Свойства стали: Виды и свойства сталей – статья SuperBolt

Содержание

Влияние состава стали на ее свойства:

Углерод — неотъемлемая часть любой стали, так как сталь это сплав углерода с железом. Процентное содержание углерода определяет механические свойства стали. С увеличением содержания углерода в составе стали, твердость, прочность и упругость стали увеличиваются, но пластичность и сопротивление удару понижаются, а обрабатываемость и свариваемость ухудшается.

Кремний — незначительное его содержание в составе стали особого влияния на ее свойства не оказывает. При повышении содержания кремния значительно улучшаются упругие свойства, магнитопроницаемость, сопротивление коррозии и стойкость к окислению при высоких температурах.

Марганец — в углеродистой стали содержится в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства не оказывает.

Однако он образует с железом твердое соединение повышающее твердость и прочность стали, несколько уменьшая ее пластичность. Марганец связывает серу в соединение MnS, препятствуя образованию вредного соединения FeS. Кроме того, марганец раскисляет сталь. Сталь в состав которой входит большое количество марганца приобретает существенную твердость и сопротивление износу.

Сера — является вредной примесью в составе стали, где она находится преимущественно в виде FeS. Это соединение придает стали хрупкость при высоких температурах — красноломкость. Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость.
В углеродистой стали допустимое содержание серы — не более 0,07%.

Фосфор — также является вредной примесью в составе стали. Он образует с железом соединение Fe₃P. Кристаллы этого соединения очень хрупки, вследствие чего сталь приобретает высокую хрупкость в холодном состоянии — хладноломкость.

Отрицательное влияние фосфора наибольшим образом сказывается при высоком содержании углерода.

Легирующие компоненты в составе стали и их влияние на свойства:

Алюминий — сталь, состав которой дополнен этим элементом, приобретает повышенную жаростойкость и окалиностойкость.

Кремний — увеличивает упругость, кислостойкость, окалиностойкость стали.

Марганец — увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок при этом не уменьшает пластичности.

Медь — улучшает коррозионностойкие свойства стали.

Хром — повышает твердость и прочность стали, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионностойкость. Содержание больших количеств хрома в составе стали придает ей нержавеющие свойства.

Никель — также как и хром придает стали коррозионную стойкость, а также увеличивает прочность и пластичность.

Вольфрам — входя в состав стали, образует очень твердые химические соединения — карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует расширению стали при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске.

Ванадий — повышает твердость и прочность стали, увеличивает плотность стали. Ванадий является хорошим раскислителем.

Кобальт — повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает стойкость против ударных нагрузок.

Молибден — увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, улучшает антикоррозионные свойства стали и сопротивление окислению при высоких температурах.

Титан — повышает прочность и плотность стали, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и увеличивает коррозионностойкость.

На нашей металлобазе Вы можете купить самые разнообразные виды металлопроката по оптовым ценам: арматуру, катанку, круг, листы г/к, листы х/к, листы рифленые, листы оцинкованные (оцинковка), листы с полимерным покрытием (полимер), проволоку Вр, проволоку ОК

, проволоку оцинкованную, проволоку колючую, гвозди, канаты, метизы, угловой прокат, швеллер, двутавры, электроды, трубы профильные квадратные, трубы профильные прямоугольные, трубы круглые водогазопроводные и др.

www.pm.kg

Углеродистая качественная сталь марки 45

Сталь – рукотворный сплав железа и углерода – пользуется сегодня постоянным спросом в самых разных областях промышленности. Без него трудно возводить города, монтировать трубопроводы, производить транспорт, технику, разнообразные агрегаты и детали.

Доля железа в стальном сплаве должна составлять не менее 45 %. От содержания углерода и легирующих элементов зависят все свойства стали, а в итоге, и полученных из нее изделий металлопроката.

Одна из самых востребованных марок сырья – сталь 45. Характеристики и свойства определяют ее популярность на рынке металлопроката. Относится она к разряду конструкционных углеродистых качественных сталей.

Расшифровка и химический состав

Наличие числа 45 в названии марки сырья «сообщает» о содержании около 0,45% углерода (C). Остальные «ингредиенты» распределились следующим образом: кремний (Si) – от 0,17 – до 0,37, хром (Cr) – до 0,25, марганец (Mn) — 0,5 — 0,8, никель (Ni) – до 0,25, медь (Cu) – до 0,25, фосфор (P) – до 0,035, сера (S) – до 0,04, мышьяк (As) — 0,08.

Некоторые физические и технологические характеристики

Вес (удельный): 7826 кг/м3.
Твердость стали 45: HB = 50 HRC (после закалки).
Температура ковки: от 1250 до 700 о С с последующим охлаждением на воздухе (для деталей, сечение которых варьируется до 400 мм).
Токарная обработка рекомендуется в горячекатаном состоянии.
Варианты сварки: РДС, КТС (при подогреве). Требуется дальнейшая термообработка.
Флокеночувствительность: низкая
Склонность ко хрупкости при отпуске: отсутствует.

Механические и физические свойства можно посмотреть в таблице:

Особенности стали марки 45

Сталь 45 отличается повышенными характеристиками прочности, выносливости, хорошо обрабатывается, доступна по стоимости. Нашла применение практически во всех областях промышленности, там, где имеют место постоянные механические нагрузки, сложные температурные условия.

Изделия из стали 45, к примеру, крайне востребованные круг, шестигранник ст45, выдерживают перепады в диапазоне от 200 до 600 о С.

Если сравнить некоторые характеристики сырья марки 45 и, к примеру, марки 35, то становится очевидным влияние доли углерода в составе сплава. Так, 0,42 – 0,5% против 0,32 – 0,4% (соответственно) указывает на повышенные характеристики твердости стали 45.

Если ст 35 классифицируется как ограниченно свариваемая, то сталь 45 (ГОСТ 1050-88) – варится очень трудно. Это, пожалуй, является первым из «недостатков» последней. Второй – подверженность коррозии из-за присутствия никеля и хрома.

Сталь 35 обычно служит для изготовления деталей не слишком высокой прочности, подвергаемых в процессе эксплуатации слабым и средним нагрузкам: это – оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, тогда как из сырья марки 45 выполняют варианты деталей более надежные, с улучшенными прочностными характеристиками.

Сравнительные характеристики сырья можно уточнить здесь:

Об обработке стали 45

В машиностроении сталь марки 45 сначала подвергают термообработке. После нормализации любой механический «декор» (фрезерование, точение) проходит проще и легче. Именно таким образом получают различные валы, шестерни, цилиндры, шпиндели, кулачки.

После финишной термообработки или закалки выполненные детали могут «похвастаться» большей устойчивостью к износу. На выходе их охлаждают в воде и подвергают низкотемпературному отпуску (200-300 о С), показатели твердости составляют порядка 50 HRC.

Сортамент изделий, выполненных из ст 45, ГОСТы

Согласно действующим стандартам, из стали марки 45 изготавливают достаточное количество известнейших изделий металлопроката – круг г/к ст. 45, лист, квадрат ст45, трубы.

Сортовой прокат, включая фасонный, изготавливают по строгим требованиям ГОСТов: 1050-88, 10702-78, 2590-2006 и 2591-2006, 2879-2006, 8509-93 и 8510-86, а также 8239-89, 8240-97.

Для изготовления калиброванного прутка необходимо соблюдать требования стандартов 1050-88, 8559-75 и 8560-78, 7417-75,
листового проката: толстого (ГОСТы 1577-93, 19903-74), тонкого – ГОСТ 16523-97,
полосы (ГОСТы 103-2006, 1577-93, 82-70),
шлифованного прутка – ГОСТ 14955-77,
ленты из стали 45 – ГОСТ 2284-79,
кованых заготовок – ГОСТы 8479-70, 1133-71,
труб – стандарты 8732-78, 8731-74, 8733-74, 8734-75, а также 21729-76,
проволоки – ГОСТы 17305-91, 5663-79.

Свойства стали — Наука поражена

Нравится? Поделись!

Сталь

, сплав железа, является одним из самых универсальных и полезных металлов, известных человечеству. В этой статье ScienceStruck мы узнаем о некоторых интересных фактах и свойствах этого металла.

Сталь представляет собой сплав, состоящий в основном из железа, с содержанием углерода от 0,2% до 2,1% по массе. Хотя использование углерода наиболее распространено для производства этого металлического сплава, также используются другие легирующие материалы, такие как вольфрам, хром и марганец. Пропорции и формы, в которых используются эти элементы, влияют на свойства производимой стали — например, увеличение содержания углерода увеличивает ее прочность. Этот факт особенно полезен при изготовлении разных типов стали для разных целей — прочность стали, необходимой для изготовления банки из-под напитков, явно отличается от прочности, необходимой для изготовления железнодорожных путей. Существуют различные типы стали, и использование этого сплава широко распространено в промышленности и инфраструктуре благодаря его многочисленным полезным свойствам и характеристикам.

Свойства стали

Прочность на растяжение

Прочность на растяжение — это величина напряжения, которое может выдержать вещество, прежде чем оно станет структурно деформированным. Прочность стали на растяжение сравнительно высока, что делает ее очень устойчивой к излому или поломке, что является ключевым моментом при ее использовании в строительстве инфраструктуры.

Пластичность

Одним из полезных механических свойств стали является ее способность изменять форму при приложении к ней силы без разрушения. Это свойство известно как пластичность, что позволяет использовать его при изготовлении различных форм и конструкций, начиная от тонкой проволоки и заканчивая крупными автомобильными деталями и панелями.

Ковкость

Ковкость тесно связана с пластичностью и позволяет стали деформироваться при сжатии. Это позволяет сжимать этот сплав в листы переменной толщины, часто создаваемые ковкой или прокаткой.

Долговечность

Высокая твердость этого сплава отражает его способность противостоять деформации. Он долговечен и очень устойчив к внешнему износу. Поэтому он считается очень прочным материалом.

Проводимость

Сталь хорошо проводит тепло и электричество. Эти свойства делают его хорошим выбором для изготовления домашней посуды, а также электропроводки.

Блеск

Одним из физических свойств стали является ее привлекательный внешний вид. Он серебристого цвета с блестящей, блестящей внешней поверхностью.

Сопротивление ржавчине

Добавление определенных элементов делает некоторые типы стали устойчивыми к ржавчине. Например, нержавеющая сталь содержит никель, молибден и хром, которые улучшают ее способность противостоять ржавчине.

В дополнение к вышеизложенному ниже приведена ориентировочная таблица свойств, которая иллюстрирует различия в свойствах различных типов стали. Сталь идентифицируется по классам, которые определяются конкретными организациями, устанавливающими стандарты классификации. Мягкая сталь и две марки нержавеющей стали, 304 и 430, обсуждаются ниже.

Материал	Теплопроводность БТЕ/(час-фут-ºF)	Плотность (фунт/дюйм ³ )	Удельная теплоемкость (БТЕ/фунт/ºF)	Температура плавления ºF	Тепловое расширение (дюйм/дюйм/ºFx10 ^-6
Сталь мягкая	26,0 – 37,5	0,284	0,122	2570	6,7
Сталь, нержавеющая сталь 304	8.09	0,286	0,120	2550	9,6
Сталь, нержавеющая сталь 430	8.11	0,275	0,110	2650	6

Интересные факты о стали

Сталь является наиболее перерабатываемым материалом в Северной Америке: около 69% ее ежегодно перерабатывается, что больше, чем пластик, бумага, алюминий и стекло вместе взятые.
Сталь впервые была использована для строительства небоскребов в 1883 году.
Для изготовления дома с деревянным каркасом требуется больше, чем древесина 40 деревьев — для дома со стальным каркасом используется 8 переработанных автомобилей.
Первый стальной автомобиль был изготовлен в 1918 году
600 стальных или жестяных банок перерабатываются каждую секунду.
На строительство моста «Золотые Ворота» ушло 83 000 тонн стали.

Использование стали является исчерпывающим и обширным. При переработке этого сплава, что является общепринятой практикой, его воздействие на окружающую среду значительно снижается. Из него изготавливали почти все, начиная от орудий для сельского хозяйства и заканчивая строительством мостов, железнодорожных путей, автомобилей, двигателей и самолетов. На самом деле, вам будет трудно прожить хоть один день, не встретив этот чрезвычайно универсальный металл. За прошедшие годы производство стали увеличилось до нынешнего уровня, составляющего около 1300 миллионов тонн в год. Будь то нож для резки фруктов, электрическая бритва, заколка для волос или целое здание, в жизни каждого есть немного стали!

Без категорий

Получайте обновления прямо в папку «Входящие»

Подпишитесь, чтобы получать последние и лучшие статьи с нашего сайта автоматически каждую неделю (плюс-минус)… прямо в папку «Входящие».

Обновления блога

Адрес электронной почты *

Как добавление элементов меняет свойства стали

Toggle Nav

1.800.621.4366

Язык

Поиск

Поиск

Меню

Счет

Настройки

Язык

Одного железа недостаточно

Железо в чистом виде не является ни исключительно твердым, ни прочным. На самом деле блок чистого железа можно было разрезать ножом. Именно добавление углерода и удаление кислорода придает стали на основе железа невероятную прочность.

Сплав определяется как металл, полученный путем объединения двух или более металлических элементов. Добавляя к железу и углероду дополнительные металлические и неметаллические элементы, можно изменять свойства материала в соответствии с конкретными потребностями или приложениями.

Связано: Как производится конструкционная сталь

Даже изменение количества углерода в сочетании с железом может повлиять на свойства материала. Высокоуглеродистая сталь содержит от 0,60% до 0,95% углерода (в процентах от веса), она невероятно твердая и прочная, но менее пластичная, ее трудно сваривать и обрабатывать. По мере уменьшения содержания углерода материал становится больше похож на чистое железо: мягче и пластичнее.

Максимальное содержание углерода в стали 2,1%. Все, что больше этого, на самом деле не классифицируется как сталь. По мере снижения содержания углерода материал попадает в одну из четырех категорий:

#1: Сталь с очень высоким содержанием углерода (0,96–2,1% углерода)

Произведенная с помощью специального процесса, сталь с очень высоким содержанием углерода чрезвычайно прочна и способна сопротивления локализованной деформации при высоких напряжениях (честно говоря: это очень, очень сильно). Следовательно, изгиб, механическая обработка или сварка этого материала практически невозможны.

#2: Высокоуглеродистая сталь (0,55%-0,95% углерода)

Используемая до недавнего времени в железнодорожных путях, высокоуглеродистая сталь довольно прочная, но обеспечивает большую пластичность, чем стали с очень высоким содержанием углерода. Другие примеры использования включают инструменты для резки и долбления.

#3: Среднеуглеродистая сталь (0,3%-0,54% углерода)

Используется в основном в деталях машин (например, шестернях, осях, болтах). Средний углерод уравновешивает прочность и твердость с пластичностью.

#4: Низкоуглеродистая сталь (0,05%-0,25%)

По сравнению с другими категориями стали, низкоуглеродистая сталь обеспечивает невероятную прочность при меньшем весе. Добавление сплавов может придать низкоуглеродистой стали различные свойства без существенного влияния на вес.

Хотя во всех категориях стали могут использоваться сплавы и неметаллические элементы для изменения свойств, в этой статье основное внимание будет уделено тому, как определенные элементы изменяют свойства низкоуглеродистой стали.

Отвердевающие элементы

«Potain MD 305B K12» Александра Прево находится под лицензией CC BY 2.0.

Прежде чем рассматривать элементы, которые затвердевают, давайте сначала рассмотрим разницу между закалкой и укреплением.

Твердость стали относится к уровню удара, который материал может поглотить до образования вмятин, и обычно измеряется с помощью испытания на удар по Шарпи. Температура может сильно повлиять на твердость, так как материал обычно меньше поглощает удары при более низких температурах.

Прочность стали, однако, сосредоточена на пределе текучести и прочности на растяжение. Предел текучести — это точка, в которой материал подвергается напряжению и деформируется (но не ломается). Прочность на растяжение — это величина напряжения, необходимая для того, чтобы материал разрушился или сломался.

Элементы, которые могут упрочнять сталь, увеличивают силу удара, которую материал может поглотить. Наиболее распространенными упрочняющими элементами являются:

Марганец*
Фосфор*
Кремний*
Никель
Хром
Бор
Азот

Эти упрочняющие элементы распространены в закаленных и отпущенных марках (например, ASTM A710 или ASTM A514) и морских марках (например, ASTM A633). В то время как никель добавляется в сплавы углеродистой стали, он чаще встречается в сортах нержавеющей стали.

*Марганец, фосфор и кремний являются наиболее распространенными элементами, добавляемыми в сталь. ASTM A36 (мягкая сталь) и ASTM A572-50 (высокопрочная низколегированная сталь) являются двумя наиболее широко используемыми марками в Северной Америке и содержат уровни этих трех элементов.

Элементы, усиливающие прочность

Элементы, усиливающие сталь, увеличивают нагрузку, которую может выдержать материал. По этой причине эти элементы часто встречаются в инфраструктуре, такой как мосты, здания и дороги. Наиболее распространенными усиливающими элементами являются:

Фосфор
Кремний
Хром
Ванадий
Никель
Ниобий (Колумбий)
Титан
Комбинация азота и алюминия

Эти упрочняющие элементы распространены в высокопрочных низколегированных марках (например, ASTM A572-50 и ASTM A656) и закаленных и отпущенных марках (например, ASTM A514).

Элементы, повышающие обрабатываемость

Обрабатываемость является важным фактором в проектах, требующих сварки материалов, сверления, болтового соединения или механической обработки. Общие элементы, добавляемые в стальные сплавы, которые повышают пластичность, включают:

Фосфор
Хром
Сера
Ниобий (Колумбий)

Эти смягчающие элементы обычно используются в закаленных и отпущенных марках (например, ASTM A514) и по-разному используются в десятках других марок.

Элементы, стойкие к коррозии

«Мост Лонг Бьен» Рода Уоддингтона находится под лицензией CC BY 2.0.

Для применений, требующих устойчивости к атмосферным условиям, элементы, повышающие коррозионную стойкость, имеют решающее значение для стальных сплавов. Общие используемые элементы включают:

Фосфор
Медь
Хром
Никель
Цирконий

Коррозионная стойкость важна для конструкционной стали, используемой на открытом воздухе, например, при строительстве мостов, а также в морских или морских условиях.

Сила химии

Строительные блоки стали просты: железо и углерод. Но широкий спектр металлических и неметаллических элементов может изменить свойства и поведение стали, что делает ее жизнеспособным ресурсом для ряда применений.

Leeco ^® Steel специализируется на поставках толстолистового проката из углеродистой стали в США, Канаду и Мексику. У нас есть обширный ассортимент различных марок легированной стали, поэтому после того, как вы определите идеальную марку стали для своего проекта, вы сможете получить нужный вам стальной лист, когда он вам понадобится.