Металлы и сплавы, их обозначения

6.3.1 К черным металлам относится железо и сплавы на его основе: сталь (содержание углерода до 2,14 % в соответствии с диаграммой железо-углерод), чугун (содержание углерода от 2,14 % до 6,67 % в соответствии с диаграммой железо-углерод).

Сталь – сплав железа с углеродом (и другими элементами). Сталь различают по назначению (конструкционные стали, коррозионно стойкие (нержавеющие) стали, инструментальные стали, жаропрочные стали, криогенные стали), химическому составу и механическим свойствам (углеродистая, легированная), видам обработки (горячекатаную, кованую, калиброванную и т.д.). Более подробные сведения о сталях приведены в 6.4.

6.3.2 Чугун – сплав железа с углеродом (и другими элементами) с содержанием более 2,14 %. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют; белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Иногда в чугуны вводят легирующие элементы (никель, хром, алюминий, молибден и т. д.), тем самым улучшая их свойства.

Чугун отличается высокими литейными свойствами, изделия из него изготавливают различными методами литья. Из-за низкой пластичности чугун не подвергается обработке давлением. Структура чугунов существенно зависит от их химического состава и скорости охлаждения.

Широко применяют серый чугун. Это металл дешевый, недефицитный, с хорошей жидкотекучестью, малой усадкой. Он легко обрабатывается режущим инструментом, обладает хорошими антифрикционными и демпфирующими свойствами. Серые чугуны маркируют буквами С - серый и Ч - чугун, далее следует число, обозначающее предел прочности при растяжении. Например, СЧ 15, СЧ 24, СЧ 30, СЧ 45.

Ответственные детали, например, коленчатые валы, зубчатые колеса, корпуса автомобильных моторов, крупные прокатные валки, корпуса паровых турбин и др. изготавливают из высокопрочного чугуна, благодаря его хорошим механическим свойствам. Высокопрочные чугуны маркируют буквами В - высокопрочный и Ч- чугун, далее следует число, обозначающее предел прочности при растяжении. Например, ВЧ 35, ВЧ 60, ВЧ 100 .

Термин «ковкий чугун» является условным, поскольку изделия из него, также, как и из любого другого чугуна, изготовляют не ковкой, а литьем. Этот чугун после заполнения литейных форм быстро охлаждают и получают белый чугун со специальной структурой. Наиболее трудоемкой и дорогостоящей операцией при производстве изделий из ковкого чугуна является отжиг.

Ковкий чугун маркируется буквами К – ковкий и Ч – чугун, далее следует число, обозначающее предел прочности при растяжении и число, обозначающее относительное удлинение. Например, КЧ 30-6, КЧ 65-3.

6.3.3 Ферросплавы — сплавы железа с другими элементами (хром, марганец, титан и др.), применяемые главным образом для раскисления и легирования стали (феррохром, ферросилиций). К ферросплавам условно относят также некоторые сплавы, содержащие железо лишь в виде примесей (силикокальций, силикомарганец и др.), и некоторые металлы и неметаллы с минимальным содержанием примесей.

6.3.4 Биметалл – двухслойный или многослойный материал, состоящий из двух различных металлов или сплавов, прочно соединенных по всей плоскости соприкосновения и представляющих собой монолитное целое.

Главным образом биметаллы используют как коррозионно-стойкие материалы. Имеются также антифрикционные, износостойкие, термобиметаллы, самозатачивающиеся, проводниковые и другие.

Коррозионностойкие биметаллы широко используют для деталей крупногабаритных конструкций, где вопрос о массе конструкции важен.

Подавляющее большинство выпускаемого коррозионностойкого биметалла приходится на биметаллы, которые в качестве основы имеют низкоуглеродистую или низколегированную сталь, а плакирующего слоя – коррозионностойкие стали, а также медные и никелевые сплавы, медь, никель, титан и некоторые другие.

6.3.5 Цветные (нежелезные) металлы и сплавы – все остальные, кроме черных. В настоящее время используется более 65 цветных металлов и очень много цветных сплавов. К ним относятся медь, алюминий, титан, никель, олово, цинк и др.; алюминиевые, титановые, медные, никелевые и многие другие сплавы.

Стали