4. Испытание металлов на растяжение, ударную вязкость.
Испытания на растяжение. Проводятся на разрывной машине Р 20. В зависимости от материала выбирается длина. По результатам испытаний на растяжение строятся индикаторные диаграммы в координатах нагрузка (удлинение).
ТКМ
– дисциплина, изучающая способы получения
металлов и сплавов, методы обработки
заготовок при условии экономичности
процесса.
Конструкционные материалы /км/.
Классификация КМ:
Металлы и сплавы:
а) черные:
1) чугуны:
- передельные /используются как сырье при производстве стали/;
- литейные /используются как исходный материал при производстве чугунных отливок/.
2) стали:
- углеродистые;
- легированные.
3) ферросплавы;
б) цветные.
2. Неметаллические материалы:
а) чистые;
б) композиционные.
Сталь – сплав железа с углеродом, где содержание углерода не более 2,14%. Стали могут содержать постоянные примеси и легирующие добавки. Постоянные примеси в стали:
- Si до 0,37%
- Mn до 0,80%
- S до 0,07%
- P до 0,07%.
В сталях могут быть скрытые примеси, такие как кислород в составе FeO, MnO, азот в виде нитратов или нитритов. Реже – водород. Все эти материалы портят сталь.
Чугун – сплав железа с углеродом и другими элементами, где содержание углерода может быть от 2,14% до 6,67%. В чугунах также как в сталях присутствуют постоянные примеси:
- Si до 3%
- Mn до 5%
- S до 0,5%
- P до 0,5%.
Ферросплав – сплав железа с одним или несколькими химическими элементами. Ферросплавы применяются как сырье при производстве стали.
Медь и сплавы на ее основе.
Чистая медь обозначается М.
М1 – 99,9% меди и 0,1% примесей.
М2 – 99,8% меди и 0,2% примесей.
М0 – 99,99% меди и 0,01% примесей.
М00 – 99,999% меди и 0,001% примесей.
Сплавы на основе меди:
- латуни /Cu + Zn/ - обозначаются Л.
- бронзы /Cu + один или несколько легирующих элементов, среди которых может присутствовать Zn в качестве легирующей добавки/ - обозначаются Бр.
Сплавы на основе алюминия.
Деформируемые
/обрабатываемые давлением. Обозначаются
Д. Эти сплавы многокомпонентные. Цифра
– порядковый номер сплава.
Литейные /предназначены
для получения отливок различными
методами/. Обозначаются АЛ. Обязательно
содержат Si. Называются силумины. Получают
методом литья или кристаллизации.
Ковкие сплавы – АК. Высокопрочные
сплавы – АВ.
В этих сплавах допускается содержание постоянных примесей от 5% до 8%. Это могут быть Si, Mg, Cu, пластмасса, стекло, керамика, фарфор, дерево и различные композиционные материалы.
Для различного типа втулок, колец применяются биметаллы: чугун+бронза, сталь+бронза и т. д.
Классификация и маркировка сталей.
Углеродистые. Не содержат дополнительных элементов, кроме углерода. Они делятся на:
Углеродистые стали обычного качества. ГОСТ 380-71 (Ст0 – Ст7, цифра указывает порядковый номер. С увеличением цифры повышается прочность и содержание углерода). Применяются для деталей неответственных узлов и в строительных конструкциях. Достаточно хорошо свариваются.
Качественные/конструкционные стали ГОСТ 1050-74. Содержат меньше примесей, чем углеродистые стали обычного качества. Серы и фосфора меньше 0,035%.
Высококачественные/инструментальные стали. В них кол-во серы и фосфора еще меньше, чем в конструкционных. Обозначаются У7-У13(углеродистые, цифра – процентное содержание углерода в десятых долях). Применяются для изготовления режущего инструмента, где требуется высокая прочность.
Буква А в конце маркировки стали означает повышенное качество.
Легированные. Обозначаются цифрами и буквами, цифры впереди обозначают процентное содержание углерода. За этой цифрой идут буквы с цифрами, обозначающие соответствующий легирующий элемент и его процентное содержание в стали.
Н–никель. Б–ниобий. Х–хром. В–вольфрам. К-кобальт. Ф-ванадий. Т-титан. Ю-аллюминий. Г-марганец. С-кремний. М-молибден. Д-медь.
Буква А в конце маркировки стали означает повышенное качество. Если же буква А стоит в начале марки стали – это сталь автоматного класса, предназначенная для обработки на станках автоматах. Обладает высокой способностью к обработке резанием. В данных сталях повышенное содержание серы (до 0,3%). А12 – содержание углерода 0,12%.
Для лучшей обрабатываемости в автоматической стали вводят легирующий элемент – кремний (0,7%-0,8%) обозначение АС1. Если буква А в середине маркировки, то в данной стали присутствует азот, как легирующий элемент.
Р в начале марки стали – специальные быстрорежущие стали. Применяются для режущих инструментов. В составе быстрорежущих сталейсодержится вольфрам /например, Р9 – 9% вольфрама, быстрорежущая сталь/. Если же Р в середине или конце марки, то это легирующий элемент – Бор.
Ш в начале марки – шарикоподшипниковая сталь. Ш в конце – пониженное содержание примесей, сталь особовысококачественная (P, S 0,015%).
В инструментальных легированных сталях, где углерод указан одной цифрой, он обозначен в десятых долях.
Стали классифицируются по способу раскисления:
- кипящие /КП/;
- спокойные /СП/;
- полуспокойные /ПС/.
Стали классифифицируются по свойствам:
- А (сталь, поставляемая с гарантированными мех. свойствами);
- Б (сталь, поставляемая с гарантированными хим. составом);
- В (сталь, поставляемая с гарантированными мех. свойствами и хим. составом).
Стали классифицируются по видам продукции/сортаменту:
Сортовая сталь (горячекатомный пруток круглого, квадратного или шестиугольного сечения различных диаметров длиной от 3 до 6 метров).
Лист (1,5*2 метра и т. д.) от 0,1 мм до 1,4 см толщиной.
Проволока.
Спец. Профили (типа ж/д рельс).
Отливки (п/ф, получаемые методами литья).
Поковки (п/ф, получаемые методом давления).
Стали по качеству:
Обыкновенное качество /P, S 0.07%/.
Качественные /P, S 0.035%/.
Высококачественные /P, S 0.025%/.
Особовысококачественные /P, S 0.015%/.
Стали по назначению:
- конструкционные /для изготовления ответственных деталей машин и строительных конструкций/.
- инструментальные /для изготовления режущего штамповочного инструмента, для мед. и измерительного инструмента/.
- стали специального назначения /устойчивые к какому либо из негативных и агрессивных факторов окружающей среды/.