Сталі групи В поставляють з гарантованими механічними властивостями та хімічним складом. Марка цих сталей перед сполученням Ст має букву В. Ступінь розкислення конструкційних сталей позначається додаванням в кінці марки відповідного індексу: сп, кп або пс. В марці спокійної сталі такий індекс може бути відсутнім. Чим більша цифра в марці сталей, тим вище вміст в сталі вуглецю, вище її міцність і твердість, але нижче пластичність та в'язкість. Наприклад, декілька марок конструкційних сталей звичайної якості: МСт4пс, ВСтЗсп.
Вуглецеві конструкційні якісні сталі маркіруються двохзначними числами 05, 08, 10, 15, 20...85, що означають середній вміст вуглецю в сотих долях відсотків. Наприклад, сталь 10 містить в середньому 0,10% С, сталь 45 - 0,45% С і т.д.
Вуглецеві інструментальні сталі виробляють якісними У7, У8, У9...У13 і високоякісними У7А, У8А... У13А. Буква У в марці показує, що сталь вуглецева, а число - середній вміст вуглецю в десятих долях відсотків.
Маркування легованих сталей складається з сполучення букв та цифр, що означають їх хімічний склад. Прийнято позначати хром - X, нікель - Н, марганець - Г, кремній - С, молібден - М, вольфрам - В, Титан - Т, ванадій - Ф, алюміній - Ю, мідь - Д ніобій - Б, бор - Р, кобальт - К, цирконій - Ц, фосфор - П, рідко земельні метали - Ч, азот - А. Цифра, що стоїть після букви, вказує на приблизний вміст легуючого елементу у відсотках. Якщо цифра відсутня, то легуючого елементу біля 1,0%. Число на початку марки легованої сталі показує вміст вуглецю в сотих долях відсотків. При відсутності числа на початку марки вуглецю у сталі біля 1,0%. Наприклад, сталь 20ХНЗ в середньому містить 0,20% С, 1% Сr, 3,9% Ni, а сталь ХВГ- 1% С, 1% Сr, 1% W, 1% Мп.
За якістю леговані сталі бувають якісні, високоякісні та особливовисокоякісні. Якщо сталь високоякісна означає буква А в кінці марки, особливовисокоякісна - буква Ш в кінці марки: наприклад, 20ХНЗ-А - сталь високоякісна, 30ХГС-Ш - особливовисокоякісна.
Призначення легованих сталей визначається їх хімічним складом. Конструкційні леговані сталі містять вуглецю приблизно до 0,45-0,50% (наприклад, сталі 40Х, 45Х2Н2МА, 50ХН). Інструментальні леговані сталі характеризуються більшим вмістом вуглецю (наприклад, сталі 60ХВ2С, 90ХС, ХВГ). В той же час інструментальні сталі, леговані такими елементами як вольфрам, ванадій, молібден можуть мати і меншу кількість вуглецю (наприклад, сталі 30Х2В8Ф, 40ХВ2С, 40Х2В5ФМ, 50ХНМ, 50ХГМ).
Леговані сталі зі спеціальними фізико-хімічними властивостями складають особливу групу сталей. Це, в більшості, сталі середньо- та високолеговані. До них відносять, наприклад, ресорно-пружинні сталі, що мають високий модуль пружності (50С2, 60С2, 65Г, 70СЗА, 50ХФА, 60С2Н2А); жаростійкі та жароміцні сталі, які володіють підвищеними механічними властивостями при високих температурах (12ХМ, 12ХМФ, 15Х5ВФ, 10Х12В2МФ, 10Х18Н10Т, 08Х14Н16Б); корозійностійкі або нержавіючі сталі стійкі проти дії зовнішнього середовища (08X13, 40X13, 12X17, 15X28, 12Х18Н8); зносостійкі сталі (ШХ15, 30Х10Г10, 110Г13Л).
Більш докладніші відомості про спеціальні сталі, їх призначення та властивості у відповідних стандартах.
Марки деяких груп вуглецевих та легованих сталей мають свої особливості, що вказують на належність до цієї групи.
Так, швидкорізальні інструментальні сталі позначаються літерою Р (рапід - швидкість) на початку марки. Цифри після літери Р вказують на вміст основного легуючого елементу - вольфраму у цілих відсотках. Крім того до складу швидкоріжучих сталей входить до 4,5% хрома та до 2,5% ванадія, які в марці не позначаються. При більш високому вмісту ванадію його середня кількість позначається у марці. Наприклад, сталь Р6М5 містить 0,85-0,95% С, 5,5-6,5% W, 3,0-3,6% Мо, 3,0-3,6% Сr, 2,0-2,5% V, а сталь Р9Ф5 - 1,4- 1,5% С, 9,0-10,5% W, 4,3-5,1% V, 3,8-4,4% Сr.
Марка підшипникових сталей починається з літери Ш, далі іде літера X(хром), цифри, що вказують на вміст хрому в десятих долях відсотків. Наприклад, сталі марок ШХ6, ШХ9, ШХ15 містять біля 1% С і відповідно 0,6; 0,9; 1,5% Сr. Ці сталі додатково можуть бути леговані кремнієм до 0,85%) і марганцем до 1,7% (наприклад, сталі ШХ15ГС, ШХ20ГС).
Ливарні вуглецеві сталі для одержання фасонних виливків маркуються двозначним числом, яке показує середній вміст вуглецю у сотих долях відсотків, після числа ставиться літера Л. Леговані ливарні сталі маркуються відповідно з загальноприйнятою системою, а в кінці марки ставиться літера Л. Для визначення ступеню відповідальності виливків у марки ливарних сталей, як правило, після літери Л через дефіс записується римська цифра /, // або III: І - виливки загального призначення; II - відповідального призначення; III - особливо відповідального призначення. Наприклад, 30Л-І, 35ХМЛ-І1, 110Г13Л-Ш.
Автоматні сталі із збільшеним вмістом сірки і додатково леговані свинцем (0,15- 0,35%) - С. селеном (0,08-0,30%)) - Е, кальцієм (0,002-0,008%))- Ц. Вони мають особливо гарну обробляємість різанням, тому застосовуються для обробки на верстатах-автоматах. На початку марки цих сталей ставиться літера А, після якої записується двозначне число, що показує середній вміст вуглецю у сотих долях відсотків. Наприклад, А12, АС14, АЦЗОХН, А35Е.
3 Чавуни
залізовуглецева сталь чавун сплав
Чавунами називають залізновуглецеві сплави, що містять більше 2,14% С. Постійних домішок в них також більше, чим в сталях.
Перша згадка про чавун зустрічається у китайському літописі „Цзочжуань” у записі, що стосується 513 р. до Р.Х.
Перший європейський чавун виплавляли на теренах Священної Римської імперії наприкінці ХIV ст., майже одночасно в австрійській Штирії та Північній Італії
З 1500 р. до 1700 р. світова виплавка чавуну зросла приблизно з 60 тис. т. до 104 тис. т. (в 1,7 разів), а за все XVII ст. з 104 тис. т. до 278 тис. т. (1790), тобто в 2,67 разів. А за наступні 80 років з 1790 по 1870 виплавка чавуну склала 12 млн. т., що в 43 рази більше ніж у 1790
В залежності від того, в якій формі присутній вуглець в сплавах, розрізняють білі, сірі, звичайні високоміцні та ковкі чавуни. Назва білих і сірих чавунів визначається кольором злому, назва ковкого - умовна.
Сірі, звичайні міцні і ковкі чавуни розрізняються умовами утворення графітних включень та їх формою, що відображується на механічних властивостях виливків.
Сірими звичайними називають чавуни з пластинчатою формою графіту. При маркуванні позначається буквами СЧ та двозначним числом, що показує найменше допустиме значення межі міцності при розтягуванні (в МПа), зменшене в 10 разів. Наприклад, СЧ15, СЧ25 (σв >150 МПа).
Високоміцними називають чавуни , в яких графіт має кулясту форму. Маркірують високоміцні чавуни двома буквами ВЧ і двома числами, розділеними рискою: перше число показує найменше допустиме значення межі міцності на розтягування ( в МПа), зменшене в 10 разів, а друге - відносне подовження (у відсотках). Наприклад, ВЧ38-17 (σв >380 МПа, δ > 17%).
Ковкими називають чавуни, в яких графіт має пластівчасту форму. Принцип маркування той же, що і високоміцних чавунів. Наприклад, КЧЗО-6 (σв > 300 МПа, δ > 6%).
Використана література
1. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений / Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др. / Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова.—2-е изд., испр. и доп.— М.: Машиностроение, 1986.—384 с.
2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. – 493 с
3. Технология конструкционных материалов. /А.М.Дальский й др. Учебник для ВУЗов. - М.: Машиностроение, 1987 - 664 с.
4. Маталин А.А. Технология машиностроения. Учебник для ВУЗов. Машиностроение, 1985 - 496с.
5. Хубка В. Теория технических систем.: Пер.с нем. - М.:Мир, 1987 - 208 с.
6. Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н. Технология машиностроения.