1. Основные свойства металлов. Классификация.

Металлы в твердом и отчасти в жидком состоянии обладают рядом характерных свойств:

— высокой тепло- и электропроводностью;

— положительным температурным коэффициентом электросопротивления; с повышением температуры электросопротивление чистых металлов возрастает; большое число металлов обладает сверхпроводимостью, у этих металлов при температуре, близкой к абсолютному нулю, электросопротивление падает скачкообразно практически до нуля;

— термоэлектронной эмиссией, т. е. способностью испускать электроны при нагреве;

— хорошей отражательной способностью; металлы непрозрачны и обладают металлическим блеском

— повышенной способностью к пластической деформации.

Наличие этих свойств и характеризует так называемое металлическое состояние вещества.

Все металлы и металлические сплавы — тела кристаллические. В узлах кристаллических решеток металлов находятся положительно заряженные ионы, а между ними свободно перемещаются электроны (электронный газ). Характерные свойства металлов объясняются специфическими свойствами металлической связи.

Металлы делятся на две группы:

— черные: железо, марганец, хром;

— цветные — все остальные.

Цветные металлы по разным признакам делятся на подгруппы:

— тяжелые, имеющие плотность больше 5 г/см3 (цинк, медь, олово, свинец, серебро, золото и др.);

— легкие, имеющие плотность до 5 г/см3 (литий, натрий, магний, калий, алюминий и др.);

Черные металлы подразделяют на чугун и сталь в зависимости от содержания в них углерода.

Чугун - железоуглеродистый сплав, в котором углерода более 2%, содержащий примеси кремния, марганца, фосфора, серы. По назначению чугун делится на: литейный, передельный и специальный (ферросплавы).

Сталь - это железоуглеродистый сплав, содержание углерода в котором менее 2%. В отличие от хрупкого чугуна сталь является пластичной и упругой.

По химическому составу стали делят на: углеродистые и легированные. А по способу производства на конверторные, мартеновские и электростали.

2. Инструментальные стали.

Предназначены для изготовления режущего, измерительного инструмента, штампов горячего и холодного деформирования. Подразделяется на:

- Инструментальную углеродистую;

- Инструментальную легированную;

- Инструментальную быстрорежущую.

Инструментальная углеродистая сталь - для изготовления инструмента (сверла, метчики, развертки, напильники и др.), работающего в относительно легких условиях резания (небольшие скорости, температура нагрева инструмента не выше 200⁰С). Инструментальная углеродистая сталь маркируется буквой У, что означает "углеродистая", и цифрой, показывающей содержание углерода в десятых долях процента. Если сталь повышенного качества, то в конце марки ставится буква А. Например: У12А содержит 1,2% С и является сталью повышенного качества. Марки: У7, У8, У9, У10, У11,У12 и У13.

Инструментальная легированная сталь (в том числе штамповая) применяется для изготовления режущего инструмента (метчики, сверла, плашки, развертки, фрезы, протяжки), а также штампового инструмента более ответственного назначения, чем из углеродистых инструментальных сталей.

Марки: 9ХС, ХВГ, Х12МФ, Х12Ф1, 4Х5МФС, 5ХНМ и т.д. Стали Х12МФ, Х12Ф1, 4Х5МФС относятся к разряду штамповых сталей. Буквы и цифры в обозначении марок означают: цифра - среднее содержание углерода в десятых долях процента, Х- легированная хромом, В - легированная вольфрамом, Г - легированная марганцем.

Инструментальная быстрорежущая сталь характерна для режущих инструментов. Сочетает в себе высокую теплоустойчивость (600-650⁰С в зависимости от состава и обработки), высокую твердость и износостойкость при повышенных температурах и повышенное сопротивление пластической деформации. Марки: Р18, Р6М5, Р9К5. Буквы и цифры в обозначении марок означают: Р - быстрорежущая, цифра - содержание вольфрама в десятых долях процента, М , К - легированная молибденом или кобальтом соответственно.