Сталь и ее свойства: Виды и свойства сталей – статья SuperBolt

Содержание

Сталь С255 — расшифровка и характеристики

Сталь С255 – это конструкционная строительная низколегированная сталь, предназначенная для сборки строительных металлоконструкций, каркасов, мостовых пролетов, лестниц, балок и опор. Сталь обладает прекрасными механическими свойствами, ее можно использовать в условиях высоких динамических нагрузок. Наиболее популярна сталь С255 в строительстве, но также ее активно используют в машиностроении при производстве каркасов. Химический состав стали сбалансирован таким образом, что делает ее универсальным материалом, способным выполнять разноплановые задачи. Одним из главных достоинств стали является простота ее обработки – сваривания, сверления, нарезки, закалки, отпуска. Сталь С255 требует ухода или защитного покрытия, т.к. чувствительна к коррозии. Она не применяется в условиях повышенной влажности или постоянного контакта с водой в незащищенном виде.

Расшифровка

Маркировка стали содержит в себе обозначения, указывающие на химический состав, % содержания значимых элементов, степень раскисления (спокойная, полуспокойная или кипящая) и качество стали по содержанию вредных примесей – фосфора и серы. В некоторых случаях в маркировке прописывается назначение стали и ее технические характеристики.

  • С – означает, что сталь предназначается для строительных целей. Строительные стали используются для производства несущих металлоконструкций или их элементов – арматуры, балок, швеллеров и т.д. Такие стали ценятся за твердость, жесткость, свариваемость. Если речь идет о строительстве сложных объектов, ценится возможность эксплуатации при тяжелых нагрузках, устойчивость к агрессивной внешней среде, широкий диапазон допустимых температур и т.д.
  • 255 – предел текучести в Н/мм2.

Применение

Сталь С255 является строительной конструкционной сталью. Основным ее назначением является производство строительных металлоконструкций, каркасных металлоконструкций в машиностроении, соединительных элементов и т.д. Сталь С255 отличается неограниченной свариваемостью, простотой технологической, механической и термической обработки. Сталь легко сверлится и поддается нарезке, хорошо сваривается.

Из стали С255 изготавливают металлоконструкции группы 1. Эта группа предназначена для эксплуатации в условиях высоких динамических нагрузок. Сюда относятся:

  • опоры ЛЭП;
  • мостовые пролеты;
  • лестницы;
  • несущие фермы;
  • эстакады;
  • подкрановые балки.

К динамическим относятся ударные и вибрационные нагрузки. Для сопротивления этому типу нагрузок, сталь должна обладать высокими показателями ударной вязкости и текучести, которые позволят изделию избежать разрушения структуры с последующим растрескиванием.

Характеристики

Сталь С255 не защищена от коррозии и требует специального ухода или нанесения защитного покрытия. Для предотвращения коррозии применяется оцинковка или двойное окрашивание водостойкой краской.

Сталь 255 относится к улучшаемым сплавам, ее характеристики могут быть повышены благодаря термической обработке – закалке и отпуску. С помощью закалки на поверхности изделия создается прочный слой, а отпуск снимает внутренние напряжения.

Сталь сваривается без ограничений. Механической обработке поддается легко, что существенно облегчает изготовление и монтаж металлоконструкций.

Химический состав

Основными элементами в составе стали С255 являются:

  • Железо – 97% сплава. Основа любой стали. Образует сталь в результате взаимодействия с углеродом и легирующими добавками (если требуются).
  • Углерод — 0.22%. Второй по значимости химический элемент в составе стали после железа. Оказывает на свойства стали огромное, часто – ключевое влияние. В зависимости от процентного содержания углерода сталь приобретает или теряет целый ряд востребованных эксплуатационных характеристик. Стали без легирующих добавок называются углеродистыми. Стали с высоким содержанием углерода отличаются твердостью, прочностью, пластичностью и применяются в основном в строительстве и машиностроении при возведении металлоконструкций. Чем выше содержание углерода в составе сплава, тем выше твердость, однако такая сталь становится ломкой, плохо приспособленной к динамическим нагрузкам, плохо поддается механической обработке и имеет ограниченную свариваемость.
    Некоторые из этих недостатков можно частично устранить с помощью введения в состав различных легирующих добавок, таких как хром, никель, кремний и другие. Стали с низким содержанием углерода используются, главным образом, для изготовления деталей механизмов, работающих при динамических нагрузках (удары и вибрации). Чем ниже содержание углерода, тем мягче сталь, тем выше ударная вязкость, простота механической обработки, свариваемость. Из таких сталей изготавливают детали методом холодной штамповки и вытяжки любой сложности. Недостаток твердости можно компенсировать легирующими добавками или термической обработкой. После закаливания поверхность стали становится твердой и прочной, вязкость при этом не теряется, т.к. после закаленного слоя остается та же мягкая и вязкая сталь.
  • Марганец – 0.65%. Марганец является популярной легирующей добавкой и одним из самых распространенных раскислителей. Раскислители вводят в состав сталей для нейтрализации газов – кислорода и азота. На последней стадии производства, при затвердевании сплава газы начинают активно выделяться, из-за чего сталь становится пористой, образуются газовые раковины.
    Пористая сталь сильно проигрывает в качестве однородной, она быстрее ломается и гораздо сложнее сваривается. Процесс раскисления не дает газам выделяться, благодаря чему структура стали становится однородной и цельной. Раскисленная сталь называется спокойной (сп), умеренно раскисленная – полуспокойной (пс), нераскисленная – кипящей (кп). Марганец, введенный в состав металла в качестве раскислителя, остается в составе в незначительном количестве и не оказывает на свойства металла заметного влияния. В больших количествах марганец повышает прочность и твердость материала. Также марганец нейтрализует вредное влияние серы, что значительно повышает качественные характеристики сплава.
  • Кремний – до 0.3%. Как и марганец, кремний является распространенным раскислителем, связывающим газы – кислород и азот. Кремний повышает устойчивость сплава к влиянию кислотных сред, повышает прочность и твердость материала.

Остальные элементы, включенные в состав стали С255 согласно ГОСТ 27772, приведены в таблице ниже.

Химический состав стали C255 по анализу ковшевой пробы в соответствии с ГОСТ 27772, %

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

N

Cu

Al

Ti

≤0.17

0.15 — 0.30

≤ 1,00

≤0.30

≤0.025

≤0.035

≤0.30

≤0. 012

≤0.30

0.02-0.05

≤ 0,030

Механические свойства

Толщина, мм

Предел текучести, Н/мм2 , не менее

Временное сопротивление, Н/мм2, не менее

Относительное удлинение δ5, %

2 — 3.9

255

380

20

4 — 10

245

380

25

10 — 20

245

370

25

20 — 40

235

370

25

 

Толщина полки, мм
Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Изгиб до паралельности сторон (а — толщина образца, d — диаметр оправки)
Фасонный прокат
4 — 10 255 380 25 d = a
10 — 20 245 370 25 d = a
20 — 40 235 370 24 d = 2a
Листовой, широкополосный и универсальный прокат
2 — 3,9 255 380 20 d= 1,5a
4 — 10 245 380 25 d= 1,5a
10 — 20 245 370 25 d= 1,5a
20 — 40 235 370 25 d= 2a

Испытания на ударную вязкость

Толщина полки, мм KCU при -20°С, Дж/см2 KCU при -40°С, Дж/см2 KCU при -70°С, Дж/см2 После механического старения
Фасонный прокат
4 — 10 29 29
10 — 20 29 29
20 — 40 29 29
Листовой, широкополосный и универсальный прокат
2 — 3,9
29
29
4 — 10 29 29
10 — 20 29 29
20 — 40 29 29
Прокат Толщина, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, %
Фасонный < 10 > 255 > 380 > 25
Фасонный 10 — 20 > 245 > 370 > 25
Фасонный > 20 > 235 > 370
> 24
Листовой < 2,8 > 255 > 380 > 25
Листовой 2,8 — 3,9 > 255 > 380 > 20
Листовой 4 — 10 > 245 > 380 > 25
Листовой 10 — 20 > 245 > 370 > 25
Листовой > 20 > 235 > 370 > 25

Испытания на ударную вязкость, Дж/см2

Прокат Толщина, мм Категория KCU при -40°С KCU при -20°С KCV при 0°С KCU после механического старения
Фасонный > 4 > 29
Фасонный > 4 1 > 29
Фасонный > 4 2 > 29
Фасонный > 4 4 > 34
Фасонный > 4 5 > 34
Листовой > 4 > 29
Листовой > 4 1 > 29
Листовой > 4 2 > 29
Листовой > 4 4 > 34
Листовой > 4 5

Свойства по стандарту ГОСТ Р 54864-2016

Вид поставки Толщина стенки, мм Предел текучести, σ0,2, МПа Временное сопротивление разрыву, σв, МПа Относительное удлинение при разрыве, δ5, % Ударная вязкость KCV при -20°С, Дж/см2
Труба < 10 > 255 > 380 > 25 > 34
Труба 10 — 20 > 245 > 370 > 25 > 34
Труба > 20 > 235 > 370 > 24 > 34

Технологические свойства марки С255

Расчетные сопротивления проката, МПа (кгс/см2)

Толщина проката, мм Листового, широкополосного, универсального Фасонного
Ry Ru
Ry Ru
2 — 3,9 250 (2550) 370 (3800)
4 — 10 240 (2450) 370 (3800) 250 (2550) 370 (3800)
10 — 20 240 (2450) 360 (3700) 240 (2450) 360 (3800)
20 — 40 230 (2350) 360 (3700) 230 (2350) 360 (3800)

Свойства по стандарту ГОСТ 27772-2015

Свариваемость Без ограничений
Температура применения > -51 °C

Аналоги и заменители стали C255

Аналогами называются марки, полностью повторяющие состав, но отличающиеся по маркировке в соответствии с нормами страны производителя. Заменители – это металлы, максимально близкие по свойствам, которые можно использовать вместо целевой марки без потери свойств и качеств. Решение о замене принимается в случае недостатка требуемого материала.

Россия

Ст3Гпс, Ст3Гсп

Евросоюз

S275JR, S275J0, S275J2

 

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

 

Механические свойства :

— Предел кратковременной прочности ,

sT

— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),

d5

— Относительное удлинение при разрыве ,

y

— Относительное сужение ,

KCU

— Ударная вязкость ,

HB

— Твердость по Бринеллю ,

 


Свариваемость :

без ограничений

— сварка производится без подогрева и без последующей термообработки

ограниченно свариваемая

— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке

трудносвариваемая

— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Углеродистая сталь — марки, свойства, применение и способы металлообработки

Промышленное материаловедение тяжело представить без стали, позволяющей решить ряд технических задач. Наибольшего внимания инженеров удостоились марки углеродистой стали.

Углеродистая сталь – что это?

Второе название звучит как «инструментальная». В ней содержится от 0,04 % до 2,4 % С, примеси, Si, Mg, Mn. Важное условие – отсутствие легирующих компонентов.

Углеродистая сталь – основной компонент металлургической промышленности. Чтобы стать тверже и выдерживать большие нагрузки, ей требуется термическая обработка: в таком виде она подойдет и для изготовления инструментов.

Состав 

Исходя из процента С, она делится на:

  • легированную; 
  • углеродистую. 

С влияет на пластичность, вязкость, прочность. За счет низкого количества примесей и невысокого содержания углерода (максимум 2,4 %) металл на 99,5 % может состоять из железа. 

В составе есть и примеси, но их количество минимально. Большую часть составляют кремний и марганец, но и их содержание не превышает 1 %. Количество фосфора – до 0,06 %, серы – 0,05 %. Если процент примесей будет больше, сталь превратится в легированную. 

Технически удалить все примеси из сплава невозможно: их количество влияет на характеристики готового продукта. Помимо названных компонентов, в смеси могут содержаться N2, H, O2.

Термообработка позволяет корректировать большинство качеств, но все же не все: это упругости и жесткости. Этот факт учитывают при проектировании деталей в машиностроении.

Если по проекту детали должны выдерживать серьезные нагрузки, без термообработки не обойтись. В результате процедуры удается повысить жесткость в 3 раза (от состава зависит точный результат).

Классификация

Углеродистые стали делят на виды. В основе классификации два параметра – функциональное применение и состав. 

По составу

Процент содержания С – основной параметр, определяющий сталь любой марки. Согласно критерию различают:

Углеродистые

По процентному содержанию С бывают типы:

  • Низкоуглеродистый (0,2-0,25 %). Используют только для создания сварных изделий. Благодаря минимальному содержанию С устойчив к образованию трещин и к механическим повреждениям, поддается любой сварке, изгибам и резке. Это непрочный и вязкий сплав. Термообработка не может сделать его тверже и прочнее. Но из-за низкого процента углерода он поддается другому типу обработки – цементации. При цементации слой обогащается углеродом из другого источника, такая закалка дает результат. Поверхность становится значительно тверже, а сердцевина не меняется и функционирует в качестве гасителя напряжения.
  • Среднеуглеродистый (0,26-0,6 %). За счет универсальности и «серединности» это самый популярный и ходовой материал. Он вобрал в себя лучшие качества двух других видов: при этом в нем нет их недостатков. Среднеуглеродистая Ст становится тверже и жестче в результате закалки. Но есть один важный момент: из-за большего содержания С при кристаллизации шва могут появиться трещины, поэтому сварку нужно проводить осторожно. Механизмы и автомобильные детали из этого вида выдерживают особые нагрузки: валы, колеса, оси, рычаги, шестерни, шкивы ременных передач. Изделия из среднеуглеродистого материала дешевле, а потому и предпочтительнее легированных аналогов: главное, чтобы готовые изделия были устойчивы к охлаждению, нагреву и коррозии. Их выбирают для самых тяжелых работ.
  • Высокоуглеродистый (0,6-1,35 %). Этот тип сварке не подлежит: образуются трещины, напряжение у шва. Из-за повышенного количества С он лучше аналогов реагирует на закалку: не просто становится прочнее, активируются и пружинящие характеристики. Марки подходят для изготовления слесарных инструментов, витых, плоских и тарельчатых пружин, специальных автомобильных деталей. 
Легированные

Помимо углерода, в составе есть химические компоненты – неметаллы и металлы. Их вводят во время плавки, поэтому получается сталь с выраженными механическими и физико-химическими свойствами (гораздо выше, чем в углеродистых). Слово «легировать» означает «соединять/сплавлять». Химические компоненты, сплавляемые со сталью, и называют легирующими. 

По области применения

По функциональному назначению углеродистая сталь может быть:

Конструкционной

Она идет на изготовление сварных конструкций и автомобильных деталей: её используют при возведении АЭС и в металлообработке. Принято выделять 3 вида:

  • Качественный – лучшие механические характеристики и повышенная степень очистки. Его используют для производства крепежа и элементов ТС.
  • Общего назначения – сталь, которую стандартным способом очищают от примесей. Из нее производят детали, которым не нужно выдерживать интенсивную нагрузку, корпусные элементы и сварные конструкции.
  • Повышенной обработки – стальные физико-механические характеристики и качественная структура. Его выбирают для автоматических линий.
Инструментальной

В ней больше С – 0,64-1,35 %. Она предназначен для производства оснастки, мерительного, слесарного инструмента (работа с незакаленной Ст, мягкими сплавами, деревом, пластиком). 

Главный плюс инструментальных материалов заключается в том, что они отлично поддаются закалке: становятся прочнее, тверже, повышается износостойкость. Инструментальная сталь содержит много примесей (Mn и Si): она вязкая и поддается любым сварочным процессам. 

В зависимости от процента углерода и примесей она идет на производство уголков, балок, колец ж/д подшипников, рельсов. В последнем случае нужен материал, устойчивый к износу от следов колес.

Специальной

Сталь с особыми свойствами – высокое электрическое сопротивление, жаростойкость, устойчивость к коррозии. В эту группу входят металлы с большим количеством легирующих компонентов: марганец, никель, хром. 

Сфера использования зависит от устойчивости к химическим и физическим реакциям. Это судостроительный, криогенный, авиационный сплав: отсюда его устойчивость к щелочам и интенсивным нагрузкам, не хрупкость. 

По способу производства

Ст производят разными методами: технологии сказываются на классификации и по технологии производства, и по качеству:

Качественные и очень качественные виды можно получить разными способами – мартеновские печи, конвекторы, электроплавильные печи. ГОСТ предъявляет к ним жесткие требования (особенно это касается химического состава). Но зато получается материал с чистой структурой.

Сплав обычного качества выплавляют в мартеновской печи, а далее формируют слитки нужного размера при помощи кислородного конвектора. В нем больше примесей: дешевле и конечный продукт, и его производство. Слитки прокатывают. В результате удается получить сортовые и фасонные детали, тонколистовые и толстолистовые металлы, расширенные полосы.

Марки углеродистых сталей

Расшифровка марки Ст – быстрый способ получить больше информации о ее свойствах. Если знать основные буквенные и цифровые обозначения, можно и без профессиональных навыков определить тип металла и понять, для чего и как его можно использовать. Они делятся на виды:

  • А – сплавы, отвечающие заданным механическим свойствам;
  • Б – четкое соответствие химсоставу;
  • В – Ст, которая одновременно соответствует химическим, физическим, механическим характеристикам.

Сталь обозначают «Ст». Далее ставят цифру, которая обозначает процент углерода. Если есть гарантия, что она соответствует категории Б или В, перед «Ст» ставят соответствующую букву. Если сплав относится к виду А, то буквы не будет (она подразумевается по умолчанию). Быстрорежущую марку обозначают буквой Р, инструментальную – У.

Затем указывают степень раскисления:

  • “Кп” – кипящая. В составе много кислорода и углекислого газа и почти нет реагентов. Строение неоднородно, поэтому нередко оседают токсичные примеси, которые важно вовремя удалить. Такая маркировка указывает на хрупкий материал, неустойчивый к коррозии. Из кипящего сплава изготавливают крепежи для котлов и детали, которые контактируют с взрывоопасными компонентами.
  • “Сп” – спокойная. В Ст минимальное количество газов и неметаллов. Тяжелый технологический процесс позволяет изготовить металл однородной структуры. Из материала с пометкой «Сп» производят дорогие изделия, конструкции.
  • “Пс” – полуспокойная. Это промежуточный тип – простейшие технические циклы дают возможность снизить стоимость производства. Благодаря личным свойствам сплава из него можно изготовить сварные конструкции – болты и гайки.

Цветовая маркировка

Для цветовой маркировки используют несмываемую краску: группы углеродистой стали, степень раскисления в этом случае значения не имеют. По соглашению сторон сплав краской не маркируется.

Цветовая маркировка позволяет быстрее определить марку Ст:

Марка

Цветовая маркировка 

Ст0

Зеленый + красный

Ст1

Желтый + черный

Ст2

Желтый

Ст3

Красный

Ст4

Черный

Ст5

Зеленый

Ст6

Синий

Процент содержания углерода прописывается вначале. Для группы А количество вещества обозначается в сотых долях процента, а для Б, В – в десятых. Иногда производители добавляют после цифрбукву Г, означающую высокий процент марганца.

Отдельная цветовая маркировка предусмотрена и для качественной Ст:

Марка

Цветовая маркировка

20, 15, 10, 08

Белый (высокая пластичность, предназначена для холодной прокатки)

40, 35, 30, 25

Желтый + белый (прокатка и горячая штамповка)

60, 55, 50, 45

Коричневый + белый (ответственные конструкции – муфты сцепления, пружины, рессоры)

Свойства

При исследовании марки инженеры смотрят на химическийсостав Ст и на ее физические и механические свойства: они обозначают весь диапазон характерных функций. Из-за собственного уникального набора характеристик каждая марка является отличительной.

Прочностные характеристики

Важнейший критерий при проектировании строительных конструкций – способность к сопротивлению интенсивным нагрузкам. Прочностные характеристики определяют следующие показатели:

  • Удлинение при разрыве. Будет ли он удлиняться (и если да, то насколько), прежде чем порваться в результате повышенной силовой нагрузки, – той, что превышает предел его прочности.
  • Предел прочности. Степень нагрузки, достаточной для разрушения.
  • Предел текучести. Степень силовой нагрузки, достаточной для деформации.
  • Твердость. Способность металла к сопротивлению внедрения твердого инородного предмета.
  • Ударная вязкость. Умение сопротивляться непреднамеренным силовым воздействиям.

Показатели между собой связаны: оценив каждый из них в отдельности и совокупности, можно предположить, как материал будет вести себя в эксплуатации. Механические показатели стали растут с содержанием углерода: увеличивается предел прочности на разрыв, а значит, и предел текучести. Иначе обстоит дело с удлинением при разрыве: этот показатель обратно пропорционален количеству С. Изменить исходные свойства стали может термообработка. 

Один из самых недооцененных показателей механических свойств Ст – ударная вязкость. Этот параметр показывает, сколько нужно приложить энергии для отбивания определенного куска. В сравнении с пределом вязкости, данный критерий подразумевает внезапный удар, а не устойчивую нагрузку. 

Стойкость к коррозии

Окисление и коррозия – слабое место материала. Он не лучшим образом реагирует на контакт с насыщенным паром, воздухом, водой. Повысить устойчивость стали к коррозии помогают дополнительные компоненты, которые сами по себе не боятся воды (цинк, никель, молибден, хром, титан или медь). Но поскольку в углеродистых сплавах минимальное содержание примесей, они все равно уязвимы перед коррозией.

Повысить устойчивость к образованию ржавчины помогают технологии фосфатирования и химического оксидирования. Иногда применяют защитные покрытия – кадмирование, никелирование, окраску по грунту, цинкование и хромирование. 

Устойчивость к износу

С учетом того, что стальные детали контактируют с газообразной и жидкой средой и другими деталями, способность к сопротивлению изнашивания – очень важное качество. Чтобы повысить износостойкость стали, повышают твердость ее поверхностного слоя и сглаживают все неровности. Помочь в этом могут химико-термическая обработка и шлифовка до блеска. 

Устойчивость к перепадам температур

Углеродистая Ст выдерживает серьезные перепады температур – от -100 до +350 градусов: при более низкой или высокой температуре металл становится непрочным. История с этим показателем похожа на устойчивость к коррозии. Легирующие компоненты (Si, Mn, Mo) могли бы повысить устойчивость к охлаждению и нагреванию, но для этого нужно большое их содержание, что нехарактерно для данного типа.

Технологичность

Технологичность стали определяет удобство ее промышленной обработки. Она считается высокотехнологичной: с ней можно добиться любой промышленной цели. Основные марки этого сплава воспринимают:

  • Термическую обработку. Они поддаются закалке, цементации, цианированию: их нормализуют, отжигают.
  • Сварочные процессы. Чем выше содержание С, тем больше времени уйдет на подготовку к сварке. Для варки низкоуглеродистой Ст не нужны защитный газ и флюс, а при работе со среднеуглеродистой придется контролировать проплавление (важно не забыть о предварительном подогреве). Если материал содержит много С, после работы требуются отжиг и нормализация конструкции.
  • Обработку деформацией. Можно вальцевать, вытягивать, гнуть, ковать, штамповать в холодном, горячем виде.
  • Резку. Сталь можно обрабатывать механически – сверлить, точить, фрезеровать.

Технологичность металла доказывает тот факт, что в 70 % случаев в качестве конструкционного материала инженеры выбирают именно его. Обычно к легированным маркам обращаются только тогда, если углеродистые варианты не работают в конкретном случае.

Область применения углеродистых сталей

За счет своих свойств углеродистые стали используются в разных сферах народного хозяйства. Но прежде чем изготовить деталь, оценивают, при каких условиях она будет работать. 

Из низкоуглеродистой марки изготавливают втулки и дистанционные кольца, планки, колпаки, прихватки, крышки, стаканы для подшипников, маховики. Из такого сплава производят корпусные детали, каркасные конструкции: низкую прочность стали компенсирует устойчивость к сварочным процессам.

Среднеуглеродистый металл подходит для создания деталей, работающих с интенсивными нагрузками. Это валы, шпиндели, шестерни, ролики, рычаги. Технологический процесс подразумевает получение заготовок, механическую и термообработку, воздействие абразивом.

В высокоуглеродистой стали высокое содержание марганца, ее используют в редких случаях. Это сложный в обработке сплав, если получится дефект, исправить его будет почти невозможно. Из него изготавливают детали, которые должны быть твердыми и упругими: пружины, рессоры, цанги.

Инструментальные марки название получили не зря: из них изготавливают инструменты. Это напильники и отвертки, гаечные ключи и кусачки, плоскогубцы, ножовки, садовые ножницы, топоры, сверла. Инструментальная сталь чувствительна к нагреву, поэтому изделия из нее нельзя использовать при температуре выше +300 градусов.

Металл используют и для производства крепежа (шпильки, винты, болты). В зависимости от марки он может подвергаться или не подвергаться термической обработке. Применяются методы горячей и холодной штамповки.

Один из самых эффективных методов разделения заготовки на элементы — лазерная обработка углеродистой стали. Этим способом пользуются в авиа- и автомобильной отраслях, при нефтепереработке, в машиностроении и рекламной индустрии. Среди преимуществ технологии:

  • Высокий КПД. Автоматизация технологического процесса при оптимальной скорости реза сводит к минимуму требования к обработке готовых элементов.
  • Скорость реза — 2,5 метра в минуту. Для раскройки листа будет достаточно одного производственного цикла.
  • Минимальное количество отходов за счет миллиметровой толщины реза.
  • Возможность создавать детали любой конфигурации.
  • Нет брака и деформаций. Отсутствие человеческого фактора и точечный нагрев материала позволяют создавать качественные заготовки.

Зная специфические свойства углеродистых сталей, можно смело использовать их в разных областях народного хозяйства. Чтобы узнать базовую информацию о металле, достаточно выучить основные обозначения, тогда легко расшифровать любую марку. Во всех остальных случаях можно воспользоваться подробной таблицей.

Компания «ПрофБау» занимается обработкой углеродистой стали и проводит все виды работ с металлами. Мы рады предложить:

  • Быстрое выполнение заказов.
  • Квалифицированных и опытных сварщиков. От мастеров зависят надежность и долговечность готового изделия.
  • Профессиональное и современное оборудование.

Компания «ПрофБау» ответственно подходит к выполнению заказов разного объема и степени сложности. Любую работу с металлом вы можете смело поручить нам — выполним качественно и в срок.

На нашем сайте вы можете ознакомиться с отзывами клиентов, актуальными расценками и всеми видами услуг. Оставляйте заявку на сайте или звоните по номеру в удобное время +7 (495) 138-25-25.

Дамасская сталь | Описание, производство и факты

  • Развлечения и поп-культура
  • География и путешествия
  • Здоровье и медицина
  • Образ жизни и социальные вопросы
  • Литература
  • Философия и религия
  • Политика, право и правительство
  • Наука
  • Спорт и отдых
  • Технология
  • Изобразительное искусство
  • Всемирная история
  • Этот день в истории
  • Викторины
  • Подкасты
  • Словарь
  • Биографии
  • Резюме
  • Популярные вопросы
  • Обзор недели
  • Инфографика
  • Демистификация
  • Списки
  • #WTFact
  • Товарищи
  • Галереи изображений
  • Прожектор
  • Форум
  • Один хороший факт
  • Развлечения и поп-культура
  • География и путешествия
  • Здоровье и медицина
  • Образ жизни и социальные вопросы
  • Литература
  • Философия и религия
  • Политика, право и правительство
  • Наука
  • Спорт и отдых
  • Технология
  • Изобразительное искусство
  • Всемирная история
  • Britannica объясняет
    В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
  • Britannica Classics
    Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
  • #WTFact Видео
    В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
  • На этот раз в истории
    В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
  • Demystified Videos
    В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
  • Студенческий портал
    Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
  • Портал COVID-19
    Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
  • 100 женщин
    Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
  • Britannica Beyond
    Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
  • Спасение Земли
    Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
  • SpaceNext50
    Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

  • Введение

Краткие факты

  • Факты и сопутствующий контент

9 Основные свойства стали [Определение и характеристики]

В этой статье вы узнаете  Что такое сталь?  Его Определение, характеристики и свойства стали объясняются рисунками.

Также вы можете скачать PDF-файл  в конце этой статьи.

Что такое сталь?

В отличие от других форм железа, сталь изготавливается из железа, смешанного с углеродом для повышения ее прочности и сопротивления разрушению. Кроме того, могут присутствовать или добавляться многие другие элементы. Как основной металл для стали, железо играет очень важную роль.

Прочность и низкая стоимость стали делают ее отличным материалом для строительства, инфраструктуры, инструментов, кораблей, поездов, автомобилей, машин, электроприборов, оружия и ракет. Производство стали началось в плавильных печах тысячи лет назад, но ее промышленное использование началось с введением доменной печи в 17 веке, которая производила тигельную сталь.

Механические свойства стали определяют, прослужит ли она долго и эффективно в самых абразивных и износостойких условиях или выйдет из строя часто или катастрофически. Существует много типов стали, и каждый тип имеет уникальные свойства, влияющие на его характеристики.

При выборе правильной марки износостойкой стали понимание этих свойств имеет решающее значение. Итак, давайте начнем.

Читайте также: Определения и термины, применимые к механическим измерениям

Характеристики стали

. Следующие приведены важные характеристики стали:

  1. Оборудованость. В случае резки или удаления материала для уникальных конструкций свойство обрабатываемости стали должно играть роль при выборе материала. Обрабатываемость зависит от многих факторов, например, когда материал затвердевает, это снижает срок службы инструмента и увеличивает стоимость детали.

    Как правило, содержание углерода в стали существенно влияет на ее обрабатываемость. Материалы из высокоуглеродистой стали значительно сложнее обрабатывать, поскольку они прочнее и могут содержать карбиды, вызывающие коррозию режущего инструмента.

    Альтернативно, низкоуглеродистые стали проблематичны из-за их мягкости. Низкоуглеродистые стали склонны прилипать к режущему инструменту, что приводит к образованию наростов на кромках, что сокращает срок службы инструмента. Таким образом, сталь с умеренным содержанием углерода, около 0,20 %, обладает наилучшей обрабатываемостью.

    #2 Свариваемость

    Свариваемость — это свойство стали, которое описывает, насколько легко ее можно использовать при изготовлении и производстве. Как следует из названия, свариваемость материала относится к его способности сваривать. Материалы с низкой свариваемостью склонны к растрескиванию из-за локальных напряжений и нагрева в месте сварного соединения.

    Свариваемость материала обратно пропорциональна его твердости. В результате, если материал является закаливаемым, он будет иметь тенденцию к затвердеванию в процессе сварки, что приведет к хрупкости и растрескиванию.

    Для свариваемости стали можно измерить несколько режимов разрушения, включая холодные трещины, вызванные водородом, ламеллярный разрыв и отслоение точечного сварного шва. Наиболее заметным из них является холодное растрескивание, вызванное водородом.

    #3 Прокаливаемость

    С точки зрения прокаливаемости стали, это мера того, насколько материал будет затвердевать в присутствии тепла после обработки им. Это не следует путать с твердостью, которая учитывает устойчивость образца к вмятинам и царапинам.

    Это существенное свойство для сварки, так как оно обратно пропорционально свариваемости, т.е. с увеличением прокаливаемости снижается свариваемость, и наоборот. Сталь высокой твердости может иметь определенные уровни твердости на этапе проектирования.

    Это стандарт для инструментов и приложений, требующих прочности поверхности. Можно настроить свойства материала, регулируя его твердость, поскольку твердость и пластичность обратно пропорциональны.

    Читайте также: Типы сварочных процессов: их преимущества и недостатки [PDF]

    #4 Обрабатываемость (гибка или формовка)

    Обрабатываемость — это способность материала деформироваться в конкретном процессе металлообработки. Это влияет на то, насколько легко материал может быть согнут или сформирован. Он обычно используется для формирования листового металла или стальных пластин различной формы, от автомобильных панелей до огромных катаных стальных труб.

    Твердость и пластичность металла могут в значительной степени повлиять на обрабатываемость. Высокоуглеродистая сталь имеет низкую пластичность, что делает их менее пригодными для обработки, чем низкоуглеродистая сталь, которая обладает высокой пластичностью. Обрабатываемость также можно повысить путем нагревания металла, называемого горячей обработкой.

    При нагреве металла его пластичность увеличивается, а предел текучести снижается, что повышает обрабатываемость. Его можно использовать для нагрева высокопрочных металлов, которые обычно растрескиваются при холодной штамповке.

    #5 Износостойкость

    При изготовлении режущей кромки или штампа свойство износостойкости стали будет определять, как долго инструмент можно использовать до выхода из строя. Это относится к способности материала сопротивляться потере материала в результате некоторого механического воздействия, такого как истирание, эрозия, адгезия, усталость или кавитация.

    Алмазные и сапфировые материалы обладают исключительно высокой износостойкостью, что делает их идеальными для использования в качестве драгоценных камней или для изготовления сложных режущих инструментов. Износостойкость материала во многом зависит от твердости поверхности. Высокая поверхностная твердость напильника позволяет стирать другие металлы меньшей твердости без значительного износа.

    #6 Коррозионная стойкость

    Коррозионная стойкость описывает, насколько хорошо материал может противостоять повреждениям, вызванным окислением или другими химическими реакциями. Различные металлы имеют разную степень коррозионной стойкости. Металлы, подвергшиеся воздействию дождя, воды, влаги или чего-либо, что может окислить металлическую поверхность, подвержены коррозионным повреждениям.

    С коррозией можно легко бороться, используя нержавеющую или оцинкованную сталь, титан, алюминий и атмосферостойкую сталь, а слой герметика, такой как краска, можно сохранить. Эти металлы обладают высокой коррозионной стойкостью, но не коррозионностойкими.

    Если металл подвергается воздействию вакуума, через некоторое время на нем появится ржавчина. Из-за этого для любого критического компонента требуется профилактическое техническое обслуживание и мониторинг. Вам необходимо рассчитать скорость коррозии, чтобы определить рекомендации по техническому обслуживанию.

    Считается также: 10 различных типов коррозии и их примеры

    Свойства стали

    . Несколько основных свойств стали следующие:

    1. Твердость
    2. Прочность
    3. Прочности доходности
    4. TENSILILE.
    5. Долговечность
    6. Пластичность
    7. Магнитная
    8. Теплопроводность

    #1 Твердость

    Изображение: fractory.com

    Твердость определяется как способность материала противостоять трению и истиранию и является мерой его прочности. Это наиболее плохо определенное свойство материала, поскольку оно может указывать на стойкость к царапанию, стойкость к истиранию, стойкость к вдавливанию или формованию или стойкость к локализованной пластической деформации.

    #2 Вязкость

    Прочность – это свойство стали, которое определяется как ее способность поглощать энергию без разрушения или разрушения. Проще говоря, это сопротивление материала разрушению при напряжении. Это во многом зависит от силы, а также от гибкости.

    Ударная вязкость материала обычно измеряется в футо-фунтах на квадратный дюйм или в джоулях на квадратный сантиметр. Сталь может иметь удовлетворительную ударную вязкость при статической нагрузке, но разрушаться при динамической нагрузке или ударе. На него указывает твердость как на материал, который сильно деформируется, не ломаясь, и его можно считать чрезвычайно прочным, но не твердым.

    #3 Предел текучести

    Предел текучести относится к мере силы, необходимой для начала деформации (т. е. изгиба или коробления) материала. Проще говоря, это пиковая сила, приложенная к объекту до того, как он изменит свою форму и структуру. Предел текучести является важным фактором, который помогает выбрать подходящий материал для строительства в зависимости от требований.

    Читайте также: Что такое ковка? Типы, операции и преимущества

    #4 Прочность на растяжение

    Изображение: azom. com

    Прочность на растяжение определяется как мера силы, необходимой для разрыва материала. Прочность стали на растяжение почти такая же высокая, что делает ее относительно невосприимчивой к растрескиванию или разрушению, что важно при ее использовании в строительстве конструкций. Типичный предел прочности при растяжении для конструкционной стали составляет 400 мегапаскалей (МПа), а типичный предел прочности при растяжении для углеродистой стали составляет 841 МПа.

    #5 Пластичность

    Изображение: Thoughtco.com

    Одним из ценных механических свойств стали является ее пластичность, то есть ее способность изменять форму под действием приложенной к ней силы таким образом, что она не трескается. Это одно из важнейших механических свойств стали.

    Свойство, позволяющее придавать ему различные формы и структуры, известно как пластичность. Это позволяет использовать его в качестве тонкой проволоки или крупных автомобильных деталей и панелей, в зависимости от формы и структуры.

    #6 Долговечность

    Изображение: blog.dahlstromrollform.com

    Долговечность металла означает его способность противостоять истиранию, давлению и повреждениям в течение длительного периода времени. Сталь также является очень прочным металлом. Так как сталь также прочна и пластична, что делает ее очень устойчивой к случайным повреждениям.

    Поскольку сталь представляет собой сложный металл, который состоит из железа и углерода в определенной комбинации, она удивительно непроницаема для большинства компонентов, что делает ее идеальной для таких районов, как прибрежные районы и города, которые подвержены сильным ветрам, частым штормам и сложные условия.

    Читайте также: Виды нарезания зубьев: их преимущества и недостатки

    #7 Ковкость

    Изображение: hevvypumps.com

    Когда металлы ковкие, это означает, что их можно бить, сжимать или гнуть в тонкие или толстые листы, не ломая их. , тем самым указывая на то, что они обладают физическим свойством податливости. Проще говоря, это свойство металла деформироваться под давлением и принимать другую форму.

    #8 Магнитный

    Изображение: monnigindustry.com

    Сталь также является магнитным материалом, однако это зависит от того, о каком типе стали идет речь. Например, в случае стальных кувшинов компоненты, из которых состоит кувшин, являются ферромагнитными, такими как железо, которое хорошо притягивается магнитами. Аустенитная нержавеющая сталь не действует магнитно из-за высокой концентрации хрома и никеля.

    #9 Теплопроводность

    Изображение: нержавеющая сталь-structurals.com

    Теплопроводность – это скорость, с которой тепловая энергия передается через материал. Обычно измеряется в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт/(мК)). Материал с высокой теплопроводностью может передавать тепло быстрее и эффективнее, чем материал с низкой теплопроводностью.

    Углеродистая сталь имеет очень низкую электропроводность по сравнению с алюминием. Обычно это около 45 ватт на каждый кельвин на метр.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *