МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СВОБОДНОЙ РУЧНОЙ КОВКИ
Для кузнечных работ применяются металлы и сплавы, обладающие ковкостью и пластичностью. Из черных металлов этими качествами обладают некоторые марки стали (сталь — это сплав железа с углеродом и другими элементами). По своему строению этот сплав представляет тело, состоящее из кристаллических зерен, связанных между собой силой межкристаллического сцепления. Сталь характеризуется по своему химическому составу, т. е. по содержанию тех элементов, которые в нее входят.
Обязательными компонентами стали являются: железо и углерод, а также кремний, марганец, сера, фосфор. Главным элементом стали является углерод, содержание которого (обычно от 0,1 до 1,7%) и обусловливает характер стали. При содержании углерода до 0,1% сталь очень мягкая, легко куется, хорошо сваривается кузнечным способом, не принимая закалки. В .практике такую сталь называют железом.
При содержании углерода от 0,1 до 0,3% и других примесей до 1% сталь называется поделочной. Такая сталь отвечает всем требованиям, которые возникают при художественной ковке.
При содержании углерода от 0,08 до 0,85% получают сталь средней твердости (конструкционная). Она хорошо куется при надлежащем нагреве, хорошо закаливается, плохо сваривается.
При содержании углерода от 0,6 до 1,35% сталь называется высокоуглеродистой или инструментальной. Эта сталь куется значительно труднее, требует очень умелого проведения нагрева перед ковкой и самой ковки при определенных температурах.
При содержании углерода до 2% сплав называется чугуном. Чугун твердый, хрупкий сплав, не поддающийся ковке.
Для изготовления кованых художественных изделий применяются стали обыкновенные углеродистые (ГОСТ 380-71). Такие стали маркируются буквами Ст и цифрами от 0 до 6. Лучшими из них являются марки СтО, Ст1, Ст2. Из углеродистых качественных конструкционных сталей (ГОСТ 1050 — 74) можно применять марки 10 (углерода 0,07-0,14%) и 15 (углерода 0,12-0,19%). Но эти стали дорогостоящие. Для изготовления слесарных и кузнечных инструментов применяются стали инструментальные углеродистые (ГОСТ 1435 — 74). Их выпускают и с содержанием углерода от 0,6 до 1,4%.
Буква У — означает углерод, цифра после буквы — процентное содержание углерода с точностью до десятой доли.
В табл. 10 приведены марки стали и применение этих сталей при изготовлении инструмента.
Таблица 10
Марка стали | Содержание углерода, % | Применение |
У 7 | 0,65-0,74 | Чеканы, зубила, отвертки, кувалды, слесарные и чеканные молотки. |
У8 | 0,75-0,84 | Чеканы, штихили, граверные зубила, пуансоны |
У9 | 0,85-0,94 | Зубила по камню, инструменты по дереву |
У10 | 0,95-1,04 | Сверла, метчики, развертки, напильники. |
У 12 | 1,15-1,24 | Пилы по металлу Сверла, метчики, шаберы |
У 13 | 1,25-1.35 | Резцы по твердому металлу, зубила, волочильный инструмент |
Для изготовления инструментов можно применять и некоторые марки легированных сталей (ГОСТ 5950 — 73), в состав которых кроме железа и углерода входят различные легирующие элементы: кремний, хром, вольфрам, ванадий, молибден, никель.
Примеси хрома делают сталь нержавеющей, кислотоупорной. Хром увеличивает твердость, понижает вязкость. Хромистая сталь требует медленного нагрева, куется трудно (если содержание хрома превышает 1%).
Сталь, содержащая 12 — 18% ванадия, называется быстрорежущей. Она хорошо куется и меньше трескается.
Молибден придает стали мелкозернистость и увеличивает самозакаливаемость.
Существуют и более сложные марки стали: хромо-никелевые, хромоникелемолибденванадиевые и т. п.
Способы определения марки стали.Кузнец должен уметь выбирать сталь, которая по своим качествам будет соответствовать задуманному изделию. Завод-поставщик обязан каждую прокатанную заготовку маркировать клеймом и окрашивать краской, согласно установленному цвету для каждой марки стали.
В табл. 11 приведены установленные цвета для сталей, часто употребляемых при художественной ковке.
Габлица 11
Марки стали | Цвета окраски | Марки стали | Цвета окраски |
Ст1 | Белый | У7 | Синий + красный |
Ст2 | Желтый | У8 | Синий + желтый |
СтЗ | Красный | У9 | Синий + розовый |
Ст4 | Черный | У10 | Синий + черный |
Ст5 | Зеленый | У12 | Синий + зеленый |
Ст6 | Синий |
При расходовании стали отрубается в первую очередь неокрашенный конец, клейменый конец расходуется в последнюю очередь. Из пучков, используя металл, сохраняют бирку, которая привязана к пучку.
Поскольку художнику-кузнецу часто приходится использовать металл, который уже был в изделиях, или заготовки с утраченными клеймами, необходимо научиться пользоваться приемами определения марки стали в условиях своей мастерской. Существует несколько способов определения марки стали.
Определение марки по искре. При соприкасании образца с вращающимся наждачным кругом происходит искрение. Для разных марок стали свойственна искра различного характера. Желательно иметь в мастерской набор образцов различных марок стали с клеймами, который может служить эталоном при определении неизвестной марки. Это дает возможность рассортировать сталь с точностью до 0,2% содержание углерода и определить, содержит ли испытуемый образец вольфрам и хром. При испытании необходимо подкладывать черный фон под пучок искры. Во время испытания необходимо так расположить образец к вращающемуся диску, чтобы поток искр был длиной около 300 мм перпендикулярно линии зрения. Для сохранения потока искр одной и той же длины нужно равномерно давить на круг, так как неравномерное давление образца на круг может дать неправильный результат. Наблюдая за искрой, следует обращать внимание на длину искры, количество и характер звездочек, окраску.
При малом содержании углерода (около 0,12%) оторвавшаяся от куска металла искра оставляет след прямой линии, имеющий два утолщения (рис. 60, а) (светлое и темно-красное). Пучок длинный и светлый. В стали средней твердости с содержанием 0,5% углерода пучок короче (б), также светлый, но от первого утолщения начинают отделяться звездочки. Высокоуглеродистая инструментальная сталь (1,0% углерода) дает короткий и широкий ручеек (в) красноватых искр, от первого утолщения отделяется сноп искр. В марганцовых сталях (г) первые утолщения заканчиваются звездочками, вид пучка зависит от содержания углерода. Хромистая сталь (д) дает длинный пучок искр, иногда красноватый с разрывом и с характерно отделяющимися звездочками. Вольфрамовая сталь (е) имеет прерывистую темно-красную искру со светлым утолщением на конце. Хромовольфрамовая быстрорежущая сталь средней твердости (ж) имеет двойную искру: темно-красную тонкую и короткую и красную толстую и длинную. Быстрорежущая сталь (з) имеет такие же искры, как и в (ж), но с разрывом.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 692;