ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Металлургический институт
Кафедра литейного производства
Маркировка металлических материалов
Методические указания
Составитель: доцент кафедры литейного производства, к.т.н. А.А.Суслов.
I. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1.1. Углеродистые стали
Углеродистые конструкционные стали по качеству (в зависимости от содержания вредных примесей) подразделяют на две группы: обыкновенного качества и качественные.
Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества (содержащие повышенное количество вредных примесей и др.) применяются для металлических конструкций и неответственных деталей машин, поставляются по ГОСТ 380-71.
В зависимости от способа раскисления могут быть спокойными (сп), полуспокойными (пс) и кипящими (кп). Допускается в спокойных сталях буквы (сп) не писать. Цифра (0-6) обозначает номер стали и не соответствует содержанию углерода, но с увеличением номера содержание углерода и прочностные характеристики растут.
Примеры маркировки: СтЗ - спокойная углеродистая сталь обыкновенного качества (0,14-0,22% С) СтЗкп - кипящая углеродистая сталь обыкновенного качества.
Качественные углеродистые конструкционные стали применяются для металлических конструкций и более ответственных деталей машин, поставляются по ГОСТ 1050-74.
Цифры (от 05 до 65) обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Стали с содержанием углерода до 0,25% могут поставляться спокойными (сп), полуспокойными (пс) и кипящими (кп). Стали с содержанием углерода больше 0,25% поставляются только спокойными. Буква "Г" обозначает, что сталь имеет повышенное содержание марганца (до 1,2%). Буква Л в конце марки обозначает, что сталь литейная.
Примеры маркировки:
Сталь 15кп - углеродистая конструкционная качественная сталь с содержанием 0,15% углерода, кипящая, для прокатки;
Сталь З0Л - углеродистая конструкционная качественная сталь с содержанием углерода 0,30%,спокойная, применяется для деталей получаемых методом литья;
Сталь З0Г - углеродистая конструкционная качественная сталь с содержанием углерода 0,30%, спокойная, содержащая повышенное количество марганца.
1.2. Легированные стали.
Конструкционные легированные стали обладают высокой конструктивной прочностью. Легирование позволяет повысить уровень механических свойств и глубину прокаливаемости.
Применяются конструкционные легированные стали для ответственных деталей машин и металлических конструкций, поставляются по ГОСТ 1050-74.
Принята буквенно-цифровая система маркировки легированных сталей. Основные легирующие элементы обозначают буквами:
| Х- хром | Т - титан |
| Г - марганец | К - кобальт |
| Н - никель | Б - ниобий |
| М - молибден | С - кремний |
| Ю - алюминий | А (в середине марки) - азот |
| Ц. - цирконий | В - вольфрам |
| Р - бор | Ф - ванадий |
| Е - селен | Ч – редкоземельные металлы |
Буква "А"" в конце марки указывает, что сталь относится к категории высококачественных (30ХГСА), если та же буква в середине марки - то сталь легирована азотом (16Г2АФ), а в начале марки буква "А" указывает на то, что сталь автоматная повышенной обрабатываемости резанием (А35Г2). Индекс "АС" в начале марки указывает, что сталь автоматная со свинцом.
Цифры после буквы в обозначении марки стали показывают среднее количество элемента (в процентах), округленное до целого числа. При среднем содержании легирующего элемента менее 1,5 % цифру за буквенным индексом не приводят. Содержание углерода указывается в начале марки в сотых долях процента. Если в начале марки цифр нет, то содержание углерода около 1%.
Примеры маркировки:
45ХН2МФ - конструкционная сталь, содержащая:
0,42-0,50%С; 0,5-0,8% Mn; 0,8-1,0 % Cr; 1,3-1,8 % Ni; 0,2-0,3 % Mo; и 0,10-0,18 % V.
Г13 - конструкционная сталь, содержащая: 1% С, 13% Мп.
35ГТРЛ – сталь литейная, содержащая 0,3-0,4%С; 0,9-1,5%Мп; 0,5-0,9%Si; 0,005-0,01 %Ti; 0,001-0,003%B; <0,06%Р; <0,05%S.
1.3. Шарикоподшипниковые стали.
Шарикоподшипниковые стали применяются для деталей шарикоподшипников (шариков, роликов, колец). Обозначаются буквой Ш - шарикоподшипниковая, X - хромистая и цифрой, указывающей содержание хрома в десятых долях процента.
Содержание углерода в подшипниковых сталях составляет около 1%. С увеличением содержания хрома и легирующих элементов увеличивается глубина прокаливаемости, т.е. увеличивается возможность изготовления из них деталей большего размера. Поставляется по ГОСТ 801-78.
Примеры маркировки:
ШХ6 - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 1% углерода и 0,6% хрома;
ШХ15СГ - шарикоподшипниковая сталь; содержащая 1% углерода, 1,5% хрома, кремния и марганца до 1%.
2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Углеродистые стали.
Углеродистые инструментальные стали применяются для различных инструментов, но имеют недостаточно высокую температуру красностойкости (200°С).
Обозначаются буквой У (углеродистая) и числом, обозначающим содержание углерода в десятых долях процента. Буква А в конце марки обозначает, что сталь высококачественная, т.е. имеет очень низкое содержание вредных примесей (S и Р). Если в конце марки буква А не стоит, то сталь качественная. Углеродистая инструментальная сталь изготавливается по ГОСТ 1435-74.
Примеры маркировки:
У8 - качественная углеродистая инструментальная сталь с содержанием углерода 0,8%;
У12А - высококачественная углеродистая инструментальная сталь с содержанием углерода 1,2%.
2.2. Углеродистые легированные инструментальные стали.
Легирование углеродистых сталей позволяет повысить прокаливаемость. Поставляются эти стали по ГОСТ 5980-73.
Первое число показывает содержание углерода в десятых долях процента. Буквы и цифры за ними обозначают легирующие элементы, так же, как в легированных конструкционных сталях.
Примеры маркировки:
7ХФ - углеродистая легированная инструментальная сталь с содержанием 0,7% углерода и менее 1% хрома и ванадия.
2.3. Быстрорежущие стали.
Применение быстрорежущих сталей для режущего инструмента позволяет повысить скорость резания в несколько раз, а стойкость инструмента - в десятки раз. Главной отличительной особенностью быстрорежущих сталей является их высокая красностойкость (600-700°С) при наличии высокой твердости (63-70 НRС) и износостойкости инструмента. Поставляются быстрорежущие стали по ГОСТ 19265-73.
В марках быстрорежущих сталей вначале приводят букву "Р" (Рапид), за ней следует цифра указывающая содержание вольфрама. Во всех быстрорежущих сталях содержится около 4%Сг, но в обозначении марки буквы "X" нет. Ванадий обозначается в марке стали, если его содержание более 2,0%. Содержание углерода в маркировке не указывается. Обычно его содержится 0,7-1,2%.
Примеры маркировки:
Р18 - быстрорежущая сталь состава: 0,7-0,8% С; 3,8-4,4% Сг; 17,0 - 18,5% V; 1,0 - 1,4% V;
Р6М5ФЗ - быстрорежущая сталь состава: 0,95-1,05% С; 3,8-4,4% Cr; 5,5-6% W; 4,6-5,2% Mo; 1,8-2,4 % V.
2.4. Твердые сплавы.
Твердые сплавы для режущего инструмента, получаемые методом порошковой металлургии, состоят из твердых карбидов W, Ti, Ta и вязкой связки Со. Чем выше содержание Со в сплаве, тем выше ударная вязкость, но ниже твердость. Температура красностойкости таких сплавов до 1000-1050°С.
Примеры маркировки:
ВК2 - вольфрамокобальтовый твердый сплав, содержащий 2% Со и 98% W;
ВК8 – (ПОБЕДИТ) - 8% Со и 92% W
Т5К10 - вольфрамотитанокобальтовый твердый сплав, содержащий 10% Со, 5% TiС и 85% WC;
ТТ10К8 - вольфрамотитанотанталокобалътовый твердый сплав, содержащий 8% Со, 10% TiС +TаС, 82% WC.
Хорошо зарекомендовали себя новые твердые сплавы, не содержащие дефицитного вольфрама. В этих сплавах используют карбид титана TiС и связку из Ni и Мо:.
КТС-1 - содержат 17-15% Ni; 9-7% Мо, остальное TiC (карбид титана);
ТН-20 - содержит 20% Ni, 5-10% Mo, остальное TiC (титано-никелевый).
3. МАГНИТОТВЕРДЫЕ И МАГНИТОМЯГКИЕ СТАЛИ.
В зависимости от назначения различают магнитотвердые и магнитомягкие материалы. Магнитотвердые стали применяют для изготовления постоянных магнитов. Магнитомягкие стали используются для работы в переменных электромагнитных полях.
Для листовых электротехнических сталей принята следующая маркировка: после первой буквы Э следуют две (или больше) цифры. Первая цифра за буквой Э показывает содержание кремния, вторая характеризует уровень электротехнических свойств (чем цифра выше, тем выше эти свойства).
Примеры маркировки:
ЕХЗ - магнитотвердая сталь для постоянных магнитов (1% С, 3% Сг), чем выше % Cr, тем больше прокаливаемость;
Э1, Э2 - магнитомягкие динамные стали;
ЭЗ, Э4 - трансформаторные стали;
ЭИ - горячекатаная магнитомягкая сталь с содержанием Si 1%, уровень электротехнических свойств - I.
4. ЧУГУНЫДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК.
Чугуны в отличие от стали имеют более высокое содержание углерода, обладают низкой способностью к пластической деформации и высокими литейными свойствами, поэтому используются для изготовления отливок. Чугун маркируется буквами и цифрами, характеризующими величину временного сопротивления при испытаниях на растяжение. Стандартами предусмотрены следующие чугуны - серый с пластинчатым графитом по ГОСТ 1412-85, высокопрочный с шаровидным графитом - ГОСТ 7293-85, ковкий с хлопьевидным графитом (углеродом отжига) по ГОСТ 1215-79, чугун с вермикулярным графитом – ГОСТ 28394-89.
Примеры маркировки:
СЧ20 – серый чугун с пластинчатым графитом, временное сопротивление при испытаниях на растяжение не менее 200 Мпа;
ВЧ50 – высокопрочный чугун с шаровидным графитом, временное сопротивление растяжению не менее 500 Мпа;
КЧ33-8 – ковкий чугун с хлопьевидным графитом, временное сопротивление растяжению не менее 330 Мпа, относительное удлинение не менее 8%
ЧВГ40 – чугун с вермикулярным графитом, временное сопротивление растяжению не менее 400 Мпа.
Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из антифрикционного чугуна согласно ГОСТ 1585-79, обозначаемые АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом:
АЧ – антифрикционный чугун: С – серый, В – высокопрочный, К – ковкий. Цифры обозначают порядковый номер сплава по ГОСТу.
5.СПЛАВЫЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
5.1. Сплавы на основе меди
Латуни
Двойные или многокомпонентные сплавы меди, где основным легирующим элементом является цинк, называются л а т у н я м и. Латунь - сплав меди с цинком, обозначаются начальной буквой сплава Л - латунь, после чего следуют первые буквы основных легирующих элементов:
| О - олово | Ж - железо |
| Мц - марганец | Ф - фосфор |
| А - алюминий | Б - бериллий |
| С - свинец | X - хром |
| Н - никель | К - кремний |
| Мш - мышьяк | Су-сурьма |
| Т - титан | Кд - кадмий |
После букв следуют цифры, указывающие содержание легирующих элементов в целых процентах.
Маркировка литейных и деформируемых латуней различна.
По новому ГОСТ 17711-80 литейные латуни обозначаются подобно сталям.
Примеры маркировки:
ЛЦ40С – латунь литейная, 40% Zn, 1% Pb, Cu – остальное (по старому ГОСТ 17711-72 соответствует марке ЛС 59-1Л –, латунь свинцовая, 59% Cu, 1% Pb, Zn – остальное, литейная).
ЛЦ23А6Ж3Мц2 - латунь литейная, 23% Zn, 6% Al, 3% Fe, 2% Mn, Cu – остальное (по старому ГОСТ 17711-72 соответствует марке ЛАЖМц 66-6-3-2 Л, 66% Cu, 23%Zn, 6% Al, 3% Fe, 2% Mn, Zn – остальное, литейная).
Деформируемые латуни маркируются в соответствии с ГОСТ15527-70
Л62 – латунь, содержащая меди 62%, остальное - цинк;
ЛЖМц 59-1-1 - латунь, содержащая 59% Cu, 1% Fe, 1% Mn, остальное цинк.
Двойная (Cu + до 10%Zn) деформируемая латунь имеет специальное название – томпа́к.
Бронзы
Б р о н з ы - сплавы меди с другими элементами (оловом, алюминием, свинцом, бериллием, кремнием и т.д.), в которых цинк не является основной легирующей добавкой.. Элементы обозначаются такими же буквами, как в латунях. Бронзы маркируют буквами Бр, цифры за буквами указывают содержание легирующих элементов в целых процентах. В бронзах не указывается содержание меди.
Основные свойства бронз - высокая коррозионная стойкость, хорошие литейные и износостойкие свойства.
Примеры маркировки:
Литейные оловянные бронзы маркируются по ГОСТ 613-79
БрО3Ц7С5Н1 – бронза литейная, 3% Sn,7% Zn, 5%Pb, 1%Ni
БрО10Ф1– бронза литейная, 3% Sn, 1% Р
По старому ГОСТ 613-65 литейные оловянные бронзы маркировались иначе:
БрОЦСН 3-7-5-1; БрОЦС 5-5-5.
Оловянные деформируемые бронзы маркируются по действующему ГОСТ 5017-74:
БрОФ 6,5-0,4; БрОЦС 4-4-2,5.
Безоловянные литейные бронзы маркируют по ГОСТ 493-79
БрА10Ж4Н4Л - бронза литейная, 10% Al, 4% Fe, 4% Ni, Cu – остальное
БрС30 - бронза свинцовая литейная, 30% Pb, Cu – остальное.
БрА9Ж4Л - алюминиевожелезистая литейная бронза, содержащая 9% Al.,4% Fe, остальное - медь.
Безоловянные деформируемые бронзы маркируют по ГОСТ18175-78:
БрБ2 -бериллиевая бронза содержащая 2% Ве остальное -медь;
БрА5; - двухкомпонентная алюминиевая бронза
БрАЖ 9-4;- алюминиево-железная бронза
БрХ 0,5; - хромовая бронза
БрБНТ 1,9 - деформируемая бронза, 1,9 % Be, 1% Ni, 1% Ti.
Некоторые медно-никелевые сплавы с добавками других легирующих элементов имеют специальные названия, например:
МНЖМц 30-1-1 – мельхиор,
МНЦ 15-20 – нейзильбер,
НМЖМц 28-2,5-1,5 – монель-металл,
МНЦ 40-1,5 – константан.
5.2. Сплавы алюминия
Сплавы на основе алюминия широко применяются в качестве конструкционных материалов. Сплавы на основе алюминия бывают деформируемыми и литейными. Если основной легирующий элемент литейных сплавов - кремний (Si), такие сплавы называются силуминами. Легирующие добавки обозначаются теми же буквами, как в литейных латунях и бронзах
Деформируемые сплавы бывают ковкими - обозначаются (АК) и обработанные прокаткой или волочением дуралюмины (Д). В маркировке сплава после букв обычно следует только условный номер сплава. Конкретный химсостав деформируемых сплавов следует уточнять по
ГОСТ 4784-74 или в справочниках.
Примеры маркировки:
Деформируемые алюминиевые сплавы по ГОСТ 4784-74:
АД – алюминий деформируемый,
АМг6 – деформируемый сплав Al + 6% Mg;
Д16 - деформируемый алюминиевый сплав дю
ралюмин;
В95 – высокопрочный деформируемый алюминиевый сплав дуралюмин;
АК5 - деформируемый алюминиевый сплав для ковки (алюминий ковочный).
Отдельная разновидность алюминиевых сплавов - Алюминий для раскисления и алюминотермии в чушках, по ГОСТ 295-73 маркируется буквами АВ (алюминий вторичный), цифры после букв означают содержание алюминия, остальное – примеси (Cu, Si, Fe и др.): АВ86; АВ92, АВ97.
Сплавы алюминиевые антифрикционные по ГОСТ14113-69, применяются как в литом, так и в деформированном состоянии:
АО 20-1 (20% Sn, символ меди не обозначается, 1% Cu, Al, – остальное)
АСМ; АН-2,5; АСМТ – конкретный химсостав уточнять по справочной литературе.
Сплавы алюминиевые литейные поГОСТ1583-93:
Маркировка сплавов данной группы основана на том же принципе, что и маркировка литейных латуней и бронз. Первая буква А означает основу сплавов – алюминий. После буквенного обозначения легирующей добавки (например, Мг – магний или М - медь) следует цифровое обозначение количества этой добавки в целых процентах. По действовавшему ранее ГОСТ 2685-63 сплавы маркировались буквами АЛ (алюминиевый литейный) и условным номером.
АК12 (АЛ2 по старому ГОСТу) – Al + 12%Si;
АК8 (АЛ34); АК10Су; АК8М (АЛ32); АК12М2МгН (АЛ25);
АМ4,5Кд (ВАЛ-10), АК7ч (АЛ9).
После марки может быть указано дополнение, характеризующее содержание примесей: ч−чистый; пч−повышенной чистоты; оч−особой чистоты; л−литейные сплавы; с−селективный.
5.3. Сплавы титана
Сплавы титана широко используются в авиационной технике, в судостроении и транспортном машиностроении - где нужна высокая прочность и сопротивляемость коррозии, малая масса. Поставляются по ГОСТ 19807-74. Титановые сплавы имеют условную маркировку: ТЗ, Т4, ВТ5, ВТ16.
5.4. Антифрикционные сплавы
Антифрикционные сплавы используются для подшипников скольжения.
Специальные подшипниковые сплавы - баббиты имеют минимальный коэффициент трения со сталью, хорошо прирабатываются к валу и легко удерживают смазку, благодаря вязкой основе они легко поглощают посторонние твердые частицы, не образуя задиров вала. Поставляют баббиты по ГОСТ 1320-74.
Примеры маркировки:
Б88 - сплав баббит (7%Sb, 3% Cu, 1%Cd, 0,25%Ni - остальное Sn).
БКА; Б16; БН; Б16.
5.5. Припои
Различают припои двух видов - мягкие и твердые. Мягкие припои с низкой температурой плавления, обеспечивают лишь герметичность спая, спаянную деталь не следует подвергать механическим нагрузкам. Твердые припои имеют высокую температуру плавления, спай обладает высокими механическими свойствами.
Примеры маркировки:
ПОС - 61 - припой оловянно-свинцовый, 61% Sn - третник;
ПОС-40 - припой оловянно-свинцовый с 40% Sn.
6. ПОРОШКОВЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Порошковые конструкционные материалы (получаемые методом прессования из порошков) в зависимости от состава обладают рядом специальных свойств - высокой износостойкостью, твердостью, жаропрочностью, коррозионной стойкостью, специфическими магнитными и электрическими характеристиками.
Для обозначения порошковых материалов принята буквенно-цифровая маркировка. В материалах на основе порошков железа приняты следующие обозначения:
| Ж - железо | Н - никель |
| Гр - графит | О - олово |
| Д - медь | М - молибден |
Цифры после букв обозначают долю этого элемента в целых %, а цифра в конце марки после тире - плотность материала, г/см 3.
Примеры маркировки:
ЖГрО,4Д4НЗ-7,3 - конструкционный порошковый материал на основе порошка железа (Ж), содержащий 0,4% графита, 4% меди, 3% никеля и имеющий плотность 7,3 г/см3.
В марках порошковых конструкционных материалов из углеродистых и легированных сталей первая буква определяет класс материалов: " С " - сталь, вторая буква " П " указывает, что материал получен методом порошковой металлургии. Первая цифра после букв " СП ", как и в случае конструкционных с талей, показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Последующие буквы обозначают легирующие элементы, а цифры после них - их среднее содержание в целых процентах. В конце марки через тире указывается группа плотности материала (1-4).
Примеры маркировки:
СП50ХНМ-3 - порошковый конструкционный материал из стали 50ХНМ третьей группы плотности.
Порошковые конструкционные материалы на основе цветных металлов изготавливают из порошков алюминия, меди, никеля, титана, хрома или сплавов, например, латуни, бронзы и т.п.
Марки порошковых конструкционных материалов на основе цветных металлов обозначают буквами и цифрами.
Первый буквенный индекс обозначает тип материалов: Ал -алюминий, Бе - бериллий, Бр - бронза, Л - латунь, В - вольфрам, Г - марганец, Д - медь, Ж - железо, М - молибден, Мг -магний, Н - никель, О - олово, С - кремний, Св - свинец, Ср - серебро, Т - титан, Ф - ванадий, X - хром, Ц - цинк, Цр -цирконий.
Второй индекс " П " указывает, что материал получен методом порошковой металлургии. Следующие после него буквы и цифры обозначают легирующие элементы в целых процентах. Цифра в конце марки после тире, как и для черных металлов, обозначает группу пористости материала.
Примеры маркировки:
АлПМг6Г4-4 - конструкционный материал из порошка алюминия с содержанием магния 6%, марганца 4%, имеющий четвертую группу пористости;
БрПО-4 - конструкционный материал из порошка бронзы, содержащий олова 4%, меди 96%, имеющий четвертую группу пористости;
ЛП80-4 - конструкционный материал из порошка латуни, содержащий меди 80%, цинка 20%, имеющий четвертую группу пористости;
ТПАл6М2-4 - конструкционный материал из порошка титана, содержащий алюминия 6%, молибдена 2%,' титана 92%, имеющий четвертую группу пористости.