Учебники 8062

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра инженерной и компьютерной графики

ОБОЗНАЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ В ОСНОВНОЙ НАДПИСИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для студентов всех специальностей и всех форм обучения

Воронеж 2021

1

УДК 744(07) ББК 30.11я7

Составители:

канд. техн. наук М. Н. Подоприхин канд. пед. наук Т. П. Кравцова ст. преп. Я. А. Янина

ст. преп. В. Н. Проценко ст. преп. И. Н. Касаткина

Обозначение материалов в основной надписи: методические указания для студентов всех специальностей и форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; cост.: М. Н. Подоприхин,

[и др.]. -.Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2021. - 32 с.

Приведены краткие сведения о наиболее распространенных материалах в объеме, необходимом для понимания их условных обозначений, приводимых в чертежах деталей, а также их примерное назначение и выбор при выполнении чертежей, эскизов и т. д.

Предназначены для студентов всех специальностей и направлений. Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в

файле МУ ОМвОН.pdf.

Ил. 4. Табл. 14. Библиогр.: 5 назв.

УДК 744(07) ББК 30.11я7

Рецензент – Д. А. Свиридов, канд. техн. наук, доц. кафедры графики, конструирования и информационных технологий в промышленном дизайне ВГТУ

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

2

ВВЕДЕНИЕ

Развитие науки и техники требует создания всё новых и новых видов материалов, удовлетворяющих строго определенным условиям эксплуатации машин, приборов и т. д. Материалом для изготовления деталей машин и механизмов могут служить различные металлы и неметаллические материалы. Назначая материалы, конструктор должен учитывать условия, в которых будет работать изделие, а также стремиться к минимальной металлоемкости его.

К металлам относятся: стали, чугуны, цветные металлы и их сплавы. Между собой их можно различить приближенно по весу, цвету. Например, алюминий, латунь, бронза легче стали, а изделия из медных сплавов имеют золотистый цвет различных оттенков, стальные изделия – серебристый цвет. К неметаллическим материалам относятся естественные материалы (древесина, песок и др.) и искусственные материалы (резина, войлок, пластмассы и др.).

Марки материалов имеют буквенно-цифровые обозначения, и в конструкторских документах их указывают в соответствии со стандартами на эти материалы: в графе 3 основной надписи (ГОСТ 2.104-2006) на чертежах изделий, в спецификации или технических требованиях на полях чертежа – для сборочной единицы.

Список нормативно-технических документов на материалы представлен в Приложении 1.

При отсутствии стандартов на данный материал делают ссылку на отраслевые технические условия.

В процессе чтения чертежа студент должен уметь расшифровать обозначение материала, записанное в графу 3 основной надписи, например:

где

30 – среднее содержание углерода, выраженное в сотых долях процента; Х – хром; Г – марганец;

С – кремний; А – высококачественная сталь.

Допускается исключать из записи обозначения слово «Сталь», «Чугун», «Бронза» и др. в тех случаях, когда условное обозначение материала входит в сокращенное наименование материала, например:

В зависимости от условного обозначения материалы подразделяют на две группы: обозначения, содержащие только качественную характеристику материала детали, и обозначения, содержащие как качественную характеристику

3

материала, так и характеристику профиля сортового материала, из которого изготовлена деталь.

1. ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ ТОЛЬКО КАЧЕСТВЕННУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ МАТЕРИАЛА

Обозначения, характеризующие только качество материал детали, содержат: наименование материала, марку материала и стандарт, в котором приведена полная характеристика материала.

Наибольшее распространение в машиностроении имеют сплавы на основе железа, в зависимости от количества, содержащегося в них углерода, называемые сталями и чугунами.

1.1.Чугун

Чугунами называют железо-углеродистые сплавы, содержащие углерода обычно от 2,5 до 4%. Основные положительные свойства чугуна – высокие литейные качества, позволяющие получать заготовки деталей сложной формы, низкая стойкость материала и хорошая обрабатываемость резанием.

Свойства чугуна зависят не только от количества в нем углерода, но и от того состояния, в котором этот углерод находится в сплаве. Углерод в чугуне может находиться как в виде элемента – графита, так и в составе карбида железа – цементита.

Цементит придает чугуну белый цвет и высокую твердость и хрупкость. Поэтому белый чугун для отливки заготовок деталей не применяется.

Графит очень мягкий, темного цвета и придает обычному литейному чугуну серый цвет в изломе. Чем больше в чугуне графита и меньше цементита (при одном и том же количестве углерода в сплаве), тем мягче чугун.

Примеры применения чугуна в машиностроении приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Применение наиболее распространенных марок чугуна

4

Окончание табл. 1.1

1.1.1.Серый чугун

Вобычном сером чугуне графит выделяется в виде тонких чешуек, ослабляющих прочность деталей, работающих на изгиб. Эти чугуны маркируются двумя буквами (СЧ): С – серый и Ч – чугун, и цифрами, характеризующими его предел прочности при растяжении. Серый чугун выпускается следующих марок: мало прочный – СЧ00; средней прочности – СЧ12, СЧ15, СЧ18 и повышенной прочности – СЧ20, СЧ25 и др.

Пример условного обозначения:

СЧ20 ГОСТ 1412-85.

5

1.1.2. Ковкий чугун

Белый чугун, у которого весь углерод находится в связанном состоянии, может быть подвержен термической обработке – специальному отжигу, при котором цементит разлагается и выделяющийся графит группируется в виде хлопьев. Этот хлопьевидный графит в меньшей степени нарушает металлическую основу сплава, чем чешуйчатый графит серого чугуна. Детали, отлитые из белого чугуна и подвергнутые графитизирующему отжигу, достаточно хорошо работают на изгиб. Обработанный таким образом чугун называется ковким и маркируется буквами: К – ковкий, Ч – чугун (КЧ). Выпускается двух классов: ферритовый (Ф) марок 30-6 (Ф), 33-8 (Ф) и т. д., и перлитовый (П) марок 45-7 (П), 50-5 (П) и т. д. После букв следуют цифры, характеризующие его предел прочности при растяжении и относительное удлинение в процентах.

Пример условного обозначения:

КЧ 30 – 6 ГОСТ 1215-79.

1.1.3. Высокопрочный чугун

Специальные добавки при производстве чугуна способствуют образованию графита в виде шаровидных включений, которые в меньшей степени ослабляют механическую прочность металлической основы сплава, чем чешуйчатый графит серого чугуна. Такой высокопрочный чугун может применяться для ответственных литых деталей сложной формы. Маркируется этот чугун буквами В – высокопрочный, Ч – чугун и цифрами, как и у ковкого чугуна, характеризирующими его предел прочности при растяжении и относительное удлинение в процентах.

Пример условного обозначения:

ВЧ 60 – 2 ГОСТ 7293-85.

1.1.4. Антифрикционный чугун

Чугуны, имеющие в своем составе свободный углерод в виде графита, обладают хорошими антифрикционными свойствами (графит является своеобразной смазкой). Подбором компонентов и термической обработкой получают специальные антифрикционные чугуны на основе технологии для серого, ковкого или высокопрочного чугунов, которые маркируются буквами: АЧ – антифрикционный чугун, С – серый (с пластинчатым графитом), К – ковкий (с компактным графитом), В – высокопрочный (с шаровидным графитом). Например, АЧС - 5, АЧК - 1, АЧВ – 2.

6

Пример условного обозначения:

АЧС – 5 ГОСТ 1585-85.

1.2.Сталь

Встали весь углерод находится в виде весьма твердого химического соединения с железом – цементита, имеет серебристый цвет. Сталь в нагретом состоянии пластична и легко подвергается обработке давлением (прокаткой, ковкой и т. п.).

1.2.1.Сталь углеродистая обыкновенного качества

(ГОСТ 380-2005)

Применяется для изготовления неответственных деталей и конструкций (табл. 1.2). Имеет упрощенную и относительно дешевую технологию производства. Маркируется двумя буквами Cт и цифрами, указывающими порядковый номер от 0 до 7 по мере увеличения количества углерода от сотых долей процента до 0,63% у стали Cт7.

Взависимости от назначения сталь подразделяют на три группы: А – по механическим свойствам ( от Cт0 до Cт6);

Б – по химическому составу (от БCт0 до БCт6);

В– по механическим свойствам и химическому составу (ВCт1 и т. д.). Иногда перед буквами Cт в марке проставляются дополнительные буквы,

характеризующие как способ производства стали, так и некоторые дополнительные качества. Например, сталь «MCт4кп» - мартеновская сталь, содержащая от 0,18 до 0,22% углерода, кипящая.

Пример условного обозначения:

MCт4кп ГОСТ 380-2005;

Cт3кп ГОСТ 380-2005.

Таблица 1.2

Применение углеродистой стали обыкновенного качества

7

1.2.2. Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050-2013)

Сталь имеет более строгие границы допуска содержания примесей – серы и фосфора и применяется для изготовления более ответственных деталей, подвергающихся термической обработке (табл. 1.3). Маркируются эти стали только двумя цифрами, довольно точно отражающими количество углерода в стали в сотых долях процента.

Например, Сталь 45 (содержит около 0,45% углерода).

Пример условного обозначения:

Сталь 45 ГОСТ 1050-2013.

8

60дажи, пружинные кольца, регулировочные прокладки, пружины и диски сцепления (НВ 2502)

1.2.3. Инструментальна углеродистая сталь (ГОСТ 1435-99)

Стали с содержанием углерода от 0,6-0,8 до 1,2% называются инструментальными и при закладке получают высокую твердость (табл. 1.4). Сопутствующая твердости хрупкость для инструмента большого значения не имеет.

Инструментальные углеродистые стали маркируются от У7 до У13, где цифра отражает приблизительное количество углерода в десятых долях процента, а следующая за ней буква А обозначает высококачественную сталь.

Пример условного обозначения:

Сталь У7 ГОСТ 1435-99.

Таблица 1.4

1.2.4. Легированная конструкционная сталь (ГОСТ 4543-2016)

Применяется для изготовления ответственных сильно нагруженных деталей или для деталей, работающих в специфических условиях (табл. 1.5). Специальные добавки придают стали необходимые свойства – например, хорошую прокаливаемость в массивных деталях, высокую прочность и твердость, высокую теплостойкость, способность сопротивляться коррозии в агрессивных средах и т. д. Виды и сочетание легирующих примесей, а также их количество по-

9

зволяют получать стали с широким диапазоном нужных свойств. Обозначаются марки стали соответственно: 15Х, 30ХА, 12ХНЗА и т.д. В обозначении марки стаи первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а буквы – основную легирующую присадку. Если количество какойлибо примеси превышает 1,5%, то за буквой ставят цифру, указывающую примерное содержание этого элемента в целых единицах, например, сталь 30ХН2А

–хромоникелевая сталь, содержащая углерода 0,3%, хрома – около 1%, никеля

–около 2%. Буквы за цифрами означают: Х – хром, Н – никель, В – вольфрам, М – молибден, С – кремний, Г – марганец, Ф – ванадий, Ю – алюминий и т. д.

Пример условного обозначения:

Сталь 30ХА ГОСТ 4543-2016.

1.2.5. Литейные стали (ГОСТ 977-88)

Стали, применяющиеся для литых деталей (отливок) в конце марки имеют букву Л (табл. 1.6).

Например: отливка 35Л (0,3% углерода).

ГОСТ 977-88 устанавливает три группы отливок: 1 – общего назначения; 2 – ответственного назначения;

3 – особо ответственного назначения.

10