Маркировка цветных металлов и сплавов
Цветные металлы являются более дорогими и дефицитными по сравнению с черными, однако область их применения в промышленности непрерывно расширяется. Наиболее широкое применение имеют сплавы на основе алюминия, меди, магния, титана.
Для обозначения элементов, содержащихся в цветных металлах и сплавах, приняты следующие прописные буквы русского алфавита:
А - алюминий, Б - бериллий, Ж - железо, К - кремний, Кд - кадмий, Мц - марганец, М - медь, Мг - магний, Мш - мышьяк, Н - никель, О - олово, С - свинец, Су - сурьма, Ц - цинк, Ф - фосфор, Т - титан.
Алюминий и его сплавы
В зависимости от степени чистоты первичный алюминий делится на три класса: особой чистоты А999 (99,999% Al), высокой чистоты А995, А99, А97, А95 (99,995 … 99,95% Al) и технической чистоты А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е, А0 (99,85 ... 99,0% Al) – ГОСТ 11069-74. Буква Е указывает на то, что алюминий имеет гарантированные электротехнические характеристики.
В качестве постоянных примесей в алюминии присутствуют железо, кремний, медь, марганец, цинк и титан. В качестве основных легирующих элементов в алюминиевых сплавах применяют медь, магний, кремний, марганец, цинк, реже никель, бериллий и др.
Алюминиевые сплавы классифицируют по технологии изготовления, способности к термической обработке и свойствам. Все сплавы алюминия можно разделить на три группы: деформируемые, литейные и спеченные (получаемые методом порошковой металлургии).
Деформируемые алюминиевые сплавы делятся на сплавы неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой.
К деформируемым алюминиевым сплавам неупрочняемым относятся сплавы системы АI - Мn и АI - Мg .
ГОСТом 4784-97 определены марки неупрочняемого деформируемого алюминия и его сплавов (и сопоставление их с марками по международным стандартам ИСО 209-1):
алюминий-АД000(А199,8),АД00(А199,7),АД00Е(ЕА199,7), АД0(А199,5) и т.д.;
система Al–Mn - ММ (АlМnМg0,5), АМц, АМцС, Д12 (АlМn1Мg1). Состав сплавов марки ММ: Si = 0,6%, Fe = 0,7%, Cu = 0,3%, Mn = 1,0-1,5%, Mg = 0,2-0,6%, Cr = 0,1%, Zn = 0,25%, Ti = 0,1%; марки АМц: Si = 0,6%, Fe = 0,7%,Cu = 0,05-0,20%, Mn = 1-1,5%, Zn = 0,1%.
система Al - Mg - АМг0,5, АМг1, АМг1,5, АМг2, АМг2,5, АМг3, АМг3,5, АМг4, АМг4,5, АМг5, АМг6. Цифры, следующие за буквами АМг, соответствуют примерному содержанию магния в этих сплавах. Например, в сплаве АМг1,5 содержится Si = 0,4%, Fe = 0,5%, Cu = 0,15%, Mn = 0,1-0,5%, Mg = 1,7-2,4%, Cr = 0,15%, Zn = 0,1%.
Все остальные алюминиевые сплавы относятся к упрочняемым термической обработкой.
Сплавы нормальной прочности на основе системы Al – Cu – Mg и Al – Cu – Mn называются дуралюминами (обозначаются буквой Д)и алюминием ковочным (обозначают буквамиАК). ГОСТ 4784-97 определяет марки дуралюмина: Д1(АlСu4МgSi) , Д16(AlCuMg1), Д16ч, Д18, Д19, Д19ч, В65; марки алюминия ковочного: АК6, АК8, АК4, АК4-1,АК4-1ч. Цифры означают условный порядковый номер сплава. Состав сплавов марки Д1:Si =0,2-0,8%, Fe = 0,7%, Cu = 3,5-4,5%, Mn = 0,4-1,0%, Mg = 0,4-0,8%, Ti = 0,15%, Cr = 0,1%, Zn = 0,25%; марки В65: Si=0,5%, Fe=0,2%, Cu = 3,9-4,5%, Mn = 0,3-0,5%, Mg = 0,15-0,3%, Zn = 01%, Ti=0,1%; марки AK4:Si = 0,5-1,2%, Fe = 0,8-1,3%, Cu = 1,9-2,5%, Mn = 0,2%, Mg = 1,4-1,8%, Ti = 0,1%, Ni = 0,8-1,3%. Сплавы АК4, АК4-1, АК4-1ч являются жаропрочными.
Высокопрочные алюминиевые сплавы (системы Al – Zn - Mg) обозначаются буквой В.ГОСТ4784-97 определяет марки: 1915 (АlZn4,5Mg1,5Mn), 1925 (АlZnMg1,5Mn), В93пч, В95, В95пч, В95оч, В95-1, В95-2, АЦпл. Цифры означают условный номер сплава. Состав сплава марки В95оч: Si = 0,1%, Fe = 0,15%, Cu =1,4-2,0%, Mn = 0,2-0,6%, Mg = 1,8-2,8%, Cr = 0,1-0,25%, Zn = 5-6,5%, Ti = 0,05%.
Алюминиевые сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости обозначаются буквами АД – алюминий деформируемый. ГОСТ 4784-97 определяет марки (системы Al – Mg - Si) АД31(AlMg07Si), АД31Е(E-AlMgSi), АД33(AlMg1SiCu), АД35(AlSi1MgMn), АВ (сплав авиаль). Цифры указывают чистоту алюминия, буква Е –сплав с электрическими свойствами. Состав сплава АД31: Si = 0,2-0,6%, Fe = 0,5%, Cu = 0,1%, Mn = 0,1%, Mg = 0,45-0,9%, Cr = 0,1%, Zn = 0,2%.
Алюминиевые сплавы для изготовления проволоки для холодной высадки имеют в маркировке букву П :Д1П, Д16П, Д19П, АМг5П, В95П. Сплавы, предназначенные для изготовления сварочной алюминиевой проволоки, имеют в маркировке буквы Св:СвА99, СвА97, СвА85Т, СвА5, СвАМц, СвАМг3, СвАМг5, СвАМг6, СвАМг63, СвАМг61, СвАК5, СвАК10.
Литейные алюминиевые сплавы ГОСТ 1583-93 делит на 5 групп:
I группа – на основе системы Al – Si – Mg: АК12 (АЛ2), АК13(АК13),АК9(АК9),АК9с(АК9с),АК9ч(АЛ4),АК9пч (АЛ4-1), АК8л(АЛ34), АК7(АК7), АК7ч(АЛ9), АК7пч(АЛ91), АК10Су(АК10Су) и др.;
II группа - системы Al – Si – Cu: АК5Мч (АЛ5-1), АК5М (АЛ5), АК5М2 (АК5М2), АК5М7 (АК5М7), АК6М2 (АК6М2), АК5М4 (АК5М4), АК8М3 (АК8М3), АК8М3ч (ВАЛ8), АК9М2 (АК9М2) и др.;
III группа – системы Al–Cu:АМ5(АЛ19),АМ4,5Кд (ВАЛ10);
IV группа – системы Al – Mg: АМг4К1,5М (АМг4К1,5М), АМг5К (АЛ13), АМг5Мц (АЛ28). АМг6л (АЛ23) и др.;
V группа – системы Al- прочие компоненты: АК7Ц9 (АЛ11), АЦ4Мг(АЛ24), АК9Ц6(АК9Ц6) и др.
В скобках литейных алюминиевых сплавов указаны обозначения марок по ГОСТ 1583, ОСТ 48-178 и по Техническим условиям.
Буква Ав марках означает алюминиевый сплав, остальные буквы и цифры – название легирующего компонента и его содержание. В конце марки иногда указывается степень чистоты сплава: ч – чистый, пч – повышенной чистоты, оч – особой чистоты, л - литейный.
Пример расшифровки сплава марки АК12М2МгН (АЛ30): алюминий литейный (системы Al-Si-Cu), содержащий кремния 11 – 13% (К12), меди 1,5 – 3% (М2),магния 0,8 – 1,3% (Мг), никеля 0,8 – 1,3% (Н), остальное- алюминий.
Маркировка алюминиевых сплавов не отличается системой и единообразием. Поэтому в настоящее время вводится единая четырехцифровая маркировка алюминиевых сплавов. Первая цифра обозначает основу всех сплавов (алюминию присвоена цифра 1); вторая - главный легирующий элемент или группу главных легирующих элементов; третья цифра или третья со второй соответствует старой маркировке; четвертая цифра – нечетная (включая 0) указывает, что сплав деформируемый, четная - что сплав литейный.
Например, сплав Д1 обозначают 1110, Д16 - 1160, АК4 – 1140, АМг5 – 1550, АК6 – 1360 и т.д. Некоторые новые сплавы имеют только цифровую маркировку: 1915, 1925 и др.
В промышленности используют дисперсно-упрочненныекомпозиционные материалына алюминиевой основе.
Спеченные алюминиевые порошки - САП-1, САП-2, САП-3, САП-4 – алюминий в виде порошка или пудры, упрочненный частицами оксида алюминия Al2O3. Получают их путем последовательного брикетирования, спекания и прессования окисленной с поверхности алюминия пудры. Цифры - условный порядковый номер сплава, но с увеличением номера возрастают содержание Al2O3 в сплаве, его прочность, твердость и жаропрочность. При этом уменьшается пластичность сплава.
Спеченные алюминиевые сплавы – САС-1, САС-2, где цифры – условный порядковый номер сплава, изготовленные, в основном, по той же технологии что и САП, вместо алюминиевого порошка в основе имеют окисленные сплавы. В своем составе сплавы имеют 25-30% Si; 5-7% Ni; остальное – Al.
Медь и ее сплавы
По ГОСТ 859-2001 в зависимости от содержания примесей различают марки технической меди: М00б(99,99% Cu), М0б(99,97% Cu+Ag), М1б(99,95% Cu+Ag), М00(99,96%Сu), М0(99,93%Сu+Аg), М1(99,90%Сu+Аg), М1р(99,90%Cu+Ag), М2 (99,7% Cu+Ag), М3 (99,5% Cu+Ag) и др. Буква ″б″ в конце марки (М0б) означает - бескислородная, а "р" (М1р) – раскисленная.
Медь образует многие распространенные сплавы: латуни, бронзы и медно-никелевые (мельхиор, нейзильбер, куниаль, константан, манганин, копель и др.).
Латуни – сплавы меди с цинком. Они бывают двойные (простые) и многокомпонентные (легированные).
По технологическому признаку латуни подразделяют на деформируемые и литейные.
Двойные деформируемые латуни маркируются буквой Л (латунь) и цифрой, показывающей среднее содержание меди в процентах (остальное -цинк): Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63, Л60 (ГОСТ 15527-70*).
Латуни с содержанием меди 90% и более (Л96, Л90) называют томпак, при 80 – 85% меди (Л85, Л80) – полутомпак.
Легированные деформируемые латуни маркируются буквойЛ и буквами, обозначающими название легирующего элемента. Цифры, отделенные друг от друга через тире, идущие после букв, показывают содержание меди (первая) и легирующих элементов (соответственно буквам) в процентах (остальное – цинк): ЛАЖ60-1-1, ЛЖМц59-1-1, ЛО70-1, ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 и др. (ГОСТ 15527-70).
Называют легированные латуни по легирующим добавкам. Например, ЛА77-2- алюминиевая деформируемая латунь, содержащая 77% Cu, 2%Al(A), остальное (21%)- Zn; ЛО90-1 – оловянный томпак, содержащий 90% Cu, 1% Sn (О), остальное (9%) - Zn.
В марках литейных латуней указывается содержание цинка, а количество каждого легирующего элемента ставится непосредственно за буквой, обозначающей его название:ЛЦ14К3С3, ЛЦ30А3, ЛЦ16К4, ЛЦ37Мц2С2К, ЛЦ40Мц1,5, ЛЦ40С, ЛЦ30А3, ЛЦ40Мц3А и др. (ГОСТ 17711-93).
Пример расшифровки марки ЛЦ23А6Ж3Мц2: алюминиево – железомарганцовая литейная латунь, содержащая 23%Zn, 6%Al, 3%Fe, 2%Mn, остальное(66%) –Cu.
Бронзы – сплавы меди, в которых цинк или никель не являются основными легирующими элементами.
По химическому составу бронзы подразделяют на оловянные, в которых основным легирующим элементом является олово, и безоловянные, не содержащие олово в качестве легирующего компонента. Называют бронзы, как и латуни, по соответствующим добавкам.
По технологическому признаку бронзы делятся на литейные и деформируемые.
При маркировке бронз на первом месте стоят буквы Бр. Остальная запись марки сплава зависит от способа получения заготовок.
В литейных бронзах обозначение и количество легирующих компонентов выполнено в соответствии с латунями. В конце марки может дополнительно стоять прописная буква Л: БрО3Ц7С5Н1, БрО10Ц2, БрО10Ф1, БрО8Ц4, БрО10С10 и др. (ГОСТ 613-79); БрА9Мц2Л; БрА10Ж4Н4Л, БрСу3Н3Ц3С20Ф (Су – сурьма), БрА7Мц15Ж3Н2Ц2 и др. (ГОСТ 493-79) и т.д.
Пример расшифровки марки БрО3,5Ц7М5: оловянно–цинково-свинцовая литейная бронза с содержанием олова (О) 3,5%, цинка (Ц) 7%, свинца (С) 5%, остальное (84,5%) – медь; БрА7Мц15Ж3Н2Ц2: бронза безоловянная литейная с содержанием алюминия (А)6,6-7,5%, железа (Ж)2,5-3,5%, марганца (Мц)14,0-15,5%, никеля (Н) 1,5 - 2,5%, цинка (Ц) 1,5 - 2,5%.
Отличие обозначения марок деформируемых бронз от литейных такое же, как и у латуней: сначала в буквенном коде записываются все легирующие элементы, а затем – цифры через тире, указывающие в той же последовательности содержание компонентов в процентах: БрОФ6,5-0,4 , БрОЦ4-3, БрОЦС4-4-4 и др. (ГОСТ 5017-74*); БрА5, БрАЖН10-4-4, БрБНТ1,9 и др. (ГОСТ 18175-78*) и т.п.
Пример расшифровки марки БрБ2: безоловянная бериллиевая деформируемая бронза, содержащая 2% бериллия (Б),остальное – (98%) медь; БрБНТ1,7: безоловянная бериллиево – никелево – титановая деформирумая бронза, содержащая 1,7% бериллия (Б), менее 1% никеля и титана каждого, остальное (около 97%) – медь.
Медно – никелевые сплавы – это сплавы, в которых основным легирующим элементом является никель.
Промышленные медно – никелевые сплавы можно условно разделить на две группы: конструкционные и электротехнические. К первой группе относятся коррозионностойкие и высокопрочные сплавы типа мельхиор, нейзильбер, куниаль. В качестве дополнительных легирующих элементов в них добавляют Mn, Al, Zn, Fe, Co, Pb и др.
Маркировка медно–никелевых сплавов начинается с буквы М: МН19, МН25, МНЖМц 30-1-1 – мельхиор; МНЦ15-20, МНЦС16-29-1,8 – нейзильбер; МНА13-3, МНА6-1,5 – куниаль; МНМц40-1,5 –константан; МНМц43-0,5- копель; МНМц3-12- манганин; МНЖ5-1, МНЖМц10-1-1 и др. (ГОСТы 5063-73*, 5187-70*,492-73*).
Магний и его сплавы
По ГОСТ 804-93 в зависимости от химического состава магний первичный выпускается четырех марок: Мг80(99,80%Мg), Мг90(99,90%Mg), Мг95(99,95%Mg) и Мг98(99,98%Mg).
ГОСТ 14957-76 предусматривает марки деформируемых магниевых сплавов: МА1, МА2, МА2-1, МА5, МА8, МА11, МА12, МА14, МА15, МА19. Буквы МА указывают, что сплав магниевый деформируемый, а цифры - условный порядковый номер.
Литейные магниевые сплавы (ГОСТ 2856-79*) выпускаются марок: МЛ3, МЛ4, МЛ4пч, МЛ5, МЛ5пч, МЛ5он, МЛ6, МЛ8, МЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ12, МЛ15 и МЛ19. Буквы МЛ указывают, что сплав магниевый литейный, цифры – порядковый номер сплава, буквы "пч" в конце марки - сплав повышенной чистоты, "он"-сплавобщего назначения. Пример расшифровки марки МЛ3: магниевый сплав литейный с порядковым номером 3, содержащий алюминия 2,5-3,5%, марганца 0,15-0,5%, цинка 0,5-1,5%
В последнее время марки магниевых сплавов стали указывать с помощью цифрового кода, например:МА1-2311, МА2 – 2311, МА2-1 – 2323 и т.п.
Титан и его сплавы
Полученный в результате переплава технический титан маркируют в зависимости от содержания примесей: ВТ1-00 (сумма примесей <0,398% - Si= 0,08%, Fe= 0,15%, O = 0,10%, N= 0,04%, C= 0,05%, H= 0,008%, прочих- 0,1%); ВТ1-0 (сумма примесей < 0,55%), ВТ1-2 (сумма примесей > 2 %).
По технологии изготовления титановые сплавы подразделяются на деформируемые, литейные и порошковые.
Выпускаются деформируемыетитановые сплавы марок (ГОСТ 19807-91):ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ3-1, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6, ВТ6с, ВТ8, ВТ14, ВТ20, ВТ22, ПТ-7М, ПТ-3В, АТ3. Стоящие за буквами цифры являются условным порядковым номером. Основными легирующими добавками являются алюминий, кремний, марганец и др. Например, сплав ОТ4-0содержит следующие легирующие добавки:Al = 0,4-1,4%, Zr = 0,3%, Mn = 0,5-1,3%, Si=0,12%, Fe = 0,3%; ПТ-7М –Al=1,8 -2,5%, Zr = 2,0 - 3,0%, Si = 0,12%, Fe= 0,25%; AT3- Al = 2,0 - 3,5%, Cr= 0,2 - 0,5%, Si= 0,2 -0,4%, Fe= 0,2 - 0,5%.
Особенности маркировки литейныхтитановых сплавов – наличие буквы Л в конце обозначения марки: ВТ5Л, ВТ3-1Л, ВТ20Л и др.
Для изготовления деталей методом порошковой металлургии используют сплавы ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ВТ3-1 и т.д. Маркировка порошковых сплавов сохраняется без изменений.