Порошковые конструкционные материалы
Конструкционные детали являются наиболее распространенным видом продукции порошковой металлургии. В зависимости от предполагаемых условий работы все они подразделяются на 4 группы по плотности и могут изготавливаться из порошков на основе железа, порошков углеродистых и легированных сталей, а также порошков цветных металлов и сплавов (рис. 5.2) [20].
Для обозначения конструкционных порошковых материалов также используется буквенно-цифровая маркировка.
Рис. 5.2.Классификация порошковых конструкционных материалов
Маркировка порошковых материалов на основе железа
Марка этих материалов начинается с буквы Ж, за которой следуют поочерёдно без пробелов и черточек буквенные обозначения легирующих элементов и сразу за ними целые или дробные числа, указывающие их концентрацию в массовых процентах. Далее в конце марки через тире ставится цифра, указывающая плотность материала в г/см3. Например, марка ЖГр0,4Д4Н3-7,3означает, что это порошковый конструкционный металлокерамический материал, содержащий примерно 0,4% графита, 4% меди, 3% никеля и остальное – железо.
Плотность этого материала составляет 7,3 г/см3. Другие примеры марок порошковых материалов на основе железа: ЖГр0,5-7,3; ЖГр0,2Н3Х2-7,3; 6 ЖГр1Д2,5М3-7,6.
Условные обозначения компонентов и наиболее распространенных легирующих элементов в этих материалах показаны в табл. 5.1.
Обратите внимание, что условное обозначение некоторых элементов записывается как в марках сталей, а некоторых – как в марках цветных сплавов.
Таблица 5.1.
Условные обозначения компонентов и легирующих элементов
в марках порошковых сплавов на основе железа
| Химический символ | Наименование легирующего элемента | Условное обозначение в марке |
| Fe | Железо | Ж |
| C | Графит | Гр |
| Cu | Медь | Д |
| Ni | Никель | Н |
| Sn | Олово | О |
| Mo | Молибден | М |
Маркировка порошковых материалов на основе сталей
В марках порошковых конструкционных материалов из углеродистых и легированных сталей первая буква определяет класс материалов: С – сталь, вторая буква П – указывает, что эти материалы получены методами порошковой металлургии. Первая цифра после букв СП, как и в случае конструкционных сталей, показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента.
Последующие буквы обозначают легирующие элементы, а цифры после них – среднее содержание этих элементов в целых процентах. Условное обозначение легирующих элементов и их массовой доли в материале аналогично обозначению, приведённому в п. 1.2. В конце марки через дефис указывается группа плотности материала (1 – 4). Например, марка материала СП30Г2-2 означает, что это конструкционная сталь, полученная методом порошковой металлургии, содержащая 0,30 мас.% С, около 2мас.% марганца и имеющая 2 – ю группу плотности.
Другие примеры марок порошковых материалов на основе сталей разного класса: СП30-1, СП50ХНМ-3, СП60ХН2М-4, СП08Х18Н15-4.
Маркировка порошковых материалов на основе
Цветных металлов
Обозначение этих составов начинается с буквенного индекса, указывающего класс материала. Под классом здесь понимают основу композиции, которая может быть представлена как цветным сплавом, так и чистым металлом. Второй буквенный индекс П указывает, что материал получен методом порошковой металлургии. Следующие после него буквы обозначают легирующие элементы. А цифры после них – массовую долю элемента в процентах. Цифра в конце марки после тире, как и для черных металлов, обозначает группу плотности материала (1 – 4). Буквенные индексы разных композиционных классов порошковых материалов на основе цветных сплавов представлены в табл. 5.2.
Таблица 5.2.
Буквенные индексы различных классов
порошковых материалов на основе цветных металлов и сплавов
| Буквенный индекс | Наименование класса | Химические символы класса |
| Ал | Алюминий | Al |
| Бе | Бериллий | Be |
| Бр | Бронза | Cu-Sn-Zn |
| Т | Титан | Ti |
| Мг | Магний | Mg |
| Д | Медь | Cu |
| Л | Латунь | Cu-Zn |
| Х | Хром | Cr |
| Ц | Цинк | Zn |
| Цр | Цирконий | Zr |
Например, марка АлПМг6-4 означает, что это порошковый материал алюминиевого класса (на основе алюминия), содержащий около 6 мас.% магния, остальное алюминий, и имеющий 4 группу плотности.
Система буквенно-цифровой записи легирующих элементов аналогична таковой для сплавов меди (п.3.1).
Другие примеры марок порошковых материалов на основе цветных металлов и сплавов: АлПМг6Г4-4,БрПО-4,ЛП80-4,ТПАл4-4,ТПАл6М2-3.
5.2. Классификация и маркировка металлокерамических
Твердых сплавов
Металлокерамическими твердыми сплавами называют сплавы, изготовленные методом порошковой металлургии (металлокерамики) и состоящие из карбидов тугоплавких металлов: WC, TiC, TaC, – соединенных пластичной металлической связкой, чаще всего кобальтом.
В настоящее время в России изготовляют твердые сплавы трех групп: вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые, содержащие в качестве связки кобальт. Из-за дороговизны вольфрама разработаны твердые сплавы, совсем не содержащие карбида вольфрама. В качестве твердой фазы они содержат только карбид титана либо карбонитрид титана – Ti(NC). Роль пластичной связки выполняет никель-молибденовая матрица. Классификация твердых сплавов представлена на рис. 5.3.
В соответствии с пятью классами металлокерамических твердых сплавов существующие правила маркировки образуют пять маркировочных групп.
|
ВК . .
Примеры: ВК3,ВК6,ВК8,ВК10.
Титановольфрамовые, или титановольфрамокобальтовые твердые сплавы маркируются следующим образом: первой в марке стоит буква Т, за ней следует число массовых процентов карбида титана, далее буква К и число процентов кобальта. Концентрация карбида вольфрама – остальное.
Вот как выглядит структура марки:
|
|
Т К .
Примеры: Т30К4, Т15К6,Т5К10,Т5К12.
Титанотанталовольфрамовые, или титанотанталовольфрамокобальтовыми твердые сплавы маркируются следующим образом: первой в марке стоит буквосочетание ТТ, за ней следует суммарное число массовых процентов карбида титана и карбида тантала, далее буква К и число процентов кобальта. Концентрация карбида вольфрама – остальное. Вот как выглядит структура марки:
| |||
| |||
ТТ К .
Примеры: ТТ7К12,ТТ8К6,ТТ10К8,ТТ20К9.
Иногда в конце марки через дефис добавляют буквы или буквосочетания, характеризующие дисперсность частиц карбидов в порошке:
· М – сплав из мелких порошков, например, ВК6-М;
· ОМ – сплав из особо мелких порошков, например,ВК8-ОМ;
· В – сплав из крупнозернистого карбида вольфрама, например,ВК4-В;
· ВК – сплав из особо крупнозернистого карбида вольфрама, например, ВК10-ВК.
Безвольфрамовые твердые сплавы с карбидом титана маркируются буквосочетанием ТН, за которым через тире следует суммарное число массовых процентов никеля и молибдена:
|
|
ТН.
Пример – ТН-20.
Безвольфрамовые твердые сплавы с карбонитридом титана маркируются буквосочетанием КНТ, за которым через тире следует суммарное число массовых процентов никеля и молибдена:
| |||
| |||
КНТ .
Пример – КНТ-16.
Библиографический список
1. Богачёв И.Н. П.П. Аносов и секрет булата. – Свердловск: Машгиз, 1952. – 139 с.
2. Людвиг А., Прокша Ф. Международное сопоставление стандартных марок стали: Справ. – М.: Изд-во стандартов, 1992. – 335 с.
3. Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. Вузов / Г.П. Фетисов и др. – М.: Высш. шк., 2001. – 638 с.
4. Меськин В.С. Основы легирования стали. – М.: Металлургия, 1964.– 684 с.
5. Сталь качественная и высококачественная. Сортовой и фасонный прокат. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 408 с.
6. Спектор А.Г., Зельбен Б.М., Киселева С.А. Структура и свойства подшипниковых сталей. М.: Металлургия, 1980. – 264 с.
7. Стали и сплавы: Марочник: Справ. изд./ В.Г. Сорокин, и др.; – М.: Интермет-Инжиниринг, 2001. – 608 с.
8. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учеб. для машиностроит. втузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 527 с.
9. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. – М.: Металлургия, 1983. – 527 с.
10. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справ. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1981. – 391 с.
11. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справ. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. – 480 с.
12. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1986. – 542 с.
13. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учеб. для вузов / Б.А. Калачев, В.И. Елагин, В.А. Ливанов – М.: МИСИС, 2001. – 416 с.
14. Материаловедение: Учеб. для вузов/Б.Н. Арзамасов и др.; – М.: изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. – 684 с.
15. Конструкционные материалы: Справ./Б.Н. Арзамасов и др. – М.: Машиностроение, 1990. –688 с.
16. ГОСТ 1583–89. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1989. –38 с.
17. ГОСТ 14838–78. Сплавы алюминиевые электротехнические. Технические условия.. – М..: Изд-во стандартов, 1978. – 28с.
18. ГОСТ 19807 – 91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки. – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 33 с.
19. ГОСТ 804 – 93. Магний первичный в чушках. Технические условия.–М.: Изд-во стандартов, 1993. – 20 с.
20. Габриэлян Д.И. Прецизионные сплавы. – М: Металлургия, 172 – 358 с.
21. Металловедение и технология металлов: Учеб. для вузов/ Ю.П. Солнцев и др. – М.: Металлургия, 1988. – 512 с.
Гузанов Борис Николаевич,
Бухаленков Владимир Васильевич,
Анисимова Лариса Ивановна
КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРАВИЛА МАРКИРОВКИ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Учебное пособие
Редактор Н.М. Юркова
Подписано в печать . Формат 70 ´ 108/16. Бумага для множ. аппаратов. Печать плоская. Усл. печ. л. 4,1. Уч.-изд.л. 4,5. Тираж 200 экз. Заказ . Издательство Российского государственного профессионально-педагогического университета. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.
Ризограф РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.