Сведения об используемых металлах

Рубрика:  Работы с деревом и металлом  Автор  admin

Металлы являются основными материалами для изготовления всевозможных устройств и деталей мастерами-любителями. В данном разделе приведены основные физические и химические свойства металлов, которые позволяют рационально подобрать материал для конкретного изделия.
Все металлы подразделяют на черные и цветные. К черным относят железо, чугун и сталь. К цветным — медь, цинк, олово, свинец, алюминий, серебро и другие.
В домашних условиях наиболее часто производят работы со сталью, медью, цинком, оловом, свинцом, алюминием, серебром, хромом и никелем, а также сплавами цветных металлов — латунью, бронзой и другими.
Чугун — сплав железа с углеродом, содержание которого превышает 2 %. Существует серый чугун (СЧ), белый (БЧ), ковкий (КЧ), высокопрочный (ВЧ), жаростойкий (ЖЧХ, ЖЧС, ЖЧЮ), антифрикционный (АЧС).
Чугун с трудом поддается различным видам обработки, обладает сравнительно высокой хрупкостью, поэтому он находит весьма ограниченное применение в практике мастеров-любителей.
Сталь — сплав железа с углеродом, в котором содержание последнего не превышает 2 %. Подавляющее большинство сталей содержит легирующие добавки (молибден, марганец, хром, никель, вольфрам, кобальт и другие), существенно улучшающие их прочностные характеристики.
Углеродистые стали обычного качества обозначаются буквами Ст и цифрами, например Ст 3, Ст 4. Цифры указывают содержание углерода в десятых долях процента. Аналогично обозначаются и углеродистые инструментальные стали, однако первая буква у них — У, например У8, У12. Качественные углеродистые стали обозначаются так: сталь 50, сталь 60. В данном случае цифры указывают на содержание углерода в сотых долях процента. Аналогично обозначают и автоматные стали, но слово «сталь» заменяют буквой А, например А10.
Качественные легированные стали маркируют в зависимости от содержания в них того или иного легирующего элемента. Эти элементы имеют следующие обозначения: хром — (X), марганец — (Г), молибден — (М), вольфрам — (В), кобальт — (К), алюминий — (Ю), никель — (Н). Цифры, стоящие после каждой буквы, указывают на процентное содержание данного элемента в стали. Если после какой-либо буквы цифра не проставлена, это означает, что количество данного элемента в стали равно 1 %. В том случае, когда в конце марки стали стоит буква А, надо иметь в виду, что данная сталь характеризуется заниженным содержанием серы и фосфора, а буква Ц свидетельствует о возможности цементации. Например, сталь 18х2Н4ВА содержит 0,18 % углерода, 2 % хрома, 4 % никеля, 1 % вольфрама, и в ней снижено содержание серы и фосфора (что положительно сказывается на прочностных характеристиках).
Быстрорежущие легированные стали обозначают первой буквой Р, электротехнические — буквой Э. Буква П в конце марки стали говорит о повышенной прочности.
Рассмотрим области применения наиболее распространенных марок стали. Эта информация поможет мастеру-любителю в рациональном выборе материала для будущего изделия. Из стали Ст 2, Ст 3 изготавливают уголок, швеллер, арматуру, прут; из стали 40 — валы редукторов; из стали 45 — шестигранные валы повышенной прочности; сталь 65Г — износостойка, обладает упругими свойствами; из стали П и стали Н изготавливают пружины холодным способом; из стали 60СЗ — пружины и рессоры с последующей термообработкой. Стали У7—У12 используют для инструментов, зубил, молотков, сверл и высококачественного измерительного инструмента. Сталь 9ХС применяют для изготовления метчиков, плашек и штампов. Из сталей Р9—Р18 изготавливают токарные резцы и фрезы. Для ножовок по дереву используют стали У8ГА и У10А; для циркулярных пил — 85ХФ; для напильников, надфилей, ножовок по металлу — У7—У12.
Для определения марки стали существуют специальные приборы, однако они недоступны домашнему мастеру. Ориентировочно определить марку стали можно по форме и цвету пучка искр от точильного станка. Малоуглеродистые стали дают длинный соломенно-желтый пучок искр с малым количеством звездочек на конце. Чем больше содержание углерода в стали, тем короче пучок искр, тем он светлее и с большим количеством звездочек.
У быстрорежущей стали темно-желтый пучок искр без звездочек на конце, а у хромистой — темно-красный с разветвленными звездочками на конце.
Медь — мягкий, пластичный цветной металл, обладает высокой тепло- и электропроводностью, хорошо поддается различным видам обработки. Маркируется от М00 (99,99 % чистой меди) до М4 (99,0 % чистой меди). Медь марок МФ1, МФ2 имеет примесь фосфора, который придает ей более упругие свойства и делает более текучей в расплавленном состоянии, что повышает качество изделий, получаемых методом литья, и облегчает сам процесс литья. Температура плавления меди 1100°С.
Бронза — сплав меди с оловом или другими металлами (кроме цинка). Бронза значительно прочнее меди, более устойчива к коррозии, обладает высокими антифрикционными свойствами. Температура плавления бронзы зависит от ее химического состава.
Латунь — сплав меди с цинком. Обозначают латунь буквой Л, а цифра, стоящая за ней, указывает на процентное содержание меди, например Л85 (85 % меди, 15 % цинка). Существуют специальные легированные латуни, используемые в агрессивных средах. В качестве легирующих добавок используют марганец, никель, свинец, олово, железо.
Цинк — металл серебристо-голубого цвета, на воздухе покрывающийся матовой пленкой окислов, предохраняющей металл от коррозии. Применяют для антикоррозионных покрытий на поверхности черных металлов (цинкование).
Алюминий — мягкий, легкий металл серебристо-белого цвета. Плотность алюминия в три раза меньше плотности стали. Как конструкционный материал в чистом виде почти не применяется. Для изготовления различных деталей используют дюралюминий, деформированный технический алюминий, конструкционный высокопрочный алюминий и другие. Конструкционные алюминии отлично обрабатываются.
Олово — металл серебристо-белого цвета, мягкий и очень пластичный. Применяют для создания антикоррозионных покрытий, металл стоек по отношению к

пищевым кислотам, поэтому его широко используют для изготовления консервных банок и т. п. Температура плавления олова 232°С. При изготовлении изделий из олова следует иметь в виду, что при температуре ниже -13°С они постепенно превращаются в серый порошок.
Свинец — мягкий, тяжелый, пластичный металл серого цвета. Стоек к воздействию кислот. Температура плавления свинца 327°С. Применяют в электрохимической промышленности, а также для изготовления легкоплавких припоев.
Хром — блестящий металл с синеватым оттенком, обладает высокой твердостью, отличными антикоррозионными свойствами. Температура плавления хрома 1910°С. Весьма эффективны декоративно-защитные хромовые покрытия на изделиях из стали и чугуна. Создавать такие покрытия целесообразно с помощью гальванических процессов. Следует отметить, что подобные технологии вполне осуществимы в домашних условиях и будут подробно рассмотрены в следующих разделах.
Никель — серебристо-белый металл, но по сравнению с хромом имеет желтоватый оттенок. Температура плавления никеля 1455°С. Стоек к воздействию агрессивных сред. Аналогично хрому никель находит широкое применение для декоративно-защитного покрытия металлов (никелирование).
Серебро — благородный металл белого цвета, имеет хорошую тепло- и электропроводность, обладает хорошими антикоррозионными свойствами. Температура плавления серебра 960°С.
Из серебра 916, 900, 875, 800-й пробы делают ювелирные изделия, посуду, столовые принадлежности. Широко используют серебро в электронике, а также для санитарно-гигиенической обработки продуктов питания и питьевой воды. В домашних условиях серебро можно применять для изготовления ювелирных изделий, создания декоративных покрытий на различных материалах как химическими, так и гальваническими методами.

Tags: , ,

Оставить комментарий

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.