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.