейные сплавы магнияв соответствии с ГОСТ 2856-79 маркируют буквами МЛ и числом, которое обозначает условный номер сплава. Иногда после числа пишут строчные буквы: пч – повышенной чистоты; он – общего назначения.
Деформируемые сплавы магния маркируют в соответствии с ГОСТ 14957-76 буквами МА и числом, обозначающим условный номер сплава. Иногда после числа могут быть строчные буквы пч, что означает повышенной чистоты.
Сплавы на основе магния обладают подобно сплавам на основе алюминия хорошим сочетанием свойств: низкой плотностью, повышенной коррозионной стойкостью, относительно высокой прочностью (особенно удельной) при хороших технологических свойствах. Поэтому из сплавов магния изготавливают как простые, так и сложные по форме детали, от которых требуется повышенная коррозионная стойкость: горловины, бензиновые баки, арматура, корпусы насосов, барабаны тормозных колес, фермы, штурвалы и многие другие изделия.
Олово, свинец и сплавы на их основе
Свинец в чистом виде практически не используется в пищевой и холодильной технике. Олово применяется в пищевой промышленности в качестве покрытий пищевой тары (например лужение консервной жести). Маркируется олово в соответствии с ГОСТ 860-75. Имеются марки О1пч; О1; О2; О3; О4. Буква О обозначает олово, а цифры – условный номер. С увеличением номера увеличивается количество примесей. Буквы пч в конце марки означают – повышенной чистоты. В пищевой промышленности для лужения консервной жести применяют олово чаще всего марок О1 и О2.
Сплавы на основе олова и свинца в зависимости от назначения подразделяются на две большие группы: баббиты и припои.
Баббиты – сложные сплавы на основе олова и свинца, которые дополнительно содержат сурьму, медь и другие добавки. Они маркируются по ГОСТ 1320-74 буквой Б, что означает баббит, и числом, которое показывает содержание олова в процентах. Иногда кроме буквы Б может быть другая буква, которая указывает на особые добавки. Например, буква Н обозначает добавку никеля (никелевый баббит), буква С – свинцовый баббит и др. Следует иметь в виду, что по марке баббита нельзя установить его полный химический состав. В некоторых случаях даже не указывается содержание олова, например в марке БН, хотя здесь его содержится около 10 %. Имеются и безоловянистые баббиты (например свинцово-кальциевые), которые маркируются по ГОСТ 1209-78 и в данной работе не изучаются. Баббиты являются наилучшим антифрикционным материалом и применяются в основном в подшипниках скольжения.
Припои
В соответствии с ГОСТ 19248-73 подразделяются на группы по многим признакам: по способу расплавления, по температуре расплавления, по основному компоненту и др. По температуре расплавления они подразделяются на 5 групп:
1. Особолегкоплавкие (температура плавления tпл ≤ 145 °С);
2. Легкоплавкие (температура плавления tпл > 145 °С ≤ 450 °С );
3. Среднеплавкие (температура плавления tпл > 450 °С ≤ 1100 °С );
4. Высокоплавкие (температура плавления tпл > 1100 °С ≤ 1850 °С );
5. Тугоплавкие (температура плавления tпл > 1850 °С).
Первые две группы применяются для низкотемпературной (мягкой) пайки, остальные – высокотемпературной (твердой) пайки. По основному компоненту припои подразделяют на: галлиевые, висмутовые, оловянно-свинцовые, оловянные, кадмиевые, свинцовые, цинковые, алюминиевые, германиевые, магниевые, серебряные, медно-цинковые, медные, кобальтовые, никелевые, марганцевые, золотые, палладиевые, платиновые, титановые, железные, циркониевые, ниобиевые, молибденоыве, ванадиевые.
В данной работе будет рассмотрена маркировка и применение припоев оловянно-свинцовых, серебряных и медно-цинковых. Оловянно-свинцовые припои маркируются по ГОСТ 21930-76 тремя буквами ПОС, что означает припой оловянно-свинцовый, и числом, которое указывает на содержание олова в процентах. Иногда могут быть добавлены буквы: К, М или Су, что означает добавка кадмия, меди или сурьмы. Через тире пишут число, указывающее на количество этой добавки в процентах.
Примеры:
ПОСК50-18 (припой оловянно-свинцовый, 50 % олова, 18 % кадмия, остальное – свинец).
ПОССу5-1 (припой оловянно-свинцовый, 5 % олова, 1 % сурьмы, остальное – свинец).
Припои этой группы имеют низкую температуру плавления и применяются при мягкой пайке. В пищевой промышленности может применяться припой с содержанием олова не менее 90 % (ПОС90), так как свиней образует вредные соединения с пищевыми продуктами.
Серебряные припои маркируют ПСр (что означает припой серебряный) и числом, которое указывает на содержание серебра в процентах. Остальное может быть медь, цинк, свинец.
Примеры:
ПСр72 (72 % серебра, остальное – медь).
ПСр70 (70 % серебра, 26 % меди, остальное – цинк).
ПСр62 (62 % серебра, 28 % меди, остальное – олово).
Иногда в марке есть дополнительные буквы, которые указывают на присутствие некоторых элементов.
Примеры:
ПСр50Кд (50 % серебра, 16 % цинка, остальное – кадмий).
ПСр25Ф (25 % серебра, 5 % фосфора, остальное – медь).
ПСр12М (12 % серебра, 52 % меди, остальное –цинк).
Из приведенных примеров видно, что по марке припоя всегда можно установить количество серебра. Полный состав припоя по марке установить невозможно.
Наиболее широко применяемые припои для твердой пайки – среднеплавкие. К ним относятся медно-цинковые (латуни). Они маркируются в соответствии с ГОСТ 23137-78 ПМЦ (припой медно-цинковый) и числом, указывающим на содержание меди в процентах.
Пример:
ПМЦ36 (36 % меди, остальное – цинк). Припой ПМЦ36 применяют для пайки латуней, содержащих до 65 % меди, ПМЦ48 – для пайки медных сплавов, содержащих меди свыше 68 %, ПМЦ54 – для пайки меди, томпака, бронзы и стали. Серебряные припои применяют наиболее широко в приборостроении, где требуется повысить электропроводность спая.
2.4. Классификация и маркировка инструментальных материалов
Инструментальные материалы подразделяются по составу на три большие группы: сталь, твердые сплавы (спеченые из порошков карбидов вольфрама и титана с кобальтом) и сверхтвердые материалы. По применению инструментальные материалы делятся на материалы для режущих инструментов, для измерительных инструментов и штамповые материалы.
Инструментальную сталь принято делить на три группы: нелегированную, легированную и быстрорежущую. По теплостойкости инструментальные материалы бывают нетеплостойкие (выдерживают при работе нагрев до 200 градусов), полутеплостойкие (выдерживают при работе нагревдо 300 градусов) и теплостойкие (выдерживают при работе нагрев 600 и более градусов).
Нелегированная (углеродистая) сталь маркируется буквой У и числом, которое указывает на содержание углерода (в отличие от конструкционнх сталей) в десятых долях процента, например У7 (0,7 % С), У12 (1,2 % С). Высококачественная сталь, имеющая низкое количество вредных примесей, обозначается в конце марки буквой А, например У10А. В некоторых марках инструментальной нелегированной стали может быть повышено содержание марганца по сравнению с обычным его содержанием. В этом случае в марке пишут букву Г, например У8Г. Нелегированная инструментальная сталь имеет низкую теплостойкость и прокаливаемость. Относится к нетеплостойким материалам. Кроме того, для получения высокой твердости инструменты при закалке необходимо охлаждать в воде. Это приводит к сильной деформации, а иногда и к образованию трещин. Поэтому такую сталь применяют для инструмента небольшого размера, простой формы, который не нагревается при работе.
Легированная инструментальная сталь маркируется по буквенно-цифровой системе аналогично легированной конструкционной, с той лишь разницей, что содержание углерода указывается в десятых долях процента. Поэтому, если содержание углерода в инструментальной стали будет менее одного процента, то число в начале марки будет однозначное (в конструкционной – всегда двузначное).
Пример:
8ВФ (0,8 % С, хрома и ванадия менее или равно 1 % каждого). При содержании около 1 % углерода число в начале марки не пишут. Иногда отсутствует число, если содержание углерода и более 1 %.
Примеры:
ХВГ (около 1 % углерода, и до 1,5 % хрома, вольфрама, марганца каждого).
Х12 (2,1 % углерода и 12 % хрома).
В некоторых случаях при содержании углерода более 1 % пишут двузначное число, например 11Х (1,1 % С,1 % Cr), 13Х (1,3 % С, 1 % Cr).
Легированная инструментальная сталь по теплостойкости мало отличается от нелегированной (углеродистой) – до 250–300 °С. Однако, эта сталь обладает более высокой прокаливаемостью и охлаждается при закалке в масле. Поэтому легированную сталь, так же, как и нелегированную, применяют для инструментов, которые не испытывают существенный нагрев при работе. Однако, благодаря ее более высокой прокаливаемости и возможности охлаждать при закалке в масле, из такой стали можно изготавливать инструмент сечением более 15 мм и сложной формы. Сталь, содержащую углерода около 1 % и более обычно применяют для режущего и измерительного инструмента, а содержащую 0,3–0,6 % углерода – для инструмента, работающего при ударных нагрузках (для штампов и др.).
Быстрорежущая сталь маркируется буквой Р, после которой число указывает на содержание вольфрама в прцоентах.
Пример:
Р18 (сталь быстрорежущая с содержанием 18 % вольфрама). Эта сталь содержит также примерно 1% углерода, около 4 % хрома и около 1,2 % ванадия. При содержании углерода более 1 % и наличии других элементов (отсутствующих в стали Р18 или содержащихся в других количествах) пишут соответствующие буквы и цифры.
Пример:
11Р3АМ3Ф2 (сталь быстрорежущая, содержит 1,1 % углерода, 3 % вольфрама, азот, молибден около 3 %, ванадий около 2 %, а также хром около 4 %).
Сталь, полученную методом электрошлакового переплава, обозначают буквой Ш, например Р6М5-Ш. Сталь, полученную из порошка, обозначают в конце марки через тире буквами МП. Например, Р9М4К8-МП.
Быстрорежущая сталь обладает повышенной теплостойкостью (до 600 °С) и применяется для изготовления всех видов станочных металлорежущих инструментов. Сталь, дополнительно легированные кобальтом и ванадием, обладает более высокой теплостойкостью (до 630-640 °С), например, Р9К5, Р6М5К5, Р12Ф2К10М3 и др.
Порошковая сталь обладает повышенной прочностью при изгибе, в 1,5–2 раза более высокой стойкостью по сравнению с быстрорежущей сталью обычного производства.
Разработаны стали (В11М7К23, В24М12К23 и др.), из которых изготавливаются инструменты высокой производительности (теплостойкость 700–725 °С). Стойкость на износ таких сталей при работе с некоторыми материалами до 30 раз выше по сравнению с обычной быстрорежущей типа Р18 и до 10 раз выше по сравнению с твердыми сплавами типа ВК8.
Создан новый класс инструментальной стали – карбидосталь. Это композиционный материал, в котором зерна тугоплавких карбидов (преимущественно TiC) равномерно распределены в связке из легированной стали. Их маркируют Р6М5-КТ20, где КТ20 означает карбид титана 20 %. Твердость таких материалов 87-89 HRA (приблизительно 70-72 HRC), теплостойкость 650–690 °С. Стойкость на износ в некоторых случаях в 2 раза выше, чем порошковой стали, и в 10 раз выше, чем стали Р18.
|