Виды сталей – Классификация углеродистых сталей – разбираемся в свойствах сплавов + Видео

Виды и свойства сталей

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 46Следующая ⇒

 

Стали для строительных конструкций разделяют на виды и маркируют условными обозначениями, в которых отражается состав и назначение стали, механические и химические свойства, способы изготовления и раскисления.

Маркировка сталей. По стандарту марку углеродистой стали обыкновенного качества обозначают буквами Ст и цифрами от 0 до 7. Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами, показывающими содержание углерода в сотых долях процента (0,8; 25 и т.д.). В обозначение марок кипящей стали добавляют <кп>, полуспокойной - <пс>, спокойной - <сп>, например Ст3сп, Ст5пс, Ст2кп.

В отличие от маркировки углеродистых сталей буквы в марке низколегированных сталей показывают наличие в стали легирующих примесей, а цифры - их среднее содержание в процентах. Предшествующие буквам цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента. Для маркировки стали каждому легирующему элементу присвоена определенная буква:

С - кремний, В - вольфрам, Г - марганец, Ю - алюминий, Х - хром, Д - медь, Н - никель, К - кобальт, М - молибден.

Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода (в сотых долях процента для инструментальных и нержавеющих сталей. Буквой указан легирующий элемент и последующими цифрами - его среднее содержание, например, сталь 3Х13 содержит 0,3% С и 13% Сr, марки 2Х17Н2 - 0,2 % С, 17 % Сг и 2 % Ni. При содержании легирующего элемента менее 1,5 % цифры за соответствующей буквой не ставятся: 1Г2С, 12ХН3А. Буква А в конце обозначения марки указывает на то, что сталь является высококачественной, буква Ш - особо высококачественной. Например, легированная конструкционная сталь марки 1Г2С содержит 0,1 % углерода, 2 % марганца и 1 % кремния.

Углеродистые стали. Сталь углеродистая обыкновенного качества - сплав железа с углеродом. В ее составе также присутствуют в небольшом количестве примеси: кремний, марганец, фосфор и сера, каждая из которых оказывает определенное влияние на механические свойства сталей. В сталях обыкновенного качества, применяемых в строительстве, углерода содержится 0,06-0,62 %. Стали с низким содержанием углерода характеризуются высокой пластичностью и ударной вязкостью. Повышенное содержание углерода придает стали хрупкость и твердость.

Для повышения качества строительных сталей в сплавы добавляют примеси - марганец и кремний. Содержание марганца обычно 0,25 - 0,9%; он повышает прочность стали без значительного снижения ее пластичности. Кремний, содержание которого в обыкновенных сталях не превышает 0,35%, не оказывает существенного влияния на свойства стали. Фосфор и сера являются вредными примесями. Фосфор делает сталь хрупкой (хладноломкой), в связи с этим содержание его в строительных сталях не должно превышать 0,05%. Присутствие серы в количестве более 0,07 % вызывает красноломкость стали, а также снижает ее прочность и коррозионную стойкость. Основные характеристики качества углеродистой стали - пределы текучести и прочности при растяжении, а также величина относительного удлинения. Все эти показатели (кроме относительного удлинения) с возрастанием марки стали увеличиваются.

Наиболее широко в строительстве используют сталь марки СтЗ, которая идет на изготовление металлических конструкций гражданских и промышленных зданий и сооружений, опор линий электропередач, резервуаров и трубопроводов, а также арматуры железобетона. Качественные конструкционные углеродистые стали применяют, как правило, в машиностроении, а инструментальные углеродистые стали для изготовления различных режущих инструментов.

Легированные стали. Низколегированные стали наиболее часто применяют в строительстве. Содержание углерода в них не должно превышать 0,2 %, так как с его возрастанием понижаются пластичность и коррозионная стойкость, а также ухудшается свариваемость стали. Легирующие добавки влияют на свойства стали следующим образом:

· марганец увеличивает прочность, твердость и сопротивление стали износу;

· кремний и хром повышают прочность и жаростойкость;

· медь повышает стойкость стали к атмосферной коррозии;

· никель способствует улучшению вязкости без снижения прочности.

Низколегированные стали имеют более высокие механические свойства, чем малоуглеродистые. Стали, содержащие никель, хром и медь, высокопластичны, хорошо свариваются, их с успехом используют для сварных и клепаных конструкций промышленных и гражданских зданий, пролетных строений мостов, нефтерезервуаров, труб и др.

Наибольшее применение в строительстве для изготовления металлических конструкций получили низколегированные стали марок 10ХСНД, 15ХСНД, 10Г2СД и др.

Средне- и высоколегированные стали используют в строительстве только тогда, когда нужно обеспечить конструкциям высокую коррозионную стойкость. Для этого конструкции изготовляют из специальной нержавеющей стали, например, хромоникелевой и хромоникелемарганцевой.

Свойства сталей. Среди физических свойств сталей наибольшее значение имеют истинная плотность, температура плавления, теплоемкость, теплопроводность, коэффициент температурного расширения (некоторые из перечисленных свойств уже рассматривались).

Температура плавления - температура, при которой сталь из твердого состояния переходит в жидкое. Температура плавления железа 1535°С, но при введении в его состав углерода и других элементов она изменяется. Например, чугун с содержанием 4,3 % углерода плавится около 1130°С.

Коэффициент температурного расширения - показатель относительного удлинения стального образца при повышении температуры на 1° равен (11 - 11,9) 10-6°С. Механические свойства сталей характеризуются пределом прочности при растяжении, пределом текучести, относительным удлинением, твердостью и ударной вязкостью.

Испытание стали на растяжение, с одновременной оценкой ее упругости, производят на образцах в форме стержня круглого или прямоугольного сечения. Для этого используют разрывные машины, снабженные приспособлением для записи диаграммы растяжения образца (рис.4). По вертикальной оси диаграммы откладывают растягивающую нагрузку, а по горизонтальной - соответствующее приращение длины образца. На диаграмме растяжения прямой участок (от начала координат до точки 1) показывает, что удлинение l испытуемого образца прямо пропорционально приложенной нагрузке Р1. Максимальное напряжение, при котором сохраняется прямая пропорциональность между удлинением образца и приложенной нагрузкой, называется пределом пропорциональности пр. Деформации образца, в котором напряжения не превышают предел пропорциональности, являются упругими, и при снятии нагрузки восстанавливается первоначальная длина образца. При незначительном повышении нагрузки до Р2 (точка 2) образец начинает вытягиваться (сталь <течет>), хотя нагрузка остается постоянной, что соответствует горизонтальной площадке на диаграмме. Напряжение, при котором появляется текучесть стали, называется пределом текучести т. Образец приобретает остаточные деформации, т. е. деформации, остающиеся в образце после снятия нагрузки.

 

Рис.4. Диаграмма растяжения стали

 

При дальнейшем увеличении нагрузки до Р наступает разрыв образца (точка 3). Максимально достигнутое при этом напряжение в образце называется пределом прочности стали р, МПа, который вычисляют по формуле

р = P/Fo,

 

где Р - наибольшая нагрузка, Н; Fo - первоначальная площадь поперечного сечения образца, мм2.

Относительное удлинение образца при испытании на разрыв характеризует пластичность стали, т. е. способность приобретать значительные остаточные деформации без разрывов и трещин. Относительное удлинение б,.%, определяют по формуле

 

б = (l1 - l0)/l0,

 

где l0 - расчетная (начальная) длина образца, мм; l1 - длина образца после разрыва, мм.

Испытание на растяжение является основным при оценке механических свойств сталей, применяемых в строительстве.

Твердость - способность стали сопротивляться вдавливанию в нее других, более твердых тел, например алмазного конуса или стального шарика.

Ударная вязкость - свойство стали противостоять динамическим (ударным) нагрузкам. Ее величина определяется количеством работы, необходимой для разрушения стального образца на маятниковом копре.

Среди химических свойств стали наиболее важным является коррозионная стойкость, которая характеризует способность сталей сопротивляться разрушающему действию окружающей среды.

Технологические свойства показывают способность сталей к обработке давлением, резанием, литьем, сваркой и др.

Основное технологическое испытание стали - испытание ее образцов на загиб в холодном состоянии под воздействием равномерно возрастающей нагрузки. Различают следующие виды испытаний: загиб до определенного угла, загиб вокруг оправки до параллельности сторон, загиб до полного соприкосновения сторон (вплотную). Признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие в нем после загиба трещин, расслоений или излома.

Термическая обработка улучшает физико-механические свойства стали. Различают следующие виды термической обработки: закалку, отпуск, отжиг, нормализацию.

Закалка заключается в нагреве стали до 800-900°С и небыстром охлаждении ее в воде или масле. Закалка увеличивает прочность и твердость стали, но снижает ударную вязкость. Отпуск закаленной стали - медленный ее нагрев до 200 - 350°С, выдержка при этой температуре с последующим медленным охлаждением на воздухе. При отпуске стали снижается твердость, но повышается вязкость. Отжиг - нагрев стали до определенной температуры, выдержка и медленное охлаждение в печи. Отжигают сталь для снижения твердости и повышения ее вязкости. Нормализация стали - разновидность отжига, состоящая из нагрева ее до температуры ниже температуры закалки, выдержки при этой температуре и охлаждения на воздухе. Нормализация повышает твердость, прочность и ударную вязкость стали. Для увеличения прочности и твердости поверхностных слоев стальных изделий производят поверхностную закалку токами высокой частоты, а также цементацию стали, т. е. насыщение углеродом ее поверхностного слоя при нагреве в углеродистой среде.

mykonspekts.ru

Какая бывает сталь

С окончанием каменного века наша жизнь стала невозможной без железа. Каждый день мы сталкиваемся с металлическими предметами, живём с ними бок о бок.

Первое место в списке значимости, конечно, занимает сталь. Сфер её использования большое множество: тяжёлая металлургия, оборонная промышленность, машиностроение, медицина и т. д. Но так ли хорошо знаком с этим металлом обычный человек?

2 основных вида стали

Наиболее широко используемыми являются углеродистые и легированные стали.

Углеродистая сталь, она же нелегированная, содержит до двух процентов углерода, а также другие примеси: марганец, кремний, сера и фосфор. Последние являются вредными, их количество строго ограничено.

Углеродистая сталь в свою очередь делится на высоко-, средне-, и низкоуглеродистую — всё зависит от количества углерода в ней. До 1% С в стали увеличивают её твёрдость и прочность, уменьшая пластичность. Но при содержании более одного процента прочностные характеристики снова снижаются.

Из углеродистого металла производят различные ЖБИ изделия, арматуру. Также широко применяется в строительстве.

Углеродистая сталь имеет свою маркировку. Используются цифры от 1 до 6ти, обозначающие категорию стали. Также она делится на группы по свойствам:

  • А — механические свойства;
  • Б — химические;
  • В — и химические, и механические свойства.

Пример: Ст3кп — группа А(не указывается), сталь 3, кипящая, первой категории (не указывается).

Легированная сталь

Легированный аналог, помимо вышеописанных примесей, также содержит легирующие вещества: ванадий, молибден, титан, хром, никель, предназначенные для придания нужных механических свойств. Также они улучшают высокотемпературную обрабатываемость.

Как и углеродистые, эти стали делятся на высоко-, средне- и низколегированные.

В строительной промышленности в основном используется низколегированная сталь для производства различных металлических конструкций (подходят марки 10ХСНД, 15ХСНД) и железо-бетонных изделий.

Что значит маркировка 10ХСНД?

Марки легированной стали обозначают буквенно-цифровой системой по ГОСТу. Цифры обозначают содержание углерода. Буква же указывает на элемент, используемый для легирования. Например, С — кремний, Т — титант, В — вольфрам. В указанном выше случае, Х — это хром. Следовательно, 10ХСНД — сталь с содержанием углерода 0.1%, вещества для легирования - хром, кремний, никель и медь, их содержание менее 1%, поэтому цифры не указываются.

www.tehnology-pro.ru

Виды стали, условное обозначение углеродистых и легированных сталей

Справочная информация

По химическому составу и назначению стали разделяются на:
*углеродистые обыкновенного качества, применяемые без последующей термической обработки,
*конструкционные качественные,
*конструкционные высококачественные, которые применяются с последующим тепловым обрабатыванием.
Помимо этого стали делятся на:
*легированные конструкционные с неглубокой и глубокой прокаливаемостью,
*инструментальные стали углеродистые и быстрорежущие,
*специальные с особыми химическими и физическими свойствами.

Углеродистые стали обыкновенного качества, согласно ГОСТ 380-50, разделяются на две группы:
*А -классифицируются по механическим свойствам (по пределу прочности на разрыв),
*Б - которые классифицируются по химическому составу входящих в них элементов.
Стали углеродистые данных групп выплавляются следующих:
•А - Ст. О, Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6 и Ст. 7.
•Б - мартеновская М. Ст. О, М. Ст. 1, М. Ст. 2, М. Ст. 3, М. Ст. 4, М. Ст. 5 и М. Ст. 6;
•Б - бессемеровская Б. Ст. О, Б. Ст. 3, Б. Ст. 4, Б. Ст. 5 и Б. Ст. 6;
•Б - томасовская Т. Ст. О, Т. Ст. 3, Т. Ст. 4, и Т. Ст. 5.
Данная продукция широко применяются в машиностроении для изготовления деталей, подвергающихся термической обработке. Для этих сталей гарантируется определенный химический состав и механические свойства.

Марки качественной конструкционной углеродистой стали с нормальным содержанием марганца обозначаются двузначным числом (ГОСТ 1050-88), которое показывает содержание углерода в сотых долях процента:
ст.10, ст.15, ст.20, ст.25, ст.30, ст.35, ст.40, ст.45, ст.50, ст.55, ст.60.

Качественная сталь с повышенным содержанием марганца - после двузначного числа, показывающего процентное содержание углерода, ставится буква Г. В том случае, когда процентное содержание марганца превышает 1%, рядом с буквой Г ставится цифра 2.
(пример: ст.15Г, ст.20Г, ст.3ОГ, ст.40Г, ст.50Г, ст.60Г, ст.65Г, ст.70Г, ст.30Г2, ст.35Г2, ст.40Г2, ст.45Г2, ст.50Г2)

Легированная сталь содержит, кроме железа и углерода, один или несколько специальных элементов:
никель, марганец, кремний, молибден, вольфрам, ванадий, кобальт, титан.
В зависимости от рода специальной примеси она называется:
*никелевой,
*марганцевой,
*хромистой,
*хромо-никелевой.

Хром, являясь относительно дешевым элементом, широко применяется для легирования стали. Твердые карбиды хрома способствуют увеличению твердости и износоустойчивости стали.

Никель увеличивает ее вязкость, сопротивляемость коррозии и жаропрочность.

Совместное действие хрома и никеля эффективнее и дает возможность более полно использовать преимущества обоих элементов.

Ванадий редкий и ценный элемент, добавляемый в сталь в количестве 0,1-0,2%. Карбиды ванадиевой стали очень устойчивы при высоких температурах нагрева.

Молибден дорогой элемент, добавляемый в сталь в количестве 0,2-0,3%. Он значительно повышает ее прочность при работе в условиях повышенных температур.

Вольфрам сообщает стали красностойкость, повышает твердость и устраняет хрупкость при отпуске.

Марганец самый дешевый и доступный легирующий элемент. Он добавляется в сталь для ее раскисления и устраняет вредное влияние серы и повышает ее упругость, но при этом не уменьшая теплопроводность.

Кремний дешевый и доступный легирующий элемент. При содержании до 1% кремния в стали увеличивается ее прочность. При большем содержании кремния она становится хрупкой. Данный элемент повышает ее жаростойкость и увеличивает электрическое сопротивление.

Марки легированных сталей обозначают цифрами и буквами.
Первые две цифры марки, стоящие слева, показывают среднее процентное содержание углерода в сотых долях процента.
Буквы марки показывают легирующие элементы:
Г - марганец,
С - кремний,
X - хром,
Н - никель,
Ю - алюминий,
Д - медь,
В - вольфрам,
Ф - ванадий,
М - молибден,
Т - титан.
Цифра, стоящая после буквы, обозначают процентное содержание легирующего элемента.
Буква А в конце марки стали обозначает высокое качество стали и низкое содержание в ней вредных примесей серы и фосфора.

yaruse.ru

Классификация углеродистых сталей – разбираемся в свойствах сплавов + Видео

Наверняка все слышали про углеродистые стали, но редко кто различает их виды, поэтому именно классификация и станет предметом разговора в этой статье. Мы также научимся расшифровывать маркировку, ведь только так можно определить качество предметов и инструментов, сделанных из этого материала.

1 Характеризуем углеродистую сталь

Сталь состоит из двух компонентов – железа (Fe) и углерода (С). Также в составе присутствуют добавки, но когда доля примесей сведена к минимуму, то речь идет об углеродистых сплавах. Этот тип делится на низко-, средне- и высокоуглеродистые. В первом случае в составе присутствует менее 0,2% С, во втором 0,2–0,6%, а в третьем содержание углерода достигает 2%.

К достоинствам материала стоит отнести приемлемую цену в сочетании с довольно неплохими характеристиками. Углеродистые стали пластичны и прекрасно подвергаются обработке независимо от температуры нагрева. Еще к плюсам можно отнести отличную свариваемость. Этот материал остается прочным даже при 400 °C и не боится динамических нагрузок. Штампуемость ухудшается с повышением количества углерода.

Недостатков тоже хватает:

  • при нагреве более 200 °C страдает твердость и режущая способность;
  • сплав склонен к коррозии, поэтому нуждается в защитном покрытии.
  • электротехнические свойства на низком уровне.
  • материал склонен к тепловому расширению.

Коррозия углеродистой стали

Рекомендуем ознакомиться

Изменение содержания С в материале приводит к структурным превращениям, на основе этого может выделяться еще одна классификация.

В доэвтектоидных сплавах доля С не превышает 0,8%. Для такого материала характерна структура, состоящая из зерен феррита и перлита. Причем с увеличением С преобладает перлит, а вторая структурная составляющая стремится к минимуму. В эвтектоидных сталях (0,8% С) соответственно остается один перлит. А вот дальнейшее увеличение в составе углерода приводит к появлению вторичного цементита. Последние сплавы называются заэвтектоидными.

На свойства углеродистых сталей влияет и доля постоянных примесей. К полезным добавкам относятся кремний и марганец. Эти элементы способствуют раскислению сплава, а вот содержание фосфора с серой наоборот. Повышенное содержание Р приводит к хладноломкости, т.е. заготовка растрескивается и ломается во время холодной обработки. Однако в нагретом состоянии сплав можно подвергать обработке (ковке, сварке и т. д.).

Сера вызывает красноломкость. Этот дефект характеризуется плохой обрабатываемостью материала при термическом воздействии. Сернистое железо образует эвтектику с Fe, которая распределяется по краям зерен, и с повышением температуры она начинает плавиться. В результате нарушается связь между зернами и образуются трещины. Чтобы улучшить технологические показатели углеродистых сталей, можно провести микролегирование цирконием, титаном и бором.

В зависимости от содержания С значительно изменяются свойства углеродистых сталей. С его увеличением до 1% возрастает твердость и предел прочности. При этом пластичность и предел текучести, напротив, ухудшаются. А вот если количество С будет превышать 1%, то это может негативным образом отразиться на прочности. Дело в том, что в структуре материала возможно образование грубой сетки вторичного мартенсита, которая способствует снижению прочности. Поэтому содержание С даже в высокоуглеродистых сталях на практике обычно не превышает 1,3%.

2 Способы получения такого сплава

Прежде чем предметом разговора станет классификация и маркировка на углеродистых сталях, уделим несколько минут особенностям изготовления. Существует три основных способа выплавки этого материала, которые отличаются главным образом типом оборудования. Огромной популярностью пользуются конвертерные установки. Это специальные печи, в которых и плавят все составляющие, а именно чугун и лом. Особенностью такого способа можно назвать дополнительную обработку сплава техническим кислородом.

Когда необходима ошлакование примесей, добавляют обожженную известь. К недостаткам такого метода относится большое пылеобразование, вызванное обильным окислением железа, а угар достигает 9%. Поэтому целесообразно устанавливать специальные пылеочистительные установки, что несколько усложняет процесс и повышает себестоимость продукции. А вот производительность находится на весьма высоком уровне.

Специальная пылеочистительная установка

Следующий тип оборудования, пользующийся не меньшей популярностью, это мартеновские печи. В плавильную камеру загружают сырье (чугун, стальной лом и т. д.) и нагревают. В результате сложных физико-химических взаимодействий компонентов, шлака и газовой среды получается готовая сталь, которую выпускают через отверстие в задней стенке.

Также получить этот сплав можно и с помощью электрических печей. Достоинства этого метода: отсутствие загрязнений и окислительной среды, чего нельзя добиться в предыдущих способах. Из-за меньшего содержания водорода электросталь реже поражается флокенами. Классификация способов достаточно разнообразна, но независимо от типа производства углеродистых сталей в плавильные камеры всегда погружают чугун и лом.

3 Можно ли повысить прочность углеродистой стали?

В легированных марках задать свойства сплава получается за счет ввода определенных дополнительных компонентов, а вот как повысить прочность углеродистых сталей? Достичь таких улучшенных свойств поможет термическая обработка. Один из методов – поверхностная плазменная закалка. В результате превращений в структуре преобладает мартенсит высокой твердости (до 9,5 ГПа). На некоторых участках твердость мартенсита и вовсе достигает 11,5 ГПа.

Поверхностная плазменная закалка сплава

Кроме того, после упрочнения плазменной закалкой в структуре появляется метастабильный остаточный аустенит, и с увеличением С его содержание может достигать 90%. Подобное преобразование существенно повышает износостойкость металла. После обкатки часть аустенита превращается в мартенсит деформации.

Химико-термическая обработка заключается в изменении состава, структуры и, соответственно, свойств материала в результате химического воздействия, сопровождающегося дополнительно и высокими температурами. Благодаря такой обработке углеродистые стали становятся более твердыми, улучшаются их показатели износостойкости, материал приобретает антикоррозионные свойства и не боится взаимодействия с кислой средой.

4 Классификация – по какому признаку еще можно разделить сталь?

Во время производства этапу очищения сплава от вредных примесей могут уделять внимание по-разному. Так, когда доля серы и фосфора совершенно незначительна, то речь идет о качественном материале. Конечно, он имеет и более высокую стоимость, но и механические показатели таких сталей находятся на совершенно ином уровне. Однако зачастую нет смысла тщательно очищать материал от примесей, ведь таким образом, во-первых, получится удешевить продукцию, а, во-вторых, свойства и характеристики сплавов обыкновенного качества вполне сносны, при этом они тоже могут подвергаться различным термическим обработкам. Классификация этих углеродистых сталей насчитывает три вида: А, Б и В.

Первые отбирают, основываясь только на механических характеристиках, при этом химический состав не уточняется, поэтому они не подвергаются ни термическому воздействию, ни обработке давлением. В сталях группы Б, напротив, известен состав. А вот сплавы повышенного качества относятся к третьей категории (В). В этом случае гарантируются определенные механические свойства и химический состав. Стали последних двух групп подвергаются термической обработке и горячей деформации.

Сплав повышенного качества категории В

Следующей объектом нашего внимания станет классификация по назначению углеродистых сталей. Из конструкционных сплавов в основном производят детали механизмов, автомобильные запчасти и т. д. Инструментальные стали, содержащие более 0,7% углерода, нашли себя при изготовлении строительных инструментов. К их достоинствам относится повышенная твердость и отличная прочность.

Спокойные (содержится до 0,12% кремния) стали относятся к достаточно качественным сплавам. Для них характерны однородный химический состав и структура. Они подвергаются обработке, имеют неплохую ударную вязкость даже при –50 °C. Правда, с повышением температуры и после проведения сварочных работ эта характеристика ухудшается. Да и поверхность такого материала может быть менее качественной по сравнению с марками кипящих сталей.

Достоинствами полуспокойных (0,07–0,12% Si) можно назвать равномерное распределение примесей, что обеспечивает постоянные механические свойства проката. К последнему типу (КП) относится материал с содержанием кремния не более 0,07%. Такая кипящая сталь характеризуется незавершенным процессом раскисления, в результате структура получается менее однородной. Положительные стороны КП:

  • низкая себестоимость из-за небольшого содержания специальных добавок;
  • повышенная пластичность;
  • хорошо сваривается и штампуется.

5 Маркировка и правила расшифровки

В этом пункте мы поговорим об особенностях маркировки углеродистых сталей. Как указывает нам классификация, такие сплавы делятся на инструментальные и конструкционные. В обозначении первых будет присутствовать буква "У". Находится этот символ в самом начале шифра. Если речь идет о продукции с минимальным содержанием вредных элементов, то в конце буквенно-цифрового обозначения стоит "А". Еще маркировка может рассказать про содержание углерода сочетанием минимум двух цифр, для высококачественных видов их надо умножить на 100. Таким образом, в Ст15 входит 0,15% углерода.

Маркировка сплавов обыкновенного качества тоже дает такую информацию, только количество вышеуказанного элемента должно быть умножено всего лишь на 10. Так что, Ст2 содержит 0,2% С. Углеродистые стали групп Б и В обязательно будут маркироваться этими символами в начале обозначения. А вот "Г", стоящая после цифр, отвечающих за количество углерода, говорит о том, что в сплаве повышенное содержание марганца.

Маркировка углеродистых сталей

Кипящие, спокойные и полуспокойные типы обозначаются сочетанием букв "кп", "сп" и "пс", стоящими в конце обозначения. Например, маркировка БСт2кп читается как кипящая сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе Б. Более точно ознакомиться с химическим составом сплавов "Б" и "В" можно, только заглянув в марочник. Если после цифирного обозначения не указывает тип сплава, то речь идет о спокойных сталях.

6 Где применяется такая сталь?

Сфера использования этих сплавов довольно обширна, а вот особенности применения во многом зависят от маркировки углеродистых сталей. Например, из материала обыкновенного качества, главное достоинство которого низкая цена, изготавливают швеллеры, прутки, балки, трубы, листы и иной горячекатаный рядовой прокат, не подвергающийся термическому воздействию.

А вот если изделие будет подвергаться термическому воздействию, то его следует делать из стали повышенного качества. В общем, эти сплавы широко используются при производстве различного оборудования и деталей котлов. Сверла, метчики, пуансоны, матрицы штампов и остальные элементы, нуждающиеся в повышенной твердости, изготавливают из инструментальных сталей.

Благодаря тому, что этот сплав не теряет свойства даже при высоких температурах, достигающих 450 °C, он нашел свое применение и при производстве посуды. Ножи, кастрюли, сковородки, да и формы для выпечки, все это производится из углеродистых сталей. Правда, у подобного материала есть один минус – склонность к коррозии, поэтому приходится использовать защитное покрытие, например, эмаль.

tutmet.ru

Основные виды стали и принципы ее маркировки

Виды стали

В составе стали могут присутствовать различные примеси, влияющие на свойства металла и металлоконструкций. В соответствии с содержанием этих примесей осуществляется и классификация стали. Сталь подразделяется на углеродистую, а также легированную.

Маркировка стали углеродистой

В процессе изготовления стали применяют определенное количество углерода. Данный элемент используют, чтоб наделить сталь необходимой твердостью. Однако одновременно с этим углерод увеличивает хрупкость металла. Таким образом, чем в стали меньше углерода, тем сплав будет эластичнее и мягче.

В стали может содержаться углерода от 0,06% до 0,85%. В соответствии с тем, сколько в стали углерода, металл подразделяют на два следующих типа:

Маркировка стали

  • Сталь углеродистая стандартного качества. Обозначают маркировкой Ст. За этими литерами пишут цифры, которые показывают процент углерода в данном сплаве, только этот процент в 10 раз завышен.
  • Сталь углеродистая конструкционная качественная. Обозначают с помощью более точной маркировки, т.е. цифры, показывающие процент углерода в определенном сплаве, завышены в сто раз. Сталь такого типа дороже, поскольку в ней минимальное содержание примесей серы и форсофора.

Маркировка стали легированной

Сталь легированная является сплавом, в котором содержатся особые добавки, улучшающие его качественные характеристики. По уровню износостойкости и прочности сталь углеродистая намного уступает стали легированной. Сталь, которая содержит добавки, обладает довольно широким спектром применения, включая и производство

Легированная сталь

металлоконструкций. Какие именно элементы способны улучшить качественные показатели сплава?
  • Никель (Н) наделяет сплав вязкостью.
  • Марганец (Г) наделяет сплав прочностью, улучшает его износостойкость.
  • Хром (Х) помогает сплаву выдерживать высокие температуры.

Кроме вышеперечисленных добавок существуют и иные легирующие элементы:

  • кобальт,
  • молибден,
  • алюминий,
  • селен,
  • цирконий,

    Дополнительная маркировка стали

  • вольфрам.

Легированные стали маркируют следующим образом:

  • вначале пишут две цифры – они показывают умноженное на 100 процентное содержание углерода;
  • после цифр пишут букву – она обозначает ту легирующую добавку, которая содержится в стали;
  • после буквы снова пишут число – оно обозначает увеличенное в 100 раз процентное содержание данной добавки в стали.

Дополнительная маркировка стали

Нержавеющая сталь

Одновременно с традиционной маркировкой применяют еще одну, введенную для облегчения чтения маркировки (используют если в сплаве сразу несколько добавок). Данная маркировка представлена парой литер, обозначающих предназначение данной стали либо ее характеристику. К примеру:
  • Э – сталь электротехническая,
  • А – сталь автоматная,
  • Ш – сталь шарикоподшипниковая и т.д.

www.iolitm.ru

Классификация видов стали

Сталью называется сплав железа и углерода, содержание которого не превышает 2,14 %. Помимо углерода, в состав могут входить фосфор, сера, марганец, кремний. Легирующие компоненты добавляют для улучшения физических и химических свойств стали.

 

По химическому составу По назначению По качеству (по содержанию серы (S) и фосфора (P) По степени раскисления
По содержанию углерода По составу легирующих элементов
Малоуглеродистые C< 0,25% Низколегированные, легирующих элементов < 2,5% Конструкционные - для строительных элементов и деталей машин и приборов, инструментальные - для изготовления режущего инструмента, штампов и т.д., с особыми физическими свойствами (магнитные, электротехнические и т.д.), с особыми химическими свойствами (нержавеющие, жаростойкие и т.д) Обыкновенного качества S<0,06%, P<0,07% Качественные S<0,035%, P<0,035% Высококачественные S<0,025%, P<0,025% Особовысококачественные S<0,015%, P<0,025% Спокойные (при варке полностью раскисленные), в конце маркировки "сп",
Среднеуглеродистые C 0,25…0,6% Среднелегированные, легирующих элементов 2,5…10% Полуспокойные - "пс",
Высокоуглеродистые C>0,6% Высоколегированные, легирующих элементов > 10% Кипящие - "кп"

 

Конструкционные углеродистые стали могут быть обыкновенного качества и качественные.

Первые изготавливаются по ГОСТ 380-94 и маркируются от Ст0 до Ст6 (с возрастанием номера увеличивается содержание углерода). Чем выше марка стали, тем лучше прочностные характеристики (предел текучести, прочности) и ниже пластические (относительное удлинение и сужение).

Производят из такого материала следующие виды проката: швеллеры, балки, листы, прутки, трубы. Такая сталь часто используется для соединений строительных конструкций. Чем больше в материале будет углерода, тем хуже качество сварочного процесса. Из-за таких особенностей марки стали Ст 5, 6 применяют в тех конструкционных элементах, которые не требуют сварки.

Качественные углеродистые стали, изготавливающиеся по ГОСТ 1050-88, маркируются цифровыми значениями 08, 10…85, эта информация отображает содержание углерода в сотых частях процента.

Низкоуглеродистые стали (менее 0,25 % углерода) обозначают: 07кп, 10кп, 05кп, 08, 10; они имеют более низкую прочность, но высокопластичны.

Среднеуглеродистые стали (0-0,5 %) маркируются: 35, 40…55. Пластичность их ниже, а прочность — более высокая.

Высокоуглеродистые стали (0,6-0,85 %) отличаются прочностью, упругостью и износостойкостью. Производят из них рессоры, пружины, замковые шайбы, шпиндели, прокатные валки и пр.

Легированные конструкционные стали соответствуют требованиям ГОСТ 4543-71. Чем больше содержание легирующих добавок в составе материала, тем он дороже. Маркируется такая сталь цифровыми и буквенными обозначениями. Буквы указывают на элемент, использовавшийся в изготовлении стали, а цифры обозначают количество компонента в процентном соотношении.

Коррозионностойкие жаростойкие марки сплавов и сталей производят по ГОСТ 5632-72.

Жаростойкость достигается благодаря добавлению к составу кремния, хрома или алюминия: эти элементы образуют при нагреве защитный слой оксидов. Применяются в изготовлении газовых турбин, высокотемпературного оборудования, деталей печей.

Коррозионностойкие нержавеющие стали востребованы в производстве деталей с высокой пластичностью, которые в дальнейшем подвержены ударным нагрузкам (домашней утвари, частей гидравлических прессов). Также материал необходим для изготовления изделий, испытывающих воздействие сред со слабой агрессивностью (водных растворов солей, осадков и пр.).

Инструментальные стали

Углеродистый тип выпускают по ГОСТ 1435-90, применяют в закаленном состоянии. Используются как режущий инструмент в процессах с малыми скоростями из-за утраты высокой твердости уже при 190 градусах Цельсия.

Сталь с маркировкой У10 … У13 применяется в изготовлении режущих элементов (шаберов, фрез, сверл, напильников и пр.). В деревообрабатывающей отрасли используется тип материала У 7, 8. Углерод в составе указан десятыми долями процента.

Легированные инструментальные стали необходимы для разрезания изделий небольшой прочности при малой скорости. Если сравнивать такую сталь с углеродистой, то она обладает большей прокаливаемостью.

Быстрорежущие стали

Материал характеризуется термостойкостью при использовании до 650 градусов Цельсия. Как легирующие компоненты применяются молибден, ванадий, вольфрам и кобальт. Маркируют продукцию буквенным символом «Р», а цифровое обозначение указывает на содержание добавок в процентах. Из этих сталей производят сложные инструменты для обработки металла путем резания: фрезы, сверла, протяжки и прочее.

www.volat-spb.ru

Виды конструкционных сталей. Виды. Требования.

Требования к конструкционным сталям
1. Высокая конструктивная прочность, обеспечивающая длительную и надежную работу конструкции в условиях эксплуатации.
2. Наличие комплекса высоких механических свойств, а не одной какой-либо характеристики.
3. Высокая сопротивляемость ударным нагрузкам, усталости, а при трении —сопротивляемость износу, а также коррозии
4. Хорошие технологические свойства — высокие литейные свойства, обрабатываемость давлением, резанием, хорошую свариваемость.
5. Дешевизна и отсутствие дефицитных легирующих элементов.
Механические свойства стали зависят от ее структуры и сос¬тава. Совместное воздействие термической обработки и легирования является эффективным способом повышения механических характеристик стали.

Виды конструкционных сталей

1) углеродистые, в том числе автоматные стали;
2) строительные;
3) цементуемые;
4) улучшаемые;
5) высокопрочные;
6) рессорно-пружинные;
7) подшипниковые
8) износостойкие.

Автоматные стали
Пприменяют для массового изготовления крепежа на станках-автоматах. Основное требование к ним — хорошая обрабатываемость резанием, достигаемая за счет увеличения содержания серы и фосфора до 0,1—0,2 %, а также доба¬вления селена и свинца. Маркируются автоматные стали бук¬вой А и двумя цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: А12, А20, А30.

Строительные
Строительная сталь предназначается для изготовления стро¬ительных конструкций — мостов, газо- и нефтепроводов, ферм, котлов и т. д. Все строительные конструкции, как правило, яв-ляются сварными, и свариваемость — одно из основных свойств строительной стали.

Арматурная сталь
Используется для армирования обычного и предварительного напряженного железобетона, железобетонных конструкций.

Цементуемые стали
Предназначены для деталей, находящихся под действием динамических нагрузок в условиях поверхностного износа, испытывающих значительные ударные нагрузки, имеющих большее сечение или сложную конфигурацию или подвергающихся дей¬ствию больших знакопеременных напряжений.. Такие стали применяют также для крупных тяжело нагруженных деталей типа зубчатых колес, осей и др. Эти детали устойчивы к динамическим нагрузкам.

Улучшаемые стали
Улучшаемыми конструкционными сталями называют среднеуглеродистые стали, содержащие 0,3—0,5 % углерода и легирующие элементы обычно в количестве не более 5 %, которые используют после операции так называемого «улучшения», состоящей из закалки и высокого отпуска. Закалку таких сталей обычно прово¬дят в масле. Температура отпуска составляет 550—650 °С.

Высокопрочные стали
Высокопрочными называют стали с временным сопротивлением более 1500 МПа. Это прочные и одновременно вязкие стали, содержащие два, три и более специальных элементов. Предназначены для сильно нагруженных деталей машин.
Рессорно-пружинные стали
Имеют высокий предел текучести (упругости), характеризуются высоким содержанием углерода в пределах 0,5-0,7%С, часто с добавками марганца и кремния, хрома и ванадия.
Шарикоподшипниковые стали
Это высокоуглеродистые или низкоуглеродистые в цементованном состоянии стали, обладающие высокой твердостью. Легируются обычно хромом.

Износостойкие стали
Устойчивость к износу этих сталей достигается получением высокой поверхностной твердости за счет графитизации, наклепа и применения наплавочных материалов.

e-stal.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о