Лабораторная работа №1 Приготовление единичное формы и технология заливка чугунных сплавов

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗАНЯТИЯ № 6
КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ СПЛАВОВ

1. 
   Цель работы
   

Изучение подразделение литейных сплавов и основы маркировки в зависимости от масштаба и особенностей производства
2. Теоретические сведения
Литейные сплавы цветных металлов подразделяют на пять групп:

1. 
   сплавы на основе системы алюминий—кремний (силумины): АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛ4В, АЛ9В;
   
2. 
   сплавы на основе системы алюминий—медь: АЛ7, АЛ7В, АЛ 12, АЛ19;
   
3. 
   сплавы на основе системы алюминий—магний: АЛ8, АЛ 13, АЛ22;
   
4. 
   сплавы системы алюминий—кремний—медь: АЛЗ, АЛЗВ, АЛ5, АЛ6, АЛ10В, АЛ14В, АЛ15В;
   
5. 
   прочие сплавы: АЛ1, АЛ11В, АЛ 16В, АЛ17В, АЛ18В, АЛ 20, АЛ21.
   

Первые из них предназначены для изготовления фасонных отливок, вторые — для производства полу­фабрикатов (листов, лент, профилей, труб, штамповок и поковок) методами холодной или горячей обработки давлением.
3. Маркировка сталей.
Единой мировой системы маркировки С не существует. В СССР проведена большая работа по унификации обозначений различных марок С., что нашло отражение в государственных стандартах и технических условиях. Марки углеродистой С обыкновенного качества обозначаются буквами Ст и номером (Ст0, Ст1, Ст2 и т.д.). Качественные углеродистые С маркируются двузначными числами, показывающими среднее содержание С в сотых долях процента: 05, 08, 10, 25, 40 и т.д. Спокойную С. иногда дополнительно обозначают буквами сп, полуспокойную — пс, кипящую — кп (например, СтЗсп, Ст5пс, 08кп). Буква Г в марке С. указывает на повышенное содержание Mn (например, 14Г, 18Г). Автоматные С. маркируются буквой А (А12, А30 и т.д.), углеродистые инструментальные С. — буквой У (У8, У10, У12 и т.д. — здесь цифры означают содержание С. в десятых долях процента).
4. Обозначение марки легированной стали.
Состоит из букв, указывающих, какие компоненты входят в её состав, и цифр, характеризующих их среднее содержание. В промышленности приняты единые условные обозначения химического состава С.: алюминий — Ю, бор — Р, ванадий — Ф, вольфрам — В, кобальт — К, кремний — С, марганец — Г, медь — Д, молибден — М, никель — Н, ниобий — Б, титан — Т, углерод — У, фосфор — П, хром — Х, цирконий — Ц.
Первые цифры марки обозначают среднее содержание С (в сотых долях процента дляконструкционных С. и в десятых долях процента для инструментальных и нержавеющих С.); затем буквой указан легирующий элемент и цифрами, следующими за буквой,— его среднее содержание. Например, С. марки 3Х13 содержит 0,3% С и 13% Cr, С. марки 2X17H2 — 0,2% С, 17% Cr и 2% Ni. При содержании легирующего элемента менее 1,5% цифры за соответствующей буквой не ставятся: так, С. марки 12ХН3А содержит менее 1,5% Cr. Буква А в конце обозначения марки указывает на то, что С. является высококачественной, буква Ш — особо высококачественной. Обозначение марки некоторых легированных С. включает букву, указывающую на назначение С. (например, ШХ9 — шарикоподшипниковая С. с 0,9—1,2% Cr; Э3 — электротехническая С. с 3% Si). С., проходящие промышленные испытания, часто маркируют буквами ЭИ или ЭП (завод "Электросталь"), ДИ (завод "Днепроспецсталь") или ЗИ (Златоустовский завод) с соответствующим очередным номером (ЭИ268).
Для того, чтобы различать марки сталей имеются специальные условные обозначения, которыми маркируются все виды стального проката. Такая маркировка представляет собой сочетание букв и цифр, которое характеризует легированную сталь. Две цифры, стоящие перед маркой, обозначают среднее содержание углерода в десятых долях процента. Отсутствие цифр перед маркой свидетельствует о содержании углерода 1% или более. Каково конкретно процентное содержание определенного элемента, можно узнать по цифрам, стоящим за буквами. В случае, если за буквами цифр нет, то содержание данного элемента 1% или больше (но не более 1,5%). О высококачественной стали (с меньшим содержанием серы и фосфора) говорит буква А в конце марки. Ниже представлен пример расшифровки марки стали по ее маркировке.

Рассмотрим данный пример. Итак, впереди стоят две цифры (а именно - 12), значит они указывают на среднее содержание углерода, причем в сотых долях процента. В нашем случае в состав стали входит 0,12% углерода (химический элемент углерод обозначают буквой "С"). Следующая буква "Х" обозначает тот факт, что наша сталь содержит хром (химический элемент хром обозначают буквами"Сr") в количестве 18% (цифра 18 после буква "Х"). Следующие за "Х" буква "Н" и цифра 10, говорят нам о том, что сталь содержит 10% никеля (химический элемент никель обозначают буквами "Ni"). Ну и, наконец, буква "Т" без цифр за ней, обозначает наличие титана (химический элемент титан обозначают буквами"Тi") в объеме 1,5%.
Для справки ниже приводятся условные обозначения химических элементов.
азот (N) - A
алюминий (Ai) - Ю
бериллий (Be) - Л
бор (В) - Р
ванадий (V) - Ф
висмут (Ві) - Ви
вольфрам (W) - В
галлий (Ga) - Гл
иидий (Ir) - И
кадмий (Cd) - Кд
кобальт (Co) - K
кремний (Si) - C
магний (Mg) - Ш
марганец (Mn) - Г
свинец (Pb) - AC
медь (Cu) - Д
молибден (Mo) - М
никель (Ni) - H
ниобий (Nb) - Б
селен (Se) - Е
титан (Ti) - T
углерод (С) - У
фосфор (Р) - П
хром (Cr) - Х
цирконий (Zr) - Ц

Кроме рассийской системы маркировки стали по ГОСТ, которая была рассмотрена выше, существует и другая система обозначений нержавеющей стали по EN/DIN. Она отличается от российской тем, что сначала перечисляются все химические элементы, входящие в состав, а потом их массовая доля (в том же порядке). Первая цифра обозначает среднюю массовую долю углерода в сотых процента. Пример такой маркировки приведен ниже.

AISI - третий вид маркировки, который применяется в США и Европе. AISI (AmericanIronandSteelInstitute) - в переводе на русский язык - американский институт стали и сплавов. Именно он предложил свою систему условных рбозначений легированных и нержавеющих сталей. Согласно системы обозначений AISI, каждая марка нержавеющей стали обозначается тремя цифрами и в некоторых слуаях одной или несколькими буквами (идущими за цифрами). Первая цифра в системе обозначений AISI говорит о классе стали. Если первая цифра 2 или 3, то сталь относится к классу аустенитных. Стоящая на первом месте цифра 4, говорит о принадлежности к классу ферритных или мартенистых нержавеющих сталей. Вторая и третья цифры обозначают порядковый номер нержавеющей стали в группе.
Стоящие за цифрами буквы обозначают следующее:
L — низкое содержание углерода < 0,03 %
S — нормальное содержание углерода < 0,08 %
N — добавлен азот
LN —низкое содержание углерода < 0,03 % + добавлен азот
F — повышенное содержание серы и фосфора
Se — добавлен селен
B — добавлен кремний
H —расширенный интервал содержания углерода
Cu — добавлена медь
7. Литература
1. Воскобойников В. Г., Кудрин В. А., Яку­шев А. М. Общая металлургия: Учебник для вузов. Изд. 6-е. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 768 с.
2. А.А. Юсупходжаев. Металлургия чугуна. Ташкент, ТГТУ, 2005г.
3.А.А.Юсупходжаев, И.В.Синяшина. Производство стали, Ташкент, ТГТУ, 2002 г.
4. Бигеев А. М., Бигеев В. А. Металлургия стали: Учебник для вузов. Изд. 3-е. — Магни­тогорск: МГТУ, 2000. — 544 с.
5. Лисин В. С., Юсфин Ю. С. Расчет шихты для плавки литейных сплавов. — Казахстан. Караганда: 2003. — 158 с.

8. Контрольные вопросы:

1. Классификация литейных процессов.
2. Что такое технологическая схема?
3. Какие требования лежат в основе выбора технологической схемы?
4. Что такое модель?
5. Что такое отливка?
6. Что такое выбивка отливки?
7. Какие продукты называются отвальными и почему?
8. Что такое сплав?
9. Как обычно маркируются стали?
10. Что означают цифры стоящие в марке стали?
11. Что означают буквы стоящие в марке стали?