Способы улучшения прочностных характеристик
Если свойства марок легированных сталей улучшают посредством ввода в их состав специальных добавок, то решение такой задачи по отношению к углеродистым сплавам осуществляется за счет выполнения термообработки. Одним из передовых методов последней является поверхностная плазменная закалка. В результате использования этой технологии в поверхностном слое металла формируется структура, состоящая из мартенсита, твердость которого составляет 9,5 ГПа (на некоторых участках она доходит до 11,5 ГПа).
Само оборудование для плазменной закалки малогабаритно, мобильно и просто в эксплуатации
Поверхностная плазменная закалка также приводит к тому, что в структуре металла формируется метастабильный остаточный аустенит, количество которого возрастает, если в составе стали увеличивается процентное содержание углерода. Данное структурное образование, которое может преобразоваться в мартенсит при выполнении обкатки изделия из углеродистой стали, значительно улучшает такую характеристику металла, как износостойкость.
Одним из эффективных способов, позволяющих значительно улучшить характеристики углеродистой стали, является химико-термическая обработка. Суть данной технологии заключается в том, что стальной сплав, нагретый до определенной температуры, подвергают химическому воздействию, что и позволяет значительно улучшить его характеристики. После такой обработки, которой могут быть подвергнуты углеродистые стали различных марок, повышаются твердость и износостойкость металла, а также улучшается его коррозионная устойчивость по отношению к влажным и кислым средам.
Обработка деталей химико-термическим способом в вакуумной печи значительно увеличивает поверхностную прочность
Сферы применения износостойких сплавов
Использование высокопрочных сталей увеличивает срок эксплуатации оборудования, машин и механизмов, значительно снижает затраты на их ремонт и обслуживание, устраняет простои на производстве. Металлопрокат используется в самых разных отраслях.
- АвтомобилестроениеПроизводство деталей и узлов, подверженных интенсивным нагрузкам и работающих в условиях трения – ролики и шарики подшипников, втулки, сменные накладки, поршневые кольца, коленчатые валы и другие фасонные изделия, бронированные элементы.
- Дорожная и строительная техникаИзготовление экскаваторных ковшей, режущих кромок техники, козырьков землечерпалок, гидравлических молотов, элементов разравнивателя для асфальтоукладочной машины. В качестве футеровки желобов оборудования, дробилок, контейнеров, лопастей барабана, бетономешалок.
- Тяжелая карьерная и горнодобывающая техникаИзготовление режущих кромок оборудования, кузовов для самосвалов, транспортировочных емкостей и желобов, бункеров, футеровка накопителей и других элементов дробилок, режущий инструмент.
- Железнодорожная отрасльОблицовка вагонов, в качестве элементов железнодорожных полотен, звеньев гусеничных механизмов, крестовин и т. д.
- Сельхозтехника и оборудование для лесозаготовкиКонцевые механизмы лесопогрузчика, перегружателя, элементы отжимного пресса, плужного оборудования, оборудования для транспортировки и хранения силоса.
- СтанкостроениеВ качестве элементов производственного оборудования, подвергающегося серьезным нагрузкам и трению: валы, узлы, агрегаты, детали.
- Строительная отрасльИзготовление металлоконструкций различного назначения, предполагающих особую прочность строения. Для этих целей используются конструкционные марки.
Related Posts via Categories
- Бесшовные трубы ГОСТ 8734-75 – сортамент и все характеристики и особенности
- Температура плавления и использования нержавеющей стали – что важнее?
- Плотность нержавеющей стали – отечественные марки и стандарт AISI
- Марки коррозионностойких сталей – Как улучшается прочность и свойства металла?
- Легированные конструкционные стали – специальные сплавы для особых случаев
- Состав нержавеющей стали – какие типы антикоррозийных сплавов существуют
- Нержавеющая сталь – проведем классификацию без избытка цифр
- Углеродистая сталь – свойства и сферы применения
- Низколегированные стали – востребованные современной промышленностью сплавы
- Термообработка нержавеющей стали – особенности сложного процесса!
Производство
Изготовлением металлических сплавов занимается металлургическая промышленность. Специфика процесса получения углеродистой стали, заключается в переработке чугунных заготовок с уменьшением таких взвесей, как сера и фосфор, а также углерод, до требуемой концентрации. Различия методики окисления, посредством которой удаляют углерод, позволяет выделить различные виды плавки.
Кислородно-конвертерный способ
Основой методики был бессемеровский метод, который предусматривает продувку жидкого чугуна воздухом. Во время этого процесса, углерод окислялся и удалялся из сплава, после чего, чугунные слитки постепенно превращаются в сталь. Производительность данной методики высока, но сера и фосфор оставались в металле. Кроме того, углеродистая сталь насыщается газами, в том числе, азотом. Это улучшает прочность, но снижает пластичность, сталь становится более склонной к старению и изобилию неметаллическими элементами.
Учитывая низкое качество стали, получаемой бессемеровским методом, его перестали использовать. На замену пришел кислородно-конвертерный способ, отличием которого является использование чистого кислорода, вместо воздуха, при выполнении продувки жидкого чугуна. Использование определенных технических условий, при продувке, значительно снизило количество азота и других вредных примесей. В результате, углеродистая сталь, полученная кислородно-конвертерным способом, по качеству приближена к сплавам, переплавляемым в мартеновских печах.
Технико-экономические показатели конверторного способа подтверждают целесообразность такой плавки и позволяют вытеснить устаревшие методы изготовления стали.
Мартеновский метод
Особенностью способа получения углеродистой стали, является выжигание углерода из чугунных сплавов не только с помощью воздуха, но и за счет добавления железных руд и ржавых изделий из металла. Этот процесс обычно происходит внутри печей, к которым подводят подогретый воздух и горючий газ.
Размер таких плавильных ванн очень велик, они могут вмещать до 500 тонн расплавленного металла. Температура в таких емкостях поддерживается на уровне 1700 ºC, а выжигание углерода происходит в несколько этапов. Сначала, благодаря избытку кислорода в горючих газах, а когда образуется шлак над расплавленным металлом, посредством оксидов железа. При их взаимодействии образуются шлаки фосфатов и силикатов, которые, в дальнейшем удаляются и сталь приобретает требуемые по качеству свойства.
Плавка стали в мартеновских печах проходит около 7 часов. Это позволяет отрегулировать нужный состав сплава, при добавлении различных руд или лома. Углеродистая сталь давно изготавливается этим методом. Такие печи, в наше время, можно найти на территории стран бывшего Советского Союза, а также – в Индии.
Электротермический способ
Изготовить качественную сталь с минимальным содержанием вредных примесей, удается при плавке в вакуумных топках электродуговых или индукционных печей. Благодаря улучшенным свойствам электростали, удается изготовить жаростойкие и инструментальные сплавы. Процесс преобразования сырья в углеродистую сталь, происходит в вакууме, благодаря чему качество полученных заготовок, будет выше, относительно рассмотренных ранее методов.
Стоимость такой обработки металлов дороже, поэтому данный метод используют при технологической необходимости в качественном изделии. Для удешевления технологического процесса используют специальный ковш, который разогревают внутри вакуумной емкости.
Углеродистые и легированные стали
Категория: Выбор стройматериалов
Углеродистые и легированные стали
Металлические конструкции, арматуру для железобетона, трубы, крепежные детали и другие строительные изделия изготовляют, как правило, из конструкционных углеродистых сталей; конструкционные легированные стали используют только для особо ответственных металлличе-ских конструкций и арматуры для предварительно напряженного бетона. Однако благодаря эффективности объем ис-иользования легированных сталей постоянно расширяется.
Углеродистые стали — это сплавы, содержащие железо, углерод, марганец и кремний, а также вредные примеси — серу и фосфор, снижающие механические свойства стали (их содержание не должно превышать 0,05…0,06 ). В зависимости от содержания углерода такие стали делятся на низко (до 0,25 углерода), средне- (0,25…0,6%) и высокоуглеродистые (свыше 0,65%). С повышением содержания углерода уменьшается пластичность и повышается твердость стали; прочность ее также возрастает, но при содержании углерода более 1% вновь снижается. Повышение прочности и твердости стали объясняется увеличением содержания в стали твердого компонента — цементита.
Углеродистые стали по назначению подразделяют на сталь общего назначения и инструментальные.
Углеродистую сталь общего назначения подразделяют на три группы: А, Б и В.
Из стали марок Ст1 и Ст2, характеризующейся высокой пластичностью, изготовляют заклепки, трубы, резервуары и т. п.; из стали СтЗ и Ст5 — горячекатаный листовой и фасонный прокат, из которого выполняют металлические конструкции и большинство видов арматуры для железобетона. Эти стали хорошо свариваются и обрабатываются.
Стали группы Б (БСтО, БСт1, БСтЗ и т. д. до БСтб) поставляют с гарантированным химическим составом; стали группы В — с гарантированными химическим составом и механическими свойствами. Благодаря определенности химического состава стали групп Б и В можно подвергать термической обработке.
Легированные стали помимо компонентов, входящих в углеродистые стали, содержат так называемые легирующие элементы, которые повышают качество стали и придают ей особые свойства. К легирующим элементам относятся: марганец — Г, кремний — С, хром — X, никель — Н, молибден — М, медь — Д и другие элементы. Каждый элемент имеет свое назначение: марганец повышает прочность, износостойкость стали и сопротивление ударным нагрузкам без снижения ее пластичности, кремний — упругие свойства, никель и хром улучшают механические свойства, повышают жаростойкость и коррозионную стойкость; молибден улучшает механические свойства стали при нормальной и повышенной температурах.
Легированные стали по назначению делят на конструкционные, инструментальные и стали со специальными свойствами (нержавеющие, жаростойкие и др.). Для строительных целей применяют в основном конструкционные стали.
Конструкционные низколегированные стали содержат не более 0,6% углерода. Основные легирующие элементы низколегированных сталей: кремний, марганец, хром, никель. Другие легирующие элементы вводят в небольших количествах, чтобы дополнительно улучшить свойства стали. Общее содержание легирующих элементов не превышает 5%.
Низколегированные стали обладают наилучшими механическими свойствами после термической обработки.
При маркировке легированных сталей первые две цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента, следующие за ним буквы — условное обозначение легирующих элементов. Если количество легирующего элемента составляет 2% и более, то после буквы ставят еще цифру, указывающую это количество. Например, марка стали 25ХГ2С показывает, что в ней содержится 0,25% углерода, около 1% хрома, 2% марганца и около 1% кремния. При маркировке высококачественных легированных сталей (с низким содержанием серы и фосфора) в конце ставится буква А.
В строительстве применяют легированные стали 10ХСНД, 15ХСНД для изготовления ответственных металлических конструкций (ферм, балок), 35ХС, 25Г2С, 25ХГ2СА, ЗОХГСА и 35ХГСА — для изготовления арматуры для предварительно напряженного бетона.
Прочность на растяжение таких сталей в 2…3 раза выше, чем обыкновенных углеродистых сталей СтЗ и Ст5. Так, у стали ЗОХГСА предел прочности при растяжении не менее 1100 МПа, а у стали 35ХГСА — не менее 1600 МПа (у стали Ст5 — 500…600 МПа). Такие высокие прочностные показатели позволяют получать из легированных сталей более легкие конструкции при сохранении необходимой несущей способности. Это, в свою очередь, снижает расход металла и уменьшает массу здания.
Группы обрабатываемости сталей
Стали – наиболее популярный материал для металлообработки. Однако обрабатываемость этого металла зависит от его состава.
Что оказывает влияние на обрабатываемость стали?
Первым делом, содержание углерода. Чем больше углерода в составе, тем твёрже сталь. Низкоуглеродистые стали отличаются повышенной вязкостью, поэтому для их обработки необходим максимально острый инструмент с небольшим числом зубьев.
Во-вторых, присутствие легирующих веществ, которые заметно улучшают свойства стали. Например, хром, вольфрам, никель, ванадий, молибден, кремний и марганец. Примеси обычно вводятся в состав металла в процессе плавки.
Если примесей в составе не более 2,5%, то такую сталь называют низколегированной
. Если этот показатель колеблется в диапазоне от 2,5 до 10%, то стальсреднелегированная . Увысоколегированной стали содержание примесей превышает 10%.
Третий фактор, влияющий на обрабатываемость стали, — метод её производства.
В процессе литья
, например, образуется толстая литейная корка, которая включает с себя песок и различный шлак. Для такой стали подойдет только высокопрочный инструмент.
Структура стального проката довольно неоднородна, что сказывается на колебания сил резания.
Сталь, полученная в результате поковки, более однородна по своему составу, поэтому она очень хорошо обрабатывается.
Виды стали по количеству легированных инструментов
Нелегированная сталь (группы P0 и Р1)
В составе нелегированных сталях углерод составляет не более 0,8%. Плюс нет никаких легирующих элементов. Вследствие этого данный вид стали не обладает повышенной твёрдостью (максимум до 35 HRc).
Чем меньше углерода в составе, тем выше вязкость металла. Оттого остро стоит проблема со стружкодроблением и формированием наростов. Такую сталь необходимо обрабатывать на высоких скоростях и выбирать инструменты с максимально острыми режущими кромками.
Если содержание углерода не совсем мало (свыше 0,2%), то изделия из нелегированной стали можно подвергать закалке. В целом, они лучше обрабатываются. Но из-за более высокой твёрдости может заметно изнашивать металлорежущий инструмент.
Низколегированная сталь (группа P2)
Пожалуй, самый популярный вид стали, в котором в качестве укрепляющих веществ применяются главным образом хром и молибден. Встречаются как мягкие, так и закалённые стали (твёрдостью до 50 HRc).
Обрабатываемость низколегированных сталей напрямую зависит от содержания легирующих элементов и термообработки. Но проблемы при обработке для всех этой группы сталей вполне типичные – это лункообразование и износ по задней поверхности режущей кромки. Дело в том, что во время резания (особенно это касается закалённых сталей) зона обработки подвергается сильнейшему нагреву, что может вести к деформации инструмента.
Высоколегированная сталь (группы P3 и P4)
Если содержание легирующих веществ превышает 5%, то такая сталь относится к высоколегированной. Чем больше добавлений, тем сложнее обрабатывать, так как увеличивается твёрдость. К примеру, при наличии 12–15% легирующих элементов в составе стали и твёрдости до 50 HRc, для обработки вам пригодится инструмент, обладающей хорошей термостойкостью, иначе режущая кромка будет деформироваться.
В таблице ниже мы представили подробные характеристики всех видов стали, в том числе и нержавеющей. О ней подробнее – в отдельной статье.
| группа стали | описание | состав | предел прочности RM (МПа)* | твердость (HB) | твердость (HRC — твердость по Роквеллу, шкала С) | обрабатываемый материал по каталогу ANSI |
| P0 | Низкоуглеродистые стали, сливная стружка | C < 0,25% | < 530 | < 125 | — | — |
| P1 | Низкоуглеродистая легкообрабатываемая сталь, короткая стружка | C < 0,25% | < 530 | < 125 | — | C15, Ck22, ST37-2, S235JR, 9SMnPb28, GS38 |
| P2 | Средне- и высокоуглеродистая сталь | C > 0,25% | > 530 | < 220 | < 25 | ST52, S355JR, C35, GS60, Cf53 |
| P3 | Легированные и инструментальные стали | C > 0,25% | 600-850 | < 330 | < 35 | 16MnCr5, Ck45, 21CrMoV5-7, 38SMn28 |
| P4 | Легированные и инструментальные стали | C > 0,25% | 850-1400 | 340-450 | 35-48 | 100Cr6, 30CrNiMo8, 42CrMo4, C70W2, S6525, X120Mn12 |
| P5 | Ферритные, мартенситные и дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали | — | 600-900 | < 330 | < 35 | 100Cr6, 30CrNiMo8, 42CrMo4, C70W2, S6525, X120Mn12 |
| P6 | Высокопрочные ферритные, мартенситные и дисперсионнотвердеющие нержавеющие стали | — | 900-1350 | 350-450 | 35-48 | X102CrMo17, G-X120Cr29 |
Подробнее об особенностях фрезерования стали можно прочитать здесь, а про точение – здесь.
Классификации сталей
Чтобы разобраться во всем многообразии марок, металлурги применяют несколько классификаций:
Стали классифицируют:
- по химическому составу;
- по структуре;
- по назначению;
- по качеству;
- по степени раскисления.
Существуют и другие классификации, но их применение ограничивается научными и узкоспециальными областями применения.
Классификация по химическому составу
По химическому составу классификацию проводя, подразделяя на: углеродистые и легированные стали, которые, в свою очередь, подразделяются на:
| углеродистые | Содержание углерода, % | |
| < 0,2 | низкоуглеродистые | |
| 0,2–0,45 | среднеуглеродистые | |
| >0,45 | высокоуглеродистые | |
| легированные | Содержание присадок,% | |
| <2.5 | низколегированные | |
| 2,5-10 | среднелегированные | |
| >10 | высоколегированные |
Содержание углерода не влияет на степень легирования, Если доля Mn превышает 1%, а Si- 0,9%, они также признаются легирующими добавками
Классификация по структуре
Структура стали, кроме ее химического состава, зависит от многих факторов, влиявших на нее на этапах отливки и термической обработки. Классификация по структуре после процедуры отжига, во время которого заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи, следующая:
- доэвтектоидные – с избыточными ферритовыми включениями;
- эвтектоидные – ферриты замещаются перлитами;
- заэвтектоидные – с включениями вторичных карбидов;
- ледебуритные – с включениями первичных карбидов;
- аустенитные;
- ферритные.
- Микроструктура ледебуритной стали
- Эвтектоидная сталь и ее микроструктура
После проведения процедуры нормализации, заключающейся в нагревании до температуры пластичности и остывании на открытом воздухе, классификация различает такие группы, как:
- перлитные;
- аустенитные;
- ферритные.
Микроструктура перлита
Классификация по степени раскисления
Процесс раскисления приводит к снижению содержания кислорода в расплаве. Классификация предусматривает такие классы, как:
- спокойные (сп);
- полуспокойные (пс);
- кипящие (кп).
Основными раскислительными добавками служат Mn, Al, Si.
Классификация сталей по степени раскисления
Стали углеродистые качественные конструкционные
Являются основным металлом для изготовления деталей машин (валов, шпинделей, осей, зубчатых колес, шпонок, муфт, фланцев, фрикционных дисков, винтов, гайек, упоров, тяг, цилиндров гидроприводов, эксцентриков, звездочек цепных передач и др.), которые при взаимодействии в работающей машине воспринимают и передают различные по величине нагрузки. Эти металлы хорошо обрабатываются давлением и резанием, льются и свариваются, подвергаются термической, термомеханической и химико-термической обработке.
Различные специальные виды обработки обеспечивают вязкость, упругость и твердость сталей, позволяют делать из них детали, вязкие в сердцевине и твердые снаружи, что резко увеличивает их износостойкость и надежность. Из углеродистых качественных конструкционных сталей производят прокат, поковки, калиброванную сталь, сталь серебрянку, сортовую сталь, штамповки и слитки.
Таблица 3. Основные свойства стали углеродистой качественной конструкционной
| Марка | Механические свойства | Физические свойства | Технологические свойства | ||||||||||
| σт | σв | δ, % | ан Дж/см2 | НВ | γ, г/см3 | λ, Вт/(м ·°С) | α·106 ,1/°С | обрабаты-
ваемость резанием |
сварива-
емость |
интервал
температур ковки,°С |
пластичность
при холодной обработке |
*горяче-
катаная **отож- женная |
|
| МПа | |||||||||||||
| 08 | 196 | 324 | 33 | — | 126 | 7,83 | 811 | 11,6 | В | ВВ | 800-1300 | ВВ | * |
| 10 | 206 | 321 | 31 | — | 140 | 7,83 | 811 | 11,6 | В | ВВ | 800-1300 | ВВ | * |
| 15 | 225 | 373 | 27 | — | 145 | 7,82 | 770 | 11,9 | В | ВВ | 800-1250 | ВВ | * |
| 20 | 245 | 412 | 25 | — | 159 | 7,82 | 770 | 11,1 | В | ВВ | 800-1280 | В | * |
| 25 | 274 | 451 | 23 | 88 | 166 | 7,82 | 732 | 11,1 | В | ВВ | 800-1280 | В | * |
| 30 | 294 | 490 | 21 | 78 | 175 | 7,817 | 732 | 12,6 | В | В | 800-1250 | В | * |
| 35 | 314 | 529 | 20 | 69 | 203 | 7,817 | 732 | 11,09 | В | В | 800-1250 | В | * |
| 40 | 321 | 568 | 19 | 59 | 183 | 7,815 | 596 | 12,4 | В | У | 800-1250 | У | ** |
| 45 | 363 | 598 | 16 | 49 | 193 | 7,814 | 680 | 11,649 | В | У | 800-1250 | У | ** |
| 50 | 373 | 627 | 14 | 38 | 203 | 7,811 | 680 | 12,0 | У | У | 800-1250 | У | ** |
| 55 | 382 | 647 | 13 | — | 212 | 7,82 | 680 | 11,0 | У | Н | 800-1250 | Н | ** |
| 60 | 402 | 676 | 12 | — | 224 | 7,80 | 680 | 11,1 | У | Н | 800-1240 | Н | ** |
| Примечание. Н — низкая, У — удовлетворительная, В — высокая, ВВ — весьма высокая. |
Качественные конструкционные стали обладают более высокими механическими свойствами (ГОСТ 1050-88), чем стали обыкновенного качества, за счет меньшего содержания в них фосфора, серы и неметаллических включений. По видам обработки их делят на горячекатаную, кованую, калиброванную и серебрянку (со специальной отделкой поверхности).
Обозначение марки стали составляют из слова «Сталь» и двузначной цифры, которая указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, Сталь 25 содержит 0,25% углерода (допустимое количество углерода — 0,220,30 %), Сталь 60-0,60 % (допустимое количество -0,57-0,65%). Степень раскисления в марках спокойных сталей не отражается, а в марках полуспокойных и кипящих сталей, как и сталей обыкновенного качества, обозначается буквами «пс» и «кп» соответственно. В качественных конструкционных сталях всех марок допускается содержание серы не более 0,040% и фосфора — не более 0,035%.
Основные свойства углеродистой качественной конструкционной стали приведены в табл. 3, основное назначение — в табл. 4. Цвета маркировки приведены в табл. 5.
Таблица 4. Стали углеродистые качественные конструкционные, их основное назначение
| Марка стали | Основное назначение |
| Сталь 08кп, 10 | Детали, изготовляемые холодной штамповкой и холодной высадкой, трубки, прокладки, крепеж, колпачки. Цементируемые и цианируемые детали, не требующие высокой прочности сердцевины (втулки, валики, упоры, копиры, зубчатые колеса, фрикционные диски) |
| Сталь 15, 20 | Малонагруженные детали (валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни). Тонкие детали, работающие на истирание, рычаги, крюки, траверсы, вкладыши, болты, стяжки и др. |
| Сталь 30, 35 | Детали, испытывающие небольшие напряжения (оси, шпиндели, звездочки, тяги, траверсы, рычаги, диски, валы) |
| Сталь 40, 45 | Детали, от которых требуется повышенная прочность (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, распределительные валы, маховики, зубчатые колеса, шпильки, храповики, плунжеры, шпиндели, фрикционные диски, оси, муфты, зубчатые рейки, прокатные валики и др.) |
| Сталь 50, 55 | Зубчатые колеса, прокатные валики, штоки, бандажи, валы, эксцентрики, малонагруженные пружины и рессоры и др. Применяют после закалки с высоким отпуском и в нормализованном состоянии |
| Сталь 60 | Детали с высокими прочностными и упругими свойствами (прокатные валки, эксцентрики, шпиндели, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов). Применяют после закалки или после нормализации (крупные детали) |
Таблица 5. Цвета маркировки стали углеродистой качественной
| Группа | Цвет краски |
| Сталь 08, 10, 15, 20 | Белый |
| Сталь 25, 30, 35, 40 | Белый и желтый |
| Сталь 45, 50, 55, 60 | Белый и коричневый |
Процессы раскисления
Для стали на завершающем этапе выплавки характерен процесс кипения, на который влияют присущие в ней азот, водород, окиси углерода. Такой сплав в затвердевшем состоянии имеет пористую структуру, которая убирается прокаткой. Он мягкий и пластичный, однако недостаточно прочный.
Процесс раскисления заключается в деактивации кипящих примесей путем ввода в сплав ферромарганца, ферросилиция, алюминия. В зависимости от количества остаточных газов и раскислительных элементов, сталь может быть полуспокойная или спокойная.
Готовую сталь требуемой степени раскисления разливают в изложницы для кристаллизации и использования на последующих технологических этапах изготовления готовой стальной продукции.
Использование стали
Обычного качества
Количество посторонних примесей, находящихся в готовой продукции, регламентировано ГОСТ 380-2005. Углеродистая сталь обычного качества используется для производства:
- Ст0 – обшивки, арматуры и т. д.;
- Ст1 – швеллеров, тавровых и двутавровых балок. Отличается низкой твердостью, но хорошей вязкостью;
- Ст2 – частей неответственных конструкций. Является высокопластичным материалом;
- Ст3 – металлопроката, применяемого для возведения строительных конструкций, кузова, дисков автомобильной техники и т. п.;
- Ст5 – болтов, гаек, рычагов, пальцев, осей и т. д.;
- Ст6 – деталей повышенной прочности для деревообрабатывающих и металлообрабатывающих станков.
Качественная
Из марок качественной стали изготавливают:
- Трубы и детали, которые применимы в котлостроении.
- Изделия с высокой пластичностью – болты, гайки и др.
- Детали, предназначенные для создания свариваемых конструкций.
- Различного рода патрубки, пальцы, оси.
- Шестерни, муфты сцепления грузовых автомобилей, автобусов и другой техники.
- Пружинные шайбы, кольца.
Инструментальная
Углеродистые инструментальные стали разных марок имеют повышенную прочность, и большой показатель ударной вязкости. Они применяются для создания всевозможных инструментов и сменных элементов. При производстве изделия подвергаются многократному воздействию высокой температуры, что улучшает их физические свойства. Изделия устойчивы к быстрому изменению температуры, и имеют высокую устойчивость к коррозии.
Классификация сталей по химическому составу
По химическому составу углеродистые стали делят в зависимости от содержания углерода на следующие группы:
| № п/п | Классификация сталей по химическому составу: |
| 1 | малоуглеродистые — менее 0,3 % С |
| 2 | среднеуглеродистые- более 0,3-0,7 % С. |
| 3 | высокоуглеродистые — более 0,7%С. |
Для улучшеиия технологических свойств стали легируют. Легированной называется сталь, в которой, кроме обычных примесей, содержатся специально вводимые в определенных сочетаниях легирующие элементы (Cr, Ni, Мо, Wо, V, Аl, В, Ті и др.), а также Мn и Ѕі в количествах, превышающих их обычное содержание как технологических примесей (1% и выше). Как правило, лучшие свойства обеспечивает комплексное легирование.
В легированных сталях их классификация по химическому составу определяется суммарным процентом содержания легирующих элементов:
Марки стали
Несмотря на то, что сталь однозначно признаётся самым востребованным сплавом железа, единая система маркировки её видов по настоящее время не сложилась. Наиболее проста и популярна буквенно-численная маркировка.
Качественные углеродистые стали маркируют с использованием литеры «У» и двузначным числовым значением (в сотых %) уровня углерода в их составе (У11).В марке обычных углеродистых сталей за буквой следует число, указывающее на количество углерода в десятых % — У8.
Литеры используются и в маркировке легированных сталей. Они указывают на основной элемент, применяемый для легирования. Идущая следом цифра показывает концентрацию данного элемента в составе стали. Перед литерой ставят цифру, соответствующую доле углерода в металле в сотых %.
Например, стоящая в конце марки высококачественного сплава буква «А» указывает на его качество. Эта же литера в середине марки уведомляет об основном элементе легирования, в данном случае им является азот. Литера в начале марки сообщает о том, что это автоматная сталь.
Литера «Ш» в конце маркировки, прописанная через дефис, говорит о том, что это особовысококачественный сплав. Качественные стали, не имеют в маркировке литер «А» и «Ш». Кроме того, существует дополнительная маркировка, указывающая на особые характеристики сталей. Так, например, магнитные сплавы отмечают литерой «Е», а электротехнические — «Э».
Буквенно-числовая маркировка, пожалуй, одна из самых простых и понятных для потребителя. Другие, более сложные, доступны только для специалистов.
Оценить статью и поделиться ссылкой:
