Порошковые конструкционные материалы

 

Конструкционные детали являются наиболее распространенным видом продукции порошковой металлургии. В зависимости от предполагаемых условий работы все они подразделяются на 4 группы по плотности и могут изготавливаться из порошков на основе железа, порошков углеродистых и легированных сталей, а также порошков цветных металлов и сплавов (рис. 5.2) [20].

Для обозначения конструкционных порошковых материалов также используется буквенно-цифровая маркировка.

 

 

 

 

Рис. 5.2.Классификация порошковых конструкционных материалов

 

Маркировка порошковых материалов на основе железа

 

Марка этих материалов начинается с буквы Ж, за которой следуют поочерёдно без пробелов и черточек буквенные обозначения легирующих элементов и сразу за ними целые или дробные числа, указывающие их концентрацию в массовых процентах. Далее в конце марки через тире ставится цифра, указывающая плотность материала в г/см³. Например, марка ЖГр0,4Д4Н3-7,3 означает, что это порошковый конструкционный металлокерамический материал, содержащий примерно 0,4% графита, 4% меди, 3% никеля и остальное – железо.

Плотность этого материала составляет 7,3 г/см³. Другие примеры марок порошковых материалов на основе железа: ЖГр0,5-7,3; ЖГр0,2Н3Х2- 7,3; 6 ЖГр1Д2,5М3-7,6.

Условные обозначения компонентов и наиболее распространенных легирующих элементов в этих материалах показаны в табл. 5.1.

Обратите внимание, что условное обозначение некоторых элементов записывается как в марках сталей, а некоторых – как в марках цветных сплавов.

 

Таблица 5.1.

Условные обозначения компонентов и легирующих элементов

в марках порошковых сплавов на основе железа

 

Химический символ	Наименование легирующего элемента	Условное обозначение в марке
Fe	Железо	Ж
C	Графит	Гр
Cu	Медь	Д
Ni	Никель	Н
Sn	Олово	О
Mo	Молибден	М

 

 

Маркировка порошковых материалов на основе сталей

В марках порошковых конструкционных материалов из углеродистых и легированных сталей первая буква определяет класс материалов: С – сталь, вторая буква П – указывает, что эти материалы получены методами порошковой металлургии. Первая цифра после букв СП, как и в случае конструкционных сталей, показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Последующие буквы обозначают легирующие элементы, а цифры после них – среднее содержание этих элементов в целых процентах. Условное обозначение легирующих элементов и их массовой доли в материале аналогично обозначению, приведённому в п. 1.2. В конце марки через дефис указывается группа плотности материала (1 – 4). Например, марка материала СП30Г2-2 означает, что это конструкционная сталь, полученная методом порошковой металлургии, содержащая 0,30 мас.% С, около 2мас.% марганца и имеющая 2 – ю группу плотности.

Другие примеры марок порошковых материалов на основе сталей разного класса: СП30-1, СП50ХНМ-3, СП60ХН2М-4, СП08Х18Н15-4.

 

Маркировка порошковых материалов на основе

Цветных металлов

Обозначение этих составов начинается с буквенного индекса, указывающего класс материала. Под классом здесь понимают основу композиции, которая может быть представлена как цветным сплавом, так и чистым металлом. Второй буквенный индекс П указывает, что материал получен методом порошковой металлургии. Следующие после него буквы обозначают легирующие элементы. А цифры после них – массовую долю элемента в процентах. Цифра в конце марки после тире, как и для черных металлов, обозначает группу плотности материала (1 – 4). Буквенные индексы разных композиционных классов порошковых материалов на основе цветных сплавов представлены в табл. 5.2.

Таблица 5.2.

Буквенные индексы различных классов

порошковых материалов на основе цветных металлов и сплавов

 

Буквенный индекс	Наименование класса	Химические символы класса
Ал	Алюминий	Al
Бе	Бериллий	Be
Бр	Бронза	Cu-Sn-Zn
Т	Титан	Ti
Мг	Магний	Mg
Д	Медь	Cu
Л	Латунь	Cu-Zn
Х	Хром	Cr
Ц	Цинк	Zn
Цр	Цирконий	Zr

Например, марка АлПМг6-4 означает, что это порошковый материал алюминиевого класса (на основе алюминия), содержащий около 6 мас.% магния, остальное алюминий, и имеющий 4 группу плотности.

Система буквенно-цифровой записи легирующих элементов аналогична таковой для сплавов меди (п.3.1).

Другие примеры марок порошковых материалов на основе цветных металлов и сплавов: АлПМг6Г4-4, БрПО-4, ЛП80-4, ТПАл4-4, ТПАл6М2-3.

 

5 .2. Классификация и маркировка металлокерамических

Твердых сплавов

Металлокерамическими твердыми сплавами называют сплавы, изготовленные методом порошковой металлургии (металлокерамики) и состоящие из карбидов тугоплавких металлов: WC, TiC, TaC, – соединенных пластичной металлической связкой, чаще всего кобальтом.

В настоящее время в России изготовляют твердые сплавы трех групп: вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые, содержащие в качестве связки кобальт. Из-за дороговизны вольфрама разработаны твердые сплавы, совсем не содержащие карбида вольфрама. В качестве твердой фазы они содержат только карбид титана либо карбонитрид титана – Ti(NC). Роль пластичной связки выполняет никель-молибденовая матрица. Классификация твердых сплавов представлена на рис. 5.3.

В соответствии с пятью классами металлокерамических твердых сплавов существующие правила маркировки образуют пять маркировочных групп.

Целое число процентов кобальта

Вольфрамовые, или вольфрамокобальтовые, твердые сплавы маркируются буквосочетанием ВК, за которым указывается целое число процентов кобальта:

ВК..

Примеры: ВК3, ВК6, ВК8, ВК10.

Титановольфрамовые, или титановольфрамокобальтовые твердые сплавы маркируются следующим образом: первой в марке стоит буква Т, за ней следует число массовых процентов карбида титана, далее буква К и число процентов кобальта. Концентрация карбида вольфрама – остальное.

 

Вот как выглядит структура марки:

 

Целое число процентов карбида титана

Целое число процентов кобальта

Т К.

 

Примеры: Т30К4, Т15К6, Т5К10, Т5К12.

Титанотанталовольфрамовые, или титанотанталовольфрамокобальтовыми твердые сплавы маркируются следующим образом: первой в марке стоит буквосочетание ТТ, за ней следует суммарное число массовых процентов карбида титана и карбида тантала, далее буква К и число процентов кобальта. Концентрация карбида вольфрама – остальное. Вот как выглядит структура марки:

		Целое число процентов кобальта
	Суммарное число процентов карбида титана и карбида тантала

ТТ К.

 

 

Примеры: ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8, ТТ20К9.

Иногда в конце марки через дефис добавляют буквы или буквосочетания, характеризующие дисперсность частиц карбидов в порошке:

· М – сплав из мелких порошков, например, ВК6-М;

· ОМ – сплав из особо мелких порошков, например, ВК8-ОМ;

· В – сплав из крупнозернистого карбида вольфрама, например, ВК4-В;

· ВК – сплав из особо крупнозернистого карбида вольфрама, например, ВК10-ВК.

Безвольфрамовые твердые сплавы с карбидом титана маркируются буквосочетанием ТН, за которым через тире следует суммарное число массовых процентов никеля и молибдена:

Суммарное число процентов никеля и молибдена

-

ТН.

 

Пример – ТН-20.

Безвольфрамовые твердые сплавы с карбонитридом титана маркируются буквосочетанием КНТ, за которым через тире следует суммарное число массовых процентов никеля и молибдена:

		Суммарное число процентов никеля и молибдена
	-

КНТ.

 

Пример – КНТ-16.

Библиографический список

 

1. Богачёв И.Н. П.П. Аносов и секрет булата. – Свердловск: Машгиз, 1952. – 139 с.

2. Людвиг А., Прокша Ф. Международное сопоставление стандартных марок стали: Справ. – М.: Изд-во стандартов, 1992. – 335 с.

3. Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. Вузов / Г.П. Фетисов и др. – М.: Высш. шк., 2001. – 638 с.

4. Меськин В.С. Основы легирования стали. – М.: Металлургия, 1964.– 684 с.

5. Сталь качественная и высококачественная. Сортовой и фасонный прокат. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 408 с.

6. Спектор А.Г., Зельбен Б.М., Киселева С.А. Структура и свойства подшипниковых сталей. М.: Металлургия, 1980. – 264 с.

7. Стали и сплавы: Марочник: Справ. изд./ В.Г. Сорокин, и др.; – М.: Интермет-Инжиниринг, 2001. – 608 с.

8. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учеб. для машиностроит. втузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 527 с.

9. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. – М.: Металлургия, 1983. – 527 с.

10. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справ. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1981. – 391 с.

11. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справ. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. – 480 с.

12. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1986. – 542 с.

13. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учеб. для вузов / Б.А. Калачев, В.И. Елагин, В.А. Ливанов – М.: МИСИС, 2001. – 416 с.

14. Материаловедение: Учеб. для вузов/ Б.Н. Арзамасов и др.; – М.: изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. – 684 с.

15. Конструкционные материалы: Справ./ Б.Н. Арзамасов и др. – М.: Машиностроение, 1990. –688 с.

16. ГОСТ 1583–89. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1989. –38 с.

17. ГОСТ 14838–78. Сплавы алюминиевые электротехнические. Технические условия.. – М..: Изд-во стандартов, 1978. – 28с.

18. ГОСТ 19807 – 91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки. – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 33 с.

19. ГОСТ 804 – 93. Магний первичный в чушках. Технические условия.–М.: Изд-во стандартов, 1993. – 20 с.

20. Габриэлян Д.И. Прецизионные сплавы. – М: Металлургия, 172 – 358 с.

21. Металловедение и технология металлов: Учеб. для вузов/ Ю.П. Солнцев и др. – М.: Металлургия, 1988. – 512 с.

 

Гузанов Борис Николаевич,

Бухаленков Владимир Васильевич,

Анисимова Лариса Ивановна

 

КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРАВИЛА МАРКИРОВКИ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

 

Учебное пособие

 

Редактор Н.М. Юркова

 

Подписано в печать. Формат 70 ´ 108/16. Бумага для множ. аппаратов. Печать плоская. Усл. печ. л. 4,1. Уч.-изд.л. 4,5. Тираж 200 экз. Заказ. Издательство Российского государственного профессионально-педагогического университета. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.

Ризограф РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.