Обозначения, механические свойства и химический

Состав сталей

Планируемая деталь, узел, агрегат и машина в целом должны удовлетворять определённым требованиям: иметь высокую надёжность, простоту конструкции, невысокую стоимость изготовления, долговечность, работоспособность и др. [40].

В числе этих требований имеются такие, без выполнения которых нормальная работа машины невозможна. К ним прежде всего относятся необходимые и достаточные прочность, жёсткость и износостойкость; для некоторых деталей требованиями могут быть виброустойчивость, теплостойкость и др.

Поэтому при проектировании деталей машин необходимо использовать научные рекомендации по выбору конструкционных материалов для их изготовления. В приложениях 28…34 приведены рекомендации по применению металлов в машиностроении [41].

Сталь углеродистая общего назначения (ГОСТ 380-94) марки: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст3Г, Ст4, Ст5, Ст5Г, Ст6. Содержание углерода от 0,06 до 0,49%.

Буква "Г" указывает на повышенное содержание марганца. По степени закисления различают сталь кипящую (кп), полуспокойную (пс) и спокойную (в обозначении марки не указывают). Группы по­ставки: А – по механическим свойствам (в обозначении не указыва­ют), Б – по химическому составу, В – по механическим свойствам и химическому составу. По перечню нормируемых показателей сталь каждой группы разделена на категории: группа А – 1...3, группа Б –1,2, группа В – 1...6. Из механических свойств для всех категорий нормированы предел прочности на растяжение и относительное удлинение. Для категорий 2...6, кроме того, нормирован предел текучести, для категорий 4...6 – ударная вязкость.

Пример:БСт3кп-3 ГОСТ380-94 – Сталь углероди­стая, общего назначения, марки Ст3, поставляемая по химсоставу (Б), кипящая (кп), с контролем предела прочности и относительного уд­линения (категория 3), а также нормирован предел текучести, Ст5-6 ГОСТ 380-94 – то же марки Ст3, спокойная (в обозначении не указы­вается), поставляемая по механическим свойствам (группа А не ука­зывается), с контролем всех механических свойств (категория 6).

Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050-88) марки: 05, 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 58 и 60. Обозначение марки соответствует среднему содержанию углеро­да в сотых долях процента, например, сталь 60 содержит 0,57...0,65% углерода.

Сталь легированная конструкционная (ГОСТ 4543-87) марки: 20ХНР, 20ХНЗА, 15Г2, 35ХГФ и др. (всего 100). Цифры в обозначе­нии указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а буквы – наименование легирующего элемента: В – вольфрам, Г – марганец, Н – никель, Р – бор, С – кремний, Т – титан, Ф – вана­дий, X – хром, М – молибден, Ю – алюминий. Цифры после букв обозначают примерное содержание легирующего элемента в процен­тах. При отсутствии цифры – не более 1,5%. Такие стали поставляют­ся без термообработки и термообработанные (Т), со специальной об­работкой поверхности (серебрянка), нагартованная (Н). В зависимо­сти от содержания вредных примесей различают сталь качественную, высококачественную (А) и особовысококачественную (Ш).

Пример: Сталь 35-б-2-Т ГОСТ 4543. Сталь углеродистая, каче­ственная, конструкционная с содержанием углерода около 0,35% (марка 35), для обработки резанием (б), категории 2, термообработанная (Т).

Пример: Сталь 45ХФА-а-4 ГОСТ4543. Сталь легированная, конструкционная, хромованадиевая (ХФ), с содержанием углерода около 0,45%), хрома и ванадия до 1,5%, высококачественная (А), кате­гории 4, без термообработки (виды термообработки: отожженная, нормализованная, закалённая, отпущенная и т.д.).

Сталь инструментальная углеродистая (ГОСТ 1435-90) марки: У-7, У-8, У-9, У-10 до У-13 и У-7А до У-13А (высококачественная). Эта сталь без термообработки не применяется. Из механических свойств стандартом нормируется только твёрдость.

Пример: Сталь У-10А-Т ГОСТ 1435-90. Сталь инструментальная углеродистая высококачественная, категории 2 (не указывается), термообработанная (отожженная).

Сталь рессорно-пружинная углеродистая и легированная (ГОСТ 14959-19): сталь 65, 70, 75, 80, 85. Легированная: сталь 55ГС, 65Г, 60С2Г, 65С2ХА и др. По показателям качества, подвергающимся контролю, сталь делится на категории: 1– с контролем только химиче­ского состава; 1А – с контролем химсостава и твёрдости в термообработанном состоянии; 1Б – то же, только в нетермообработанном со­стоянии.

Пример: Сталь 65С2ХА-1А ГОСТ 14959-79. Углерода 0,65%, кремния 2%, хрома до 1,5%, высококачественная с контролем хими­ческого состава и твёрдости в термообработанном состоянии.

Сортамент сталей

Круглый прокат диаметром от 5 до 250 мм, квадратный – со стороной квадрата от 5 до 200 мм, шестигранный со стороной (размером под ключ) от 8 до 100 мм. Допуски для класса А – IT13 ... IT14, Б – IT15, В – IT16. ГОСТ 2590-88 для круглого, ГОСТ 2591-88 для квадрата, ГОСТ 2879-88 для шестигранного проката.

Сортовая калиброванная сталь изготавливается из горячека­таной путем точной прокатки или волочением: для круглого сечения по ГОСТ 7417-75, для квадратного по ГОСТ 8559-75, для шестигран­ного сечения по ГОСТ 8560-78. Если в термообработанном со­стоянии, то обозначается буквой Т, а в нагартованном – буквой Н. Группы отделки поверхности: А – поверхность с Ra = 1,25; Б – с Ra = 2,5; В – шероховатость поверхности нерегламентирована. Пре­дельные отклонения: круглой стали – по h9... h12; квадратной – h10.... hl2 и шестигранной – h10, hll.

Пример:

Сталь круглая, диаметром 7,5 мм, с поверхностью по группе А, предельные отклонения диаметра по h9, марка стали 20, нагартованная (Н), категории 4 по контролируемым механическим свойствам, для обработки резанием (б).

Пример:

Сталь шестигранная с размером под ключ 12 мм, с поверхно­стью группы В, отклонением размера по h10, марка стали У7, нагартованная, категории 4 по контролируемым свойствам, для обработки резанием (б).

Сталь повышенной точности со специальной отделкой по­верхности (серебрянка) по ГОСТ 14955-77 следующих групп:

А – полированная, Ra=0,16, отклонение по h5... h10.

Б – шлифованная, Ra=0,32, отклонение по h6... h11.

В – шлифованная, Ra=0,63, отклонение по h7... h11.

Г – шлифованная, Ra=l,25, отклонение по h9... h11.

Д – поверхность не контролируется, отклонение по h10, h12.

Е – тянутая с предварительно удалённым поверхностным слоем, отклонение по h9.

Пример: Серебрянка 6,2-В-h9-У8А-3-б-Т ГОСТ 14955-77. Сталь с особой отделкой поверхности, диаметром 6,2 мм, группы В, отклонение диаметра по h9, марка стали У8А, категории 3, для обра­ботки резанием (б), термообработанная (Т).

­­Полоса горячекатаная стальная по ГОСТ 103-76. Поставляет­ся нормальной (В) и повышенной точности (А), I и II классов серпо­видности (т.е. отклонение от прямолинейности полосы в продольном направлении).

Пример:

Полоса горячекатаная, толщиной 12, шириной 100 мм, нор­мальной точности (Б), класса серповидности 2, из стали марки А20 (с повышенным содержанием серы), категории 2, для обработки реза­нием (б), термообработанная (Т).

Сталь полосовая высоколегированная по ГОСТ 4405-75. Вы­пускается по следующим группам качества:

I – особо высокой отделки, поверхность без следов корро­зии и следов побежалости на лицевой стороне, Ra=0,8... 1,6.

II – высокой отделки без следов коррозии, цвета побежало­сти не более 50 мм от края.

III – повышенной отделки без следов коррозии, допускаются цвета побежалости.

IV – обычной отделки.

Пример:

Полоса толщиной 5 и шириной 40 мм, марка стали 13Х, I группы, термообработанная (Т), для обработки резанием (б), катего­рии I по контролируемым свойствам.

Стальной лист по ГОСТ 82-79 (горячекатаный) и по ГОСТ 503-81 (холоднокатаный). Группы качества те же. По способ­ности вытяжки: глубокой (Г) и нормальной (Н); по точности проката: лист обычной (В) и повышенной (А) точности; по плоскостности: особо высокой (ПО), высокой (ПВ), улучшенной (ПУ), нормальной (ПН), с обрезной (О) и необрезной (НО) кромкой.

Пример:

Лист холоднокатаный обычной точности проката (В), нор­мальной плоскостности (ПН), с обрезной кромкой (О), толщиной 0,5 мм, габаритами 550×2000 мм, из стали категории 4 по контроли­руемым свойствам, с качеством поверхности по группе III, для нор­мальной вытяжки (Н), марка стали 0,5 кп, свойства материала и каче­ство поверхности по ГОСТ 1050-88.

Лента из низкоуглеродистой стали по ГОСТ 503-81. По мате­риалу: особо мягкая (ОМ), мягкая (М), полунагартованная (ПН) и нагартованная (Н). По контролю штампуемости: с контролем микро­структуры (К) и без (не обозначается). По толщине ленты: точность нормальная (не обозначается), повышенная (Т) и высокая (В). По ширине: точность нормальная (не обозначается) и повышенная (ПШ). С обрезной кромкой (не обозначается) и необрезной (НО). Без кон­троля серповидности (не обозначается) и с контролем нормального класса (Б) и повышенного (А). По виду и качеству поверхности: группы I (Ra=0,32), 2 (Ra=l,25), 3 и 4 (Ra не нормируется).

Пример: Лента 0,8кп-М-ТПШ-2-К-А 0,2×45 ГОСТ 503-81. Это лента из малоуглеродистой стали 0,8кп, мягкая (М), повышенной точности по толщине и ширине (ТПШ), с обрезной кромкой, группа качества поверхности 2 по классу А, толщиной 0,2 мм, шириной 45 мм.

Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения по ГОСТ 4231-70.

Выпускается без термообработки (в обозначении не указыва­ется) и термообработанная (О). Разделяется по виду поверхности: черная (Ч), светлая (С), оцинкованная 1-го и 2-го классов – 1Ц, 2Ц, В2Ц (высшей категории).

Пример: Проволока 0,8-О-С-П ГОСТ 4231-70. Проволока стальная, общего назначения, диаметром 0,8 мм, термообработанная (О), светлая (С), группы II по механическим свойствам. По механи­ческим свойствам проволока выпускается группы I и группы II (высшей категории).

Проволока углеродистая пружинная. Выпускается по ГОСТ 9389-75 нормальной (в обозначении не указывается) и повы­шенной точности (П), классов прочности I, II, III и ПА без регламен­тации марки стали.

Пример: Проволока 1-П-0,8 ГОСТ 9389-75.

Проволока стальная легированная пружинная по ГОСТ 14863-78. Выпускается для пружин, подвергающихся термообработке после навивки, из стали марок 51ХФА, 60С2А, 65С2ВА, 70СЗА нормальной (в обозначении не указывается) и повышенной точности (П) для холодной (ХН) и горячей (ГН) навивки. Выпускается без отделки (Н) и с отделкой поверхности по группам: А – (Ra < 0,32), Б – (Ra < 0,63), В – (Ra < l,25), Г – (Ra < 2,5), Е (тянутая после предварительного шлифования), Н (тянутая, Ra не регламентировано).

Пример: Проволока 60С2А-Б-П-ГН1,2 ГОСТ 14863-78. Прово­лока стальная пружинная из стали марки 60С2А, группы Б, повышен­ной точности (П), для горячей навивки (ГН), диаметром 1,2 мм.

Трубы. Можно обозначать по внутреннему диаметру и наруж­ному: для труб конструкционных холоднодеформируемых и теплодеформируемых из углеродистых и легированных сталей (20А, 45, и 38ХА, ЗОХГСА), ГОСТ 21729-76.

Пример: Труба А-76×4,5×600кр-45 ГОСТ 21729-76. Труба кон­струкционная группы А (с нормированием механических свойств), диаметром 76 мм, толщиной стенки 4,5 мм, длиной, кратной 600 мм, из стали марки 45. Или: Труба А-вн76П ± 4,5-45 ГОСТ 21729-76 – то же с внутренним диаметром 76 мм повышенной точности (П), толщиной стенки 4,5 мм, немерной длины.

Это уголок гнутый неравнополочный, с размерами полок 25 и 20 мм, толщиной полок 1,5 мм, обычной точности профилирования (В), нормальной точности проката (не указывается) из стали катего­рии 2 марки 15Х.

Примечание: У профилей точность профилирования может быть: обычная (В), повышенная (Б), нормальная (в обозначении не указывается) и высокой (А) точности проката.

Уголок равнополочный с размерами полок 56 мм, толщиной полок 5 мм, повышенной точности профилирования (Б), нормальной точности проката (не указывается), из стали углеродистой общего на­значения марки Ст 3 кп.

Уголок стальной, горячекатаный, неравнополочный, ГОСТ 8510-86.

А – точность проката высокая, Б – повышенная, В – обычная.

Швеллер – высотой 40, шириной 20 и толщиной 2 мм, из стали марки 45 категории 2.

Зетовый профиль повышенной точности профилирования (Б), высокой точности проката (А), высотой 40 мм, шириной полки 32 мм и толщиной 2 мм, из стали категории 2 марки Ст 5кп.

Двутавр номер профиля 12 (высота 120 мм) из стали марки Ст3.

Пример обозначения фасонных профилей:

Швеллер 12-го профиля, с уклоном граней полок, из стали марки Ст3.

Швеллер 2-го профиля, без уклона граней полок (П), из стали марки Ст3.

Литейные чёрные материалы

Отливки разделяются на три группы [40]:

I – отливки общего назначения, контролируются внешний вид, размеры, химический состав.

II – отливки ответственного назначения для деталей, рассчитываемых на прочность при статических и динамических нагрузках. Контролируются внешний вид, размеры, химический состав, механические свойства – предел текучести или предел прочности и относительное удлинение.

III – отливки особо ответственного назначения для деталей, рассчи­ты-ваемых на прочность при динамических ударных нагрузках. Кон­тролируются все показатели труппы 2 и ударная вязкость.

Примеры обозначения: Сталь 35ХЛ-11 ГОСТ 1050-88. Сталь марки 35ХЛ (литейная Л) с нормированными механическими свой­ствами группы II.

Чугун с пластинчатым графитом для отливок ГОСТ 1412-85. Марки: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧЗО, СЧ35, где СЧ – серый чугун, а цифры после букв – предел прочности на растяжение образца (МПа), делённый на 10.

Чугун с шаровидным графитом для отливок ГОСТ 7293-85. Марки: ВЧ35, ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100, где ВЧ – высокопрочный чугун, а цифры – значение предела прочности (временного сопротивления) на растяжение (МПа), делённое на 10.

Чугун антифрикционный для отливок ГОСТ 1585-85. Марки: АЧС-1, АЧС-2, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6, АЧВ-1, АЧК-1, АЧК-2 на ос­нове серых (С), высокопрочных (В) и ковких (К) чугунов с добавле­нием легирующих элементов. Буква А означает антифрикционный, а цифры – условный номер марки. Отливки из ковкого чугуна ГОСТ 1215-79. Марки: КЧЗО-6, КЧЗЗ-8, КЧ45-6, КЧ50-6, КЧ50-4, КЧ60-3, КЧ63-2, где КЧ – ковкий чугун, а цифры – значение предела прочности (МПа) делённого на 10 при растяжении и через тире – относительное удлинение (%).