Основные сведения о металлах и сплавах

25.02.2025 | Категория: Учебные материалы

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

5. Общие сведения

Металлами называют элементы, характерными признаками которых являются высокая теплопроводность и электропроводность, пластичность, непрозрачность, металлический блеск в изломе. При нормальной температуре металлы, за исключением ртути, представляют собой кристаллические тела. Плотная упаковка атомов в кристаллических решетках металлов обусловливает их свойства (высокую теплопроводность, электропроводность, пластичность).

Чистые металлы в большинстве случаев обладают недостаточно высокими физическими, механическими и химическими свойствами. Для повышения этих свойств металлы сплавляют с другими элементами.

Сплавами называют металлические вещества, обладающие характерными свойствами металлов и получаемые при затвердевании жидких расплавов, содержащих два и более химических элемента. Входящие в состав сплава элементы или вещества (компоненты сплава) могут находиться между собой в одной из трех видов взаимосвязи: химической, твердых растворов, механической смеси.

Химические соединения образуются в результате химического взаимодействия компонентов. Например, в сплавах железа с углеродом образуется карбид железа, называемый цементитом

3Fe+C=Fe2C

В сплавах алюминия с медью образуется интерметаллическое соединение СuАl2. Как Fe3C, так и СиАl2 — твердые, прочные, но очень хрупкие вещества. Наличие их в сплаве ведет к его упрочнению с одновременным понижением пластичности и ударной вязкости.

Твердые растворы образуются в результате проникновения в кристаллическую решетку основного металла атомов другого металла или неметалла. Твердые растворы бывают двух типов: твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения. В твердых растворах замещения атомы одного из компонентов замещают отдельные атомы в кристаллической решетке основного металла (рис. 13, а). Твердые растворы замещения образуются при сплавлении железа с никелем, хромом, титаном. Алюминий образует твердый раствор с медью.

В твердых растворах внедрения атомы одного из компонентов внедряются в межатомное пространство кристаллической решетки основного металла (рис. 13, б).

Твердые растворы внедрения встречаются редко, однако такой раствор образуется в наиболее распространенном сплаве: железо с углеродом (аустенит и феррит). Твердые растворы обладают более высокой прочностью и твердостью, чем основной металл, но меньшей пластичностью.

Механические смеси образуются путем срастания кристаллов компонентов между собой. В механической смеси каждый из компонентов сохраняет свои специфические свойства.

В одном сплаве компоненты могут находиться между собой в различных формах связи.

6. Классификация металлов

Металлы и сплавы подразделяют на две группы: черные и цветные.

К черным металлам относятся железо и его сплавы — сталь и чугун. Сталь содержит в составе до 2% углерода. Она является основным конструктивным материалом, применяемым в строительстве. Из стали изготовляют арматуру для железобетона. По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.

Углеродистые стали содержат железо, углерод и примеси — марганец, кремний, серу, фосфор, которые называют нормальными при содержании их в пределах нормы.

Легированные стали в отличие от углеродистых, кроме железа, углерода и нормальных примесей, содержат специально вводимые для изменения свойств стали легирующие добавки (никель, хром, титан, вольфрам и т. д.). К легирующим добавкам относятся также марганец и кремний, если их содержание больше, чем это предусмотрено для примесей.

Чугун содержит от 2 до 6,67% углерода. Чугуны являются как конструкционным материалом, так и промежуточным продуктом при производстве стали.

По составу и применению чугуны подразделяют на передельные (белые), литейные (серые), специальные (ферросплавы).

Белые чугуны содержат только химически связанный углерод, входящий в состав цементита. Идут они на изготовление сталей и литейных (серых) чугунов.

Серые чугуны содержат углерод частично или полностью в свободном состоянии в виде графита. Они являются конструкционным материалом.

Ферросплавы содержат повышенное количество кремния и марганца. Применяются как добавки при выплавке сталей и серых чугунов.

К цветным относятся все металлы, кроме железа. Больше всего применяют в технике следующие металлы: алюминий Аl, медь Сu, никель Ni, титан Ti, цинк Zn, свинец РЬ, олово Sn, вольфрам W, ванадий V.

7. Производство чугуна

Чугун выплавляют в доменных печах, в которые загружают шихту — исходный материал для получения чугуна. В состав шихты входят железные руды, топливо и флюсы.

Рудами называются горные породы, содержащие металлы в таких соединениях и таком количестве, что из них экономически выгодно производить металл. В состав железных руд железо входит в виде окислов Fe2O3 или Fe3O. Содержание железа в рудах составляет от 20 до 70%.

Минералы руды, не содержащие металла, называют пустой породой.

Руды с малым содержанием железа перед загрузкой в доменную печь обогащают (удаляют пустую породу).

В качестве топлива применяют каменноугольный кокс. Кокс — продукт спекания специальных углей без доступа воздуха. В лучших сортах кокса содержится до 95%i углерода. Прочность кокса на сжатие составляет примерно 100 кгс./см2, благодаря чему он не раскрашивается в печи под тяжестью вышележащих слоев (руды, флюсов).

Флюсом называют горные породы, содержащие минералы, понижающие температуру плавления пустой, породы руды и золы топлива, а также способствующие переходу вредных для металла примесей в шлак.

В качестве флюсов применяют известняк или доломит, если в руде преобладает кремнеземистая пустая порода, и кварциты или песчаники, если пустая порода состоит из карбонатных минералов.

Железо начинает восстанавливаться в верхней части шахты при температуре, близкой к 400°, и заканчивает при температуре 900°С в нижней части шахты. Сразу же после восстановления железо взаимодействует с углеродом кокса, превращаясь в чугун:

3Fe + C=Fe3C

При температуре свыше 1130° С (в зоне распара) чугун расплавляется и каплями стекает в горн. Омывая золу, чугун поглощает присутствующую в ней серу. В нижней части горна собирается расплавленный чугун, а над ним находится слой расплавленного шлака, состоящего из окислов, которые входят в состав пустой породы руды. Периодически 4—6 раз в сутки из доменной печи через нижнюю летку 9 (прямоугольное окно размером 25X25 см) выпускают расплавленный чугун, а через верхнюю летку 8 — расплавленный шлак.

В домнах выплавляют передельный, литейный чугун и ферросплавы. Доменный шлак в расплавленном состоянии подвергают грануляции — резкому охлаждению. Гранулированный доменный шлак используется как составная часть ряда вяжущих веществ и в первую очередь шлакопортландцемента. Доменный газ является горючим веществом и применяется для подогрева вдуваемого в печь воздуха, в мартеновских печах и т. д.

8. Состав и свойства чугуна

Белый чугун. Основной структурной составляющей белых чугунов является хрупкий, твердый цементит. Поэтому белые чугуны обладают высокой твердостью и хрупкостью. Из-за этих свойств их незначительно применяют в технике и совершенно не используют в строительстве. Белые чугуны идут в переделку на сталь и серые чугуны.

Серый чугун. Такое название серые чугуны получили по серому цвету излома в отличие от серебристого цвета излома белых чугунов.

Серый цвет излому придает входящий в состав серого чугуна в свободном состоянии в виде графита углерод. Серые чугуны делятся на собственно серые, высокопрочные, легированные и ковкие.

Собственно серые чугуны (ГОСТ 1412) получают путем введения в плавку веществ, которые способствуют распаду цементита. В результате распада выделяется углерод в виде графита:

Fe3О→3Fe+C

Наиболее распространенным графитизатором является кремний. Чем больше введено кремния, тем большее количество цементита распадается и тем больше будет графитовых включений в чугуне.

При максимальном введении кремния (около 5%) в структуре серого чугуна нет цементита. Структура будет состоять из пластичной ферритной основы и включений графита. При уменьшении содержания кремния не весь цементит, входящий в состав перлита, распадается. Структура будет феррито-перлитовая с включениями графита. При дальнейшем снижении количества кремния структура будет состоять из перлитной основы с включениями графита. Промышленность выпускает серый чугун на этих трех основах

Механические свойства серого чугуна зависят от металлической основы, а также размеров и конфигурации включений графита. Наибольшей прочностью отличаются чугуны на перлитной основе. Наиболее пластичны чугуны на ферритной основе.

Графитовые включения в чугуне не имеют связи с металлической основой. Таким образом, в местах скопления графита в металлической основе образуются пустоты, которые ослабляют ее. Наиболее сильное ослабление вызывают включения графита в виде пластинок, которые образуются при введении кремния. Чем больше вытянута пластинка, тем ослабление больше. Наилучшая с точки зрения механических свойств конфигурация графитовых включений — точечная и шарообразная.

Чтобы получить графитовые включения с шарообразными и точечными включениями, чугун модифицируют. В расплавленный чугун вводят 0,3—0,8%, модификаторов. В качестве модификаторов применяют ферросилиций, содержащий от 45 до 90%, кремния, или силнко-кальций, содержащий 70—65% кремния и 30—35%, кальция. При такой модификации графит распределяется в виде точечных включений.

Серые чугуны выпускают марок от СЧ12-28 до СЧ38-60. В марках буквы означают наименование чугуна, первые две цифры — предел прочности чугуна в кгс/мм2 при растяжении, вторые — предел прочности в кгс/мм2 при изгибе. Наиболее прочные серые чугуны, начиная с СЧ28-48 и до СЧ38-60, получают методом модификации.

Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293) —разновидность серых чугунов, которые получают при модификации их магнием или церием. Графитовые включения в этих чугунах имеют шаровидную форму. Такие чугуны при высоком пределе прочности σн до 60 кгс/мм2 имеют и относительно высокое удлинение 6 до 10%,- Высокопрочные чугуны выпускают марок от ВЧ45-0 до ВЧ40-10. Буквы означают наименование чугуна, первые две цифры — предел прочности при растяжении чугуна в кгс/мм2, вторые — относительное удлинение при растяжении в %.

Легированные чугуны получают введением в серый чугун небольшого количества легирующих добавок: хрома, никеля, меди, титана, которые улучшают механические свойства металлической основы чугуна и способствуют получению благоприятной формы графита.

Ковкие чугуны (ГОСТ 1215) — разновидность серых чугунов, получаемая путем длительного (до 80 ч) выдерживания белых чугунов при высокой температуре. Такая термическая обработка называется томлением. При этом цементит распадается и выделившийся при его распаде графит образует хлопьевидные включения.

В зависимости от температуры и длительности выдерживания ковкие чугуны получают на ферритной, ферритно-перлитной и перлитной основах. Ковкие чугуны — наиболее пластичные из всех видов чугунов. Относительное удлинение ферритного ковкого чугуна до 18%' при прочности на растяжение 30 кгс/мм2, а перлитного , 2% при прочности до 63 кгс/мм2. Все виды чугуна обладают хорошими литейными свойствами, а также хорошо противостоят коррозии. Из серых чугунов изготовляют элементы строительных конструкций, в том числе и таких ответственных, как опорные части железобетонных балок, ферм, башмаки под колонны, тюбинги для тоннелей, метрополитена и др.

9. Производство стали

Сталь отличается от чугуна меньшим содержанием углерода и нормальных примесей (кремния, марганца, фосфора, серы), а также высокими механическими свойствами.

Процесс получения стали из чугуна заключается в уменьшении содержания углерода и нормальных примесей. Сталь выплавляют из передельного чугуна и стального лома.

В начале плавки получают в чугуне закись железа FeO путем окисления железа кислородом воздуха, продуваемого через расплавленный чугун, или за счет введения в печь железной руды или металлолома. В расплавленном чугуне протекают следующие реакции:

FeО+C=Fe+CO

FeO+Mn = Fe+MnO

2FeО+Si=2Fe+SiО2

5FeO+2P = 5Fe+P2O5

Все приводимые реакции, за исключением реакции взаимодействия закиси железа с углеродом, протекают с выделением тепла, что приводит к повышению температуры расплавленного металла. Получаемые при этих реакциях соединения кремния и марганца нерастворимы в расплавленном железе и, обладая меньшей плотностью чем железо, всплывают на поверхность и затем удаляются в виде шлака. Окись углерода СО в виде газовых пузырей поднимается на поверхность и улетучивается.

Для удаления фосфора и серы, которые растворяются в расплавленном железе, в состав плавки вводят окись кальция СаО, которая образует с серой сернистый кальций CaS, а с фосфором — соединение 4СаО * Р2О5. Эти соединения нерастворимы в расплавленном железе, переходят в шлак и удаляются. К концу плавки в расплавленном металле остается часть непрореагировавшей закиси железа FeO. Присутствие закиси железа в стали приводит к понижению ее механических свойств. При разливке стали протекает реакция

FeO+C=Fe+CO.

Выделяющаяся окись углерода СО в виде газовых пузырей поднимается на поверхность и вызывает как бы «кипение» стали у поверхности слитка. Газовые пузыри, не вышедшие на поверхность, могут явиться причиной образования мелких трещин при горячей прокатке и сварке стали.

Поэтому в конце плавки производят раскисление стали. Для этого вводят в жидкий металл элементы, которые реагируют с кислородом энергичнее, чем железо. К ним относятся марганец, кремний или алюминий. Первые два элемента вводят в виде их сплавов с железом, ферросплавов,— ферромарганца, ферросилиция.

При раскислении протекают следующие реакции:

FeO+Mn = Fe+MnO

2FeO+Si = 2Fe+SiO3

3FeO+2Al = 3Fe+Al2O3

Образующиеся окиси марганца МnО, кремния SiO2, алюминия Аl2O3 удаляются в виде шлаков. Чем лучше раскислена сталь, тем меньше она вскипает и тем выше ее механические свойства.

Полностью раскисленную сталь называют спокойной, менее раскисленную — полуспокойной и мало раскисленную— кипящей. После выплавки сталь разливают в слитки. В слитке спокойной стали образуются усадочные раковины и рыхлости металла. Эти части слитка отрезают. Меньше всего раковины и рыхлости образуются у кипящей стали. Поэтому выход кипящей стали составляет 95%» полуспокойной — 90% и спокойной — 85%. Слиток стали подвергают в последующем горячей обработке.

Применяют бессемеровский, конвертерный, мартеновский и электроплавильный способы производства стали.

Бессемеровский способ. Расплавленный чугун заливают в плавильные агрегаты конвертера, представляющие собой грушевидные сосуды емкостью до 300 т. Через отверстия в днище конвертера под давлением 1,5— 2,0 кгс/см2 через расплавленный чугун в течение 12— 15 мин продувают воздух. Весь процесс плавки длится 20—30 мин. Это наиболее производительный способ выплавки стали. Однако высокая скорость ведения плавки не позволяет точно регулировать протекание процессов. При продувке воздуха через расплавленный чугун металл насыщается водородом, азотом, пузырьками воздуха, которые снижают качество металла. Бессемеровская сталь отличается низким качеством. Для ответственных конструкций и в особенности для конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам, бессемеровскую сталь не применяют

Конвертерный способ. Залитый в конвертер расплавленный чугун продувают кислородом сверху через опущенные в него трубы. При продувке кислородом сталь не насыщается азотом и водородом. Поэтому конвертерная сталь более качественная, чем бессемеровская. Производительность способа высокая.

Мартеновский способ. Плавку ведут в специальных отражательных печах. В мартеновской печи в отличие от конвертеров можно получать сталь как из жидкого чугуна, так и из стального пли чугунного лома и затвердевшего чугуна. Топливом служат горючие газы (природные, генераторные, доменные и т. д.), которые предварительно подогревают до температуры 1000—1100° С. Затем газ и воздух поступают в надподовое пространство печи, где в результате горения газа температура поднимается до 1700° С. Чугун, загруженный вместе с металлоломом на под печи, расплавляется. Воздуха в печь вдувается больше, чем требуется для сгорания газа. В результате в поверхностном слое расплавленного чугуна образуется закись железа FeO. Кроме того, закись железа попадает в расплавленный чугун из продуктов коррозии стального лома.

Плавка в мартеновских печах протекает спокойно. За сутки в печи производят 4—5 плавок. Состав стали легко поддается регулированию. Мартеновская сталь по качеству выше стали, выплавляемой в конвертерах. Ока является основным материалом для изготовления строительных конструкций, арматурной стали, детален машин.

Электроплавильный способ. Плавку ведут в электропечах. Металл расплавляют чаще всего с помощью вольтовой дуги, образующейся между вертикально поставленными угольными электродами и загруженным в печь металлом. Для образования закиси железа FeO в электрическую печь частично загружают металлолом.

Электроплавка —наиболее совершенный способ производства стали. Важнейшее его преимущество — возможность строго регулировать химический состав стали.

Отсутствие топлива и подачи кислорода для его сгорания исключает возможность насыщения стали серой и окисления железа кислородом. В процессе плавки температура в печи достигает 2000 °С, что позволяет вводить в состав сталей тугоплавкие элементы. Одновременно стоимость стали, получаемой электроплавильным способом, наиболее высокая по сравнению со сталью, получаемой всеми другими способами. В настоящее время этим способом выплавляют качественные и легированные стали, сплавы из тугоплавких элементов и ферросплавы.

Углеродистая сталь

Структура стали. Структура стали зависит от содержания в ней углерода. В состав структуры стали входят феррит, цементит, перлит.

Феррит — твердый раствор углерода в железе, имеющий кристаллическую решетку центрированный куб, характеризуется незначительной прочностью на растяжение (σв = 25 кгс/мм2), невысокой твердостью (НВ = 60-80), высокими относительным удлинением (δ = 40%) и ударной вязкостью (αн=30 кгс*м/см2).

Цементит — карбид железа Fe3C, обладает высокой твердостью (НВ = 700—800) при абсолютной хрупкости (ударная вязкость и относительное удлинение равны нулю).

Перлит — механическая смесь феррита с цементитом. За счет упрочняющего влияния цементита перлит имеет более высокую прочность и твердость, чем феррит, но более низкую ударную вязкость и пластичность.

Структура сталей, содержащих до 0,006% углерода, представляет собой чистый феррит (рис. 15, а). Такие стали при небольшой прочности обладают высокой пластичностью и ударной вязкостью.

При содержании в сталях углерода от 0,006 до 0,025% структура сталей состоит из феррита и расположенных по его границам зерен цементита (рис. 15, б). Хрупкая цементная сетка снижает ударную вязкость сталей.

Структура сталей с содержанием углерода свыше 0,025% состоит из феррита и перлита (рис. 15, в). В структуре таких сталей при увеличении содержания углерода увеличивается количество перлита с соответствующим уменьшением феррита. Увеличение доли перлита ведет к повышению прочности и твердости стали с одновременным снижением ударной вязкости и относительного удлинения.

Структура стали, содержащей 0,8% углерода, представляет собой чистый перлит (рис. 15, г). В структуре стали, содержащей свыше 0,8% углерода, по границам зерен перлита располагается цементит. При содержании в стали 1% углерода цементит образует хрупкую сетку, которая разобщает между собой зерна перлита (рис. 15, д). Прочность стали при этом снижается.

Влияние примесей на свойства стали. Марганец, кремний, фосфор, сера, попадающие в сталь при ее производстве, оказывают влияние на механические свойства сталей

Кремний и марганец повышают прочность стали и одновременно, особенно кремний, снижают пластичность. При содержании до 1% марганца и до 0,5%, кремния снижение пластичности стали невелико. Поэтому допускается содержание марганца до 0,9%, и кремния до 6,35% (ГОСТ 380).

Фосфор и сера при любом их содержании являются вредными примесями. Сера, соединяясь с железом, образует сернистое железо FeS, которое в смеси с железом затвердевает лишь при температуре 985° С, располагаясь между зернами стали в виде хрупкой сетки.

Хрупкая сетка разобщает зерна стали, снижая тем самым ее механические свойства. Кроме того, имея более низкую против стали температуру плавления, сетка расплавляется задолго до плавления зерен стали, что приводит к разрушению стали. Это явление называется красноломкостью.

Фосфор образует с железом твердый раствор замещения, являющийся хрупким веществом. Уже при содержании 0,25% фосфора ударная вязкость стали делается равной нулю. Ударная вязкость стали значительно снижается в присутствии фосфора в условиях отрицательны'; температур. Это явление называется хладноломкостью. Полностью удалить из стали фосфор и серу экономически невыгодно. Поэтому ограничивают их содержание в зависимости от марки стали — серы не свыше 0,08% и фосфора не свыше 0,07%,.

В стали содержится, кроме того, кислород в составе хрупкого вещества—закиси железа FeO, располагающегося по границам зерен. С увеличением содержания кислорода, особенно при содержании более 0,03%, сталь делается хладноломкой, красноломкой, снижается ударная вязкость и ухудшается ее свариваемость.

Классификация углеродистых сталей. Углеродистые стали классифицируют по назначению, методу придания формы, химическому составу, способу производства.

По назначению углеродистые стали делятся на конструкционные и инструментальные.

К конструкционным сталям относятся стали с содержанием углерода не свыше 0,65%.

Конструкционные стали применяют в строительстве, в частности для изготовления арматуры железобетонных конструкций.

Конструкционные углеродистые стали делятся на стали обыкновенного качества, качественные и специальные.

Сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380) подразделяется на группы: А, Б, В.

Сталь качественную конструкционную (ГОСТ 1050) выплавляют только в мартеновских или электропечах. По сравнению с углеродистой сталью обыкновенного качества в ней меньше серы — не более 0,04% и фосфора— не более 0,035%; она более однородна.

11. Легированные стали

С каждым годом в строительстве все в большем количестве применяют легированные стали.

Состав легированных сталей. Для их производства используют в основном следующие легирующие элементы: марганец Мп, кремний Si, хром Сг, никель Ni, титан Ti, медь Сu, цирконий Zr, ванадий V. Первые три элемента наиболее часто входят в состав сталей, применяемых для изготовления арматуры железобетонных конструкций.

Легирующие элементы образуют с железом твердые растворы, обладающие свойствами, которые отличаются от твердого раствора углерода с железом.

Большинство легирующих элементов образуют с углеродом карбиды, являющиеся, как и цементит, хрупкими веществами, обладающими высокой твердостью.

Свойства легированных сталей зависят от вида вводимых легирующих элементов и их количества.

Влияние легирующих элементов на механические свойства сталей. Марганец, кремний, повышая прочность стали, снижают ее ударную вязкость. Хром и никель, повышая прочность, одновременно улучшают ударную вязкость.

Введение всех четырех перечисленных элементов повышает прочность стали. Кремний и марганец снижают ударную вязкость, а хром и никель — повышают. Поэтому с одновременным введением марганца, хрома, кремния и никеля ударная вязкость стали снизится меньше, чем при введении только кремния и марганца.

Все легирующие элементы, за исключением кобальта, улучшают термическую обрабатываемость сталей.

Классификация легированных сталей. Легированные стали классифицируют по суммарному содержанию легирующих элементов на низколегированные (содержащие до 2,5%, легирующих элементов), среднелегированные (от 2,5 до 10%) и высоколегированные (содержащие более 10%, легирующих элементов).

Большинство легированных сталей, применяемых в строительстве, относится к низколегированным.

В зависимости от того, какими элементами легируют сталь, ее называют кремнистой, кремнемарганцевой, хромомарганцевой с цирконием и т. д.

По назначению легированные стали разделяют на конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами.

В строительстве применяют в основном конструкционные стали, в меньшем объеме — инструментальные стали, используемые в инструментах и приспособлениях при изготовлении арматурных элементов железобетонных конструкций. В отдельных строительных конструкциях используют стали с особыми свойствами: нержавеющие, жаростойкие, износостойкие и т. д.

Низколегированные конструкционные стали (ГОСТ 5058), наиболее широко применяемые в строительстве, делятся на две группы: группа А — стали для металлических конструкций; группа Б — стали для армирования железобетонных конструкций.

Цифра в марках конструкционных легированных сталей, стоящая в начале, означает содержание в стали углерода в сотых долях процента; буква—легирующий элемент: Д — медь, Г —марганец, М — молибден, Н — никель, С — кремний, Т — титан, X — хром, Ф — ванадий, Ю — алюминий, Ц — цирконий; цифра, идущая за обозначением легирующего элемента, указывает примерное содержание его в процентах. Если содержание углерода не более одного процента, то цифра отсутствует. При содержании от 1 до 1,5%, ставят цифру 1.

Марка стали 25Г2С означает — легированная сталь с содержанием углерода 0,25%, марганца около 2%, кремния менее 1%.

Инструментальные легированные стали содержат в составе легирующие элементы, повышающие твердость. К этим элементам относятся: вольфрам W; ванадий V; титан Ti; хром Сг; молибден Мо

Твердость стали повышается за счет образования легирующими элементами твердых карбидов. Для образования карбидов в сталь вводят значительное количество углерода — до 1,5%.

Измерительные инструменты изготовляют из хромистых сталей, например 20Х (ГОСТ 4543), а также хромисто-вольфрамо-марганцевых.

Из стали марки 9ХС изготовляют сверла, метчики для нарезки гаек, плашки для нарезки болтов, фрезы. Из стали марки X изготовляют резцы для станков с обычными скоростями резания. Резцы для станков, работающих на повышенных скоростях, изготовляют из быстрорежущих сталей марок Р18, Р18К5Ф2 и др. (ГОСТ 19265). Буква Р в начале марки взята из слова рапид, что обозначает скорость.

Еще более высокой твердостью обладают твердые сплавы, часто называемые в строительной практике победитами. Сплавы являются металлокерамическими. Порошок из высокотвердых карбидов вольфрама или карбидов вольфрама с карбидами титана и тантала смешивают с порошком кобальта, играющего роль связующего вещества. Из смеси порошков под давлением до 20 кгс/мм2 формуют пластины требуемых размеров, а затем их спекают при температуре 1500 С. Пластины впаивают на меди в режущие кромки сверл, фрез, резцов.

Марки углеродистых сталей