Металлы и их обработка

Виды металлов



Термическая обработка стали
Термическая обработка дюралюминия
Термическая обработка латуни

Термическая обработка стали   вверх
Там, где требуется повышенная прочность, упругость или где габариты не позволяют получить детали нужной прочности из неметаллических материалов, применяются различные металлы, чаще всего сталь и дюралюминий.
Наиболее широкое применение в моделировании нашли следующие металлы и сплавы:
конструкционные и инструментальные стали;
сплавы меди (латуни и бронзы);
сплавы алюминия и магния;
тяжелые металлы;
металлы и сплавы, служащие припоями для соединения металлических изделий.

Характеристики самых употребительных в моделировании металлов приведены в таблице.
Торговое наименование Марка металла Плот ность Предел механичес кого давления прочности, кгс/мм2 или МПа Охлаж дающая среда при за калке Свари ваемость газовой сварки Применя емый припой Наиболее употребительный сортамент Примечание
в состоя нии постав ки в зака ленном виде Круг лое сече ние Шес ти гран ное сече ние Пря моу голь ное сече ние Т р у б ы Л и с т ы
Чугун СЧ-457,645Не калит ся —Пло хаяОловя нный, сере брян ный, мед ный +- --Поршни, втулки, кольца
Конст рукци онные стали углеро дистые качест венные 107,834 — 42 Не калит ся (це мен тир ует ся) —Отли чная “” + + + - + Сварочная проволока, детали глубокой штамповки, сложной гибки и выколотки, заклепки
20 7,8 36 — 51 Не калит ся — Хорошая “” - - + + + Сварные штампованные детали
25 7,8 42 — 55 Не калит ся — Удов летво ритель ная “” + + + - - Малоответ ственные детали
45 7,8 55 — 85 До 70 — 105 Вода Неуд овле твори тель ная “” + + + + - Детали конструкции и крепежные детали
50 7,8 63 — 72 Обра ботка не предус матри вается Пло хая Оловя нный Пруток и про волока от 0,5 до 14 мм - - - Ленточные пружины
Специ альные Прово лока класса IIА по ГОСТ 7,8 135 — 270 в зави симос ти от диа мет ра Нор мал изу ется — Пло хая Оловя нный Прово лока - - - - Пружины, валы винтов резино моторных моделей, детали шасси
9389 — 79 З0 ХГСА 7,8 50 — 110 До 140 Масло Удов летв орит ельн ая Оловя нный, сере брян ый, мед ный + + + + + Ответственные узлы
12Х18Н9Г (Я1-Т) жаро стой кая нерж авею щая 7,85 Пру тки 55, лен та наг арт ова нн ая до 115, лис ты 56 Не калит ся — Хорошая Оловя нный - - - - + Выхлопные патрубки и трубы реактивных двигателей
Инст руме нтал ьные стали Угле роди стые УТА 7,8 67 До 180 кгс/ мм2 или до тве рдо сти HRC 44 - 48 Вода Пло хая Оловя нный, сере брян ый, мед ный + + + - + Обжимки, ножницы, буравы, зубила, центры, гладилки, молотки, гаечные ключи
У8А 7,8 65 — 120 “” “” “” “” + + + - + Пробойники, ножницы, резцы по медн, кернеры, столярный инструмент
У9А 7,8 75 — 120 “” “” “” “” + + + - + Дерево обрабаты вающий и дыро пробивной инструмент
У10А 7,8 70 “” “” “” “” + + + - + Пилы ленточные по дереву и металлу, полотна ножовок, токарные резцы, фрезы, метчики
У12А 7,8 75 “” “” “” “” + + + - + Резцы, сверла, метчики, плашки, шаберы, напильники
У13А 7,8 78 “” “” “” “” + + + - + Резцы, шаберы, граверный инструмент
Само кальная быстро режущая ся РФ-1 (заме нитель ЭИ-262) 7,8 70 — 100 Не калит ся Масло “” “” + + - + - Резцы токарные
Медь и медные сплавы Медь красная М1, М2, М3 8,93 35 — 50 Не калит ся (на гар тов ыва ется) — Хорошая “” + + - + + Паяльники, детали электро арматуры, трубо проводы
Латунь ЛС59-1 8,65 35 — 50 “” — Хорошая “” + + + + + Механические детали
Л68 8,6 35 — 53 “” — Хорошая “” + + + + Детали глубокой штамповки, выколотки и детали, изготовляемые давлением
Брон за олов янно- фосф орис тая БрОФ7 - 0,2 8,65 35 — 45 “” — Хорошая “” + - - - - Подшибники, работающие при больших нагрузках и скоростях
Легкие сплавы Алюм иний АМЦ (АМТ) 2,73 11 — 12 “” — Хорошая со специаль ным флюсом Паяется только специаль ными припоями + + - + + Гнутые и выколоченные детали, заклепки
Дюра люми ний Д16 (Д1,Д6) 2,8 45 — 48 43 — 54 Д16Т Реж им сис те мы зак али ван ия ' Удов летв орит ельн ая со спец иальн ым флюс ом Не паяется + + - + + Прочные и легкие узлы и механические детали (без специального защитного покрытия сильно подвержены коррозии)
Элек трон МА1, МА8, МА5 (литей ный сплав) 1,8 15 — 18 МА1 - 17 — 22 МА8 - 18 — 23 МА5 - 27— 30 25 — 27 — Хорошая со спец иаль ным флю сом Не паяется + + + - + Прочные и особо легкие детали
Силу мин АЛ2 (лите йный сплав) 2,66 13 — 15 Вода Удов летво ритель ная Не паяется - Чуш ки - - - Для отливок деталей моторов, узлов креплений, подставок и украшений
* Термообработка: Т — закалка и естественное старение, Т1 - закалка и искусственное старение, Т2 - закалка и старение по смягчающему режиму.
Для материала Д16Т термообработка T2 не применяется
Примечание: В международной системе СИ 1 кгс/мм2 ~ 10 МПа
В таблицах даны марки стали для различного инструмента.
Таблица "Стали для различных видов инструмента"
Инструмент Марка стали Режущий инструмент по дереву Буравы УТА Топоры, стамески, долота, фрезы, зенковки, железки рубаночные У7А, У8А, 65Х Сверла У10А, ШХ6, ХГ Пилы продольные и дисковые У8А, ШХ6, 65Х Ножи У8А Ударный инструмент Кернеры У8А Зубила, отвертки У7А Зубила для насечки напильников У13А Бородки и пробойники У8А Обжимки У7А Молотки У7А Режущий инструмент по металлу Ножницы У10А Резцы по меди У8А Резцы по латуни У12А Резцы для обработки черных металлов: токарные, столярные, долбежные У10А, У12А, У13А, ХВ5 (РФ1, Р18, РФ2, РР6—для повышенной производительности) Сверла У10А, У12А, У13А, ДХС, В1, ХГ, ХВГ РФ2, РФ1, Р18, Р, РО Метчики У10А, У12А, ДХС, В1, ХГ, ХВГ Плашки У10А, У12А, ХГ, ХВГ, ДХС, В1, УХВС Развертки У10А, У12А, ДХС, РФ2, РФ1, Р18, Р, РО,ХГ, ХВГ Фрезы У10А, ХГ, ДХС, ХВ5, ХВГ, В2, РФ2, РФ1, Р18, Р, РО Пилы по металлу У12А Шаберы У12А, У13А, ХВ5, ХГ Граверный инструмент У13А, ХВ5 Полотна ножовочные У10А, В2 (для повышенной устойчивости)
Таблица "Стали для металлорежущего инструмента" Инструмент Марка стали Температура закалки °С Охлаждающая среда Температура отпуска °С Примечание Зенковки У12А 760—790 Вода 210 Хвостовик отпустить до 260 °С Развертки 212А 760—790 “” 220 - Пассатижи, плоскогубцы, круглогубцы У7А 780—830 “” 300 Калить только рабочую часть Кусачки У7А 780—830 “” 240 - Молотки У7А 780—830 Вода 250 - Железки рубаночные У8А 780—830 “” 280 - Стамески У8А 780—830 “” 240 - Долота столярные У8А 780—830 “” 280 - Отвертки машинные У7А 780—830 “” 220 - Фрезы разные РФ-1, Р8 1280 Масло 560 (дважды) Медленный нагрев до 800 °С Обжимки ручные У7А, У8А 780—830 Вода 280—300 - Натяжки У8А 780—830 “” 280—300 - Цанги У8А 780—830 “” 240 Пружинящую часть отпустить до 200°С Ножницы по металлу У7А 780—830 “” 240 - Зубила и крейцмессели У8А, У7А 810—820 “” 240 - Чертилки У10А 760--810 “” 200 - Бородки У7А, У8А 780-830 “” 260 - Шаберы У12, ХГ 830 Масло 200 -
В таблицах также показано состояние поставки металлов, сортамент которых очень обширен и сведен в специальных справочниках, которыми и следует пользоваться. Сплавы, в которых основными составляющими являются железо и углерод, называют черными металлами. Стали, в которых добавлены другие элементы, называются легированными и подразделяются на инструментальные или специальные. У моделистов нередко появляется необходимость определить сорт той стали, которой он располагает. Простейший способ определения - "на искру", то есть по цвету и форме искр, образующихся при соприкосновении образца с наждачным вращающимся камнем. Малоуглеродистая сталь - однородные непрерывные соломенно-желтые нити искр, звездочек мало Сталь хромистая - пучок нитей искр с большим количеством желтых звездочек, разветвленныхтна концах Сталь углеродистая (0,5% углерода) - светло-желтые нити искр со звездочками на концах Сталь быстрорежущая с хромом и вольфрамом - широкий темно-красный пучок искр, на концах каплевидные точки, более светлые звездочки Сталь инструментальная У7-У10 - расходящийся пучок светло-желтых нитей искр с большим количеством звездочек Сталь пружинная с кремнием - темно-желтые нити искр на концах небольшие более светлые звездочки Сталь инструментальная У12-У15 - плотный короткий пучок светлых нитей искр с очень большим количеством развлетвленных звездочек на концах нитей Сталь быстрорежущая с кобальтом - широкий пучок темно желтых нитей искр без звездочек
Кроме листового и пруткового материала, в моделировании широко применяются проволока и трубки различных диаметров и сечений. Из проволоки делают корды, крепления крыльев, тяги, шасси, пружины, валы винтов и многие другие детали. Лучшей является рояльная или авиационная проволока I класса (ОВС - особо высокого сопротивления) и II класса (ВС - высокого сопротивления). Механические свойства этой проволоки зависят от ее диаметра. Проволока этих классов выпускается диаметром до 5 мм и в большинстве случаев (кроме пружин) не требует дополнительной термической обработки. Таблица "Проволока ВС и ОВС (ГОСТ 9389—60)" Диаметр проволоки, мм Масса 1 пм, г ВС (II кл.) ОВС (I кл.) разрывающее усилие, кгс предел прочности, кгс/мм2 разрывающее усилие, кгс предел прочности, кгс/мм2 5 153 2160 110 2750 140 4,5 124 1520 115 1905 145 4 98 1505 120 1880 150 3,5 76 1200 125 1535 160 3 55,1 915 130 1165 165 2,5 38,2 715 145 835 170 2,3 32,4 623 150 710 170 2 24,5 490 155 550 175 1,8 19,8 395 155 445 175 1,6 15,6 332 165 362 180 1,5 13,8 275 165 320 180 1,4 12,1 254 165 277 180 1,2 8,8 187 165 204 180 1 6,1 138 175 150 190 0,9 5 115 180 128 200 0,8 3,9 95 180 105 200 0,7 3 73 190 81 210 0,6 2,2 54 190 59 210 0,5 1,5 37,3 200 41 210 0,4 1 — — 27,5 220 0,3 0,6 — — 15,5 220
При изготовлении деталей из проволоки ОВС надо помнить, что минимально допустимый радиус загиба равен двум диаметрам проволоки, а число перегибов зависит от диаметра проволоки и составляет от 3 до 40. Излишне большое число перегибов приводит к образованию продольных трещин и потере прочности проволоки. Прочность снижается также в конструкциях, где соединение проволоки выполнено при помощи пайки. Детали моделей, выполненные из проволоки Для большей прочности место стыка обматывают тонкой медной проволокой и пропаивают оловом. Для того чтобы не ослабить прочности, сразу же после пайки еще не остывшее место стыка охлаждают водой. Пайка стальной проволоки твердыми медными и серебряными припоями возможна, но не рекомендуется, так как требует последующей сложной термической обработки. Проволоки ВС и ОВС можно соответственно заменить проволоками П (повышенной прочности) и В (высокопрочной). Предел прочности и разрывающее усилие их меньше на 10-15%. Особое место среди изделий из проволоки ВС и ОВС занимают цилиндрические витые пружины. Навивку пружин удобно и просто вести на стержне, изображенном на рисунке. Навивка пружин в тисках Сделав нужное количество витков, тиски разжимают. При этом надо быть осторожным, так как освободившаяся пружина повернет несколько раз рукоятку стержня в обратном направлении. При освобождении пружины число витков ее уменьшится, а диаметр увеличится. Поэтому диаметр стержня следует подбирать так, чтобы он был меньше необходимого внутреннего диаметра пружины. Второй способ навивки пружин на токарных станках более сложен и применяется для навивки силовых пружин из проволоки диаметром более 3 мм. После навивки пружину можно отпустить. Температура отпуска 260-300 °С (нагрев в масле), продолжительность выдержки при отпуске 5 мин на каждый миллиметр диаметра проволоки. Проволока из цветных металлов применяется для различных мелких деталей и заклепок, обмотки при пайке узлов креплений и других поделок. В практике моделирования находят применение тяжелые сплавы свинца, олова, сурьмы, значительно реже кадмия и висмута, а также золото, серебро, платина. В тех случаях, когда требуется произвести изменение центра тяжести или балансировки, применяют особо тяжелые металлы или сплавы. Так, чтобы сбалансировать однолопастный винт скоростной модели, надо уравновесить лопасть на возможно малом радиусе. Аналогичным образом осуществляют балансировку лопастей вертолетов или рулей динамически подобных и летающих моделей. Некоторые детали стендовых моделей и даже фигурки людей можно отливать из легкоплавких металлов и сплавов олова и свинца в гипсовые или резиновые формы. В качестве литьевого металла с температурой плавления в пределах 200-300 °С можно использовать третник (припой ПОС-30), ПОС-40.
Радиолюбительские технологии
Словарь электронных компонентов
Словарь терминов микроконтроллерной техники
Источник информации: русский авиамодельный сайт