Чугун — железоуглеродистый сплав, содержащий небольшие количества кремния Si марганца Мn, незначительные — серы S и фосфора Р и так много углерода С, что он не поддается ковке. В отношении структуры к чугунам следует относить сплав, содержащий более 1,7% углерода. Однако при сравнительно малом содержании других элементов и умелом проведении ковки сплав железа с углеродом ограниченно может коваться даже при содержании углерода до 3%.
Сталь — это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода не более 1,7%. Углерод сплава весь находится в связном состоянии (т. е. отсутствует свободный углерод в виде графита). В состав сталей могут входить многие химические элементы, влияющие на их физико-механические свойства (табл. 1.10). Часть из них, например такие, как фосфор Р и сера S, являются вредными примесями, понижающими качество.
Твёрдые сплавы. Металлокерамические сплавы в зависимости от содержания в них карбидов вольфрама, титана, тантала и кобальта приобретают различные физико-механические свойства. По этой причине твёрдые сплавы представлены в трех группах: вольфрамовой, титановольфрамовой и титанотанталовольфрамовой.
Кубический нитрид бора (КНБ). Это относительно новый поликристаллический материал, применяемый для режущих инструментов. Твердость КНБ достигает 88 000 МПа (9000 кгс/мм2), приближаясь к твердости алмаза. Теплостойкость его составляет 1400—1500 °С. В зависимости от исходных материалов и технологии изготовления (давление, температура, время выдержки) физико-механические параметры поликристаллов КНБ несколько различаются. Имеются следующие распространенные марки отечественного КНБ: эльбор-Р; гексанит-Р; исмит I и II; композит 0.5; ПТНБ.
Сплавы цветных металлов. В машиностроении широко применяются сплавы меди (бронзы и латуни) и алюминия. Механические характеристики литейных оловянистых и безоловянистых бронз приведены в табл.1.15 и 1.16, алюминиевых сплавов - в табл.1.17.
Таблица 1.15. Бронзы литейные оловинистые. Механические свойства (ГОСТ 614 — 73)
Марка |
Предел прочности |
Относительное |
Марка |
Предел прочности |
Относительное |
БрОЦСН 3-7-5-1 |
176 |
8 |
БрОЦС 5-5-5 |
147 |
6 6 |
Примечание. Твердость по Бринеллю всех указанных бронз 600 НВ. |
Таблица 1.16. Бронзы литейные безоловянисгые. Механические свойства (ГОСТ 493 — 79)
Марка |
Способ литья |
Предел прочности |
Твердость по Бринеллю, НВ | |
МПа |
кгс/мм2 | |||
не более | ||||
БрА9Мц2Л |
К |
392 |
784 |
80 |
П |
392 |
784 |
80 | |
БрА10Мц2Л |
К |
490 |
1078 |
110 |
П |
490 |
1078 |
110 | |
БрА9Ж3Л |
К |
490 |
980 |
100 |
П |
392 |
980 |
100 | |
БрА10Ж3Мц2 |
К |
490 |
1076 |
120 |
П |
392 |
980 |
100 | |
БрА10Ж4Н4Л |
К |
587 |
1666 |
170 |
П |
587 |
1568 |
160 | |
БрА11Ж6Н6 |
К |
587 |
2450 |
250 |
П |
587 |
2450 |
250 | |
БрА9Ж4ПМц1 |
К |
587 |
1470 |
160 |
П |
Б87 |
1668 |
160 | |
БрС30 |
К |
Б87 |
245 |
25 |
БрСУ3НЦ3С20Ф |
К |
157 |
637 |
65 |
Примечание. К — отливка в кокиль. П — в песчаную форму. |
Таблица 1.17. Алюминиевые сплавы. Механические свойства (ГОСТ 2685-75*)
Марка |
Предел прочности при |
Твёрдость по |
Марка |
Предел прочности при |
Твёрдость по | ||
МПа |
кгс/мм2 | ||||||
МПа |
кгс/мм2 | ||||||
АЛ3 |
137-247 |
637-735 |
65-75 |
АЛ2 |
137156 |
490 |
50 |
АЛ5 |
157-225 |
637-686 |
65-70 |
АЛ4 |
196-235 |
686 |
70 |
АЛ32 |
196-264 |
588-686 |
60-70 |
АЛ9 |
156-225 |
490-588 |
50-60 |
АК5М7 |
127-166 |
784-882 |
80-90 |
АЛ34 |
254-331 |
686-882 |
70-90 |
АЛ19 |
294-331 |
686-882 |
70-90 |
АЛ22 |
176-225 |
784-882 |
80-90 |
АЛ33 |
225-254 |
781-833 |
80-85 |
АЛ24 |
314 |
735 |
75 |