Справочник по вакуумной технике и технологии - Розбери Ф.
11. МАТЕРИАЛЫ И НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ИХ ОБРАБОТКИ
МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ
Металлы и сплавы различаются по числу и содержанию легирующих компонентов н по степени чистоты: простые металлы и металлические сплавы двойные (двухкомпонентные), тройные (трехкомпонентные), четверные (четырехкомпонентные) и т. д.; сплавы низколегированные, среднелегированные н высоколегированные; металлы и сплавы пониженной чистоты, средней чистоты, повышенной чистоты, высокой чистоты и особой чистоты.
Все металлы и их сплавы подразделяют на черные и цветные. Железо называют черным металлом, любой другой металл, кроме железа, — цветным металлом.
К черным сплавам относят:
сталь — сплав железа с углеродом, содержащий до 1,7 % углерода!
МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ
181
чугун — сплав железа с углеродом, содержащий более 1,5 % углерода;
ферросплав — передельный сплав, содержащий более 10 % железа н не менее 10 % легирующего компонента.
К цветным сплавам относят: магниевые, алюминиевые, никелевые, медные, цинковые, оловянные, ртутные (амальгамы), свинцовые и др. Основными компонентами этих сплавов соответственно являются магний, алюминий, никель, медь, цинк, олово, ртуть, свинец и др. Сокращенные наименования металлов и сплавов н обозначения нх марок устанавливаются соответствующими ГОСТами.
Металлы н их сплавы характеризуются свойствами: физическими (цвет, удельный вес, плавкость, электропроводность, магнитные свойства, теплопроводность, теплоемкость, коэффициент линейного расширения); химическими (окнсляемость, растворимость, коррозионная стойкость); механическими и технологическими.
К механическим свойствам относят:
прочность — способность материала сопротивляться действию внешних сил без разрушения.
твердость — способность материала противостоять проникновению в него другого, более твердого материала.
упругость — способность материала восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия внешних сил, вызвавших деформацию.
хрупкость — свойство твердых тел разрушаться под действием нагрузки ниже предела упругости.
вязкость — свойство, обратное хрупкости. пластичность — свойство, обратное упругости,
К технологическим свойствам относят:
обрабатываемость резанием — способность материала подвергаться обработке резанием. Обрабатываемость обычно определяется скоростью резання и шероховатостью обработанной поверхности;
прокаливаемость — способность сплава воспринимать закалку в глубину от поверхности детали.
обрабатываемость давлением — способность металлов и сплавов изменять свою форму прн обработке давлением. Сталь, железо, медь, алюминий, циик, свинец, латунь, олово и другие металлы и их сплавы обладают хорошей ковкостью, что позволяет подвергать их прессовке, ковке, штамповке. У большинства металлов ковкость меняется с изменением температуры нагрева. Некоторые металлы куются без нагрева;
свариваемость — свойство металлов давать качественные соединения при сварке, характеризующиеся отсутствием трещин и других пороков в свариваемых металлах (в швах и в прилегающих к ним зонах);
жидкотекучесть — способность металла илн сплава в расплавленном состоянии заполнять литейную форму.
Чугуны. Чугуны по составу отличаются от стали более высоким содержанием углерода, по технологическим свойствам — лучшими литейными качествами.
В зависимости от состояния углерода в чугуне различают: белые чугуны, в которых углерод находится в виде цементита; серые чугуны, в которых углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в форме пластинчатого графита;
182
МАТЕРИАЛЫ И НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ИХ ОБРАБОТКИ
высокопрочные чугуны, в которых углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в форме шаровидного графита;
ковкие чугуны, в которых весь углерод или его значительная часть находится в свободном состояинн в форме хлопьевидного графита; ковкий чугун получается соответствующей термообработкой отливок из белого чугуна.
Марки чугунов обозначают буквами н цифрами: СЧ — серый чугун, ВЧ — высокопрочный чугун, КЧ — ковкий чугун.
Изготовляют отлнвки нз следующих марок серого чугуна: С1! 10, СЧ 15, СЧ 18. СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40, СЧ 45.
Стали. По химическому составу стали разделяют на углеродистые в легированные, содержащие, кроме углерода, один или несколько легирующих компонентов (никель, вольфрам, хром и др.). В зависимости от содержащихся компонентов сталь получает соответствующее название: никелевая, хромистая, хромоннкелевая и т. д.
По качеству стали подразделяются на стали обыкновенного качества, качественные и высококачественные, по назначению — на конструкционную, инструментальную и специальную (коррозионно-стойкая, жаропрочная, кислотостойкая и др.).
Для обозначения марок сталей принята буквенно-цифровая система. Элементы, входящие в состав металлов и сплавов, условно обозначают следующими буквами русского алфавита: Ю — алюминий, Р — бор, Ф — ванадий, В — вольфрам, С — кремний, Г — марганец, Д — медь, М — молибден, Н — никель, Б — ниобий, Т — титаи, У — углерод, П — фосфор, X — хром. Цифры показывают содержание углерода и легирующего компонента. Первые две цифры в начале обозначения показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Цифры, стоящие после буквы, указывают примерное содержание легирующего компонента (в целых процентах), который данная буква характеризует. Если содержание компонента меньше или около 1 %, то цифра отсутствует, если содержание компонента около 1,5%, то ставится цифра 1, около 2 % — цифра 2 и т. д.
