Стали с высокой технологической пластичностью и свариваемостью

Стали с высокой технологической свариваемостью

Стали с повышенной технологической пластичностью.

Технологическая пластичность зависит от химического состава и микроструктуры стали. Пластичность стали при холодной штамповке определяется в первую очередь концентрацией углерода. Чем меньше углерода, тем легче идет технологический процесс вытяжки. Рекомендуется для глубокой вытяжки брать стали с содержанием углерода

К ним относятся: углеродистые стали — БСтО, БСт1 — БСт4, ВСт1 — ВСт4. 05, 08, 10, 15. 20. 25 низколегированные стали -09Г2, 09Г2С. 14Г2, 15ГФ 4Г2АФ, 15Г2СФ Из них изготавливают: трубопроводы, мосты, вагоны, краны, резервуары и т.д. Сварка сталей с большим содержанием углерода и легированных требует особых технологических приемов — снижения скорости охлаждения, защитной атмосферы, последующей термической обработки.

7. Железоуглеродистые сплавы с хорошими литейными свойствами.

Хорошими литейными свойствами обладает сплав, который имеет малый интервал кристаллизации. Такими сплавами являются сплавы испытывающие эвтектическое превращение. И з сплавов Fe-C лучшими литейными свойствами обладают чугуны с содержанием углерода > 2.14% >. Кроме литейных свойств чугуны имеют достаточную прочность, износостойкость, относительно дешевые. Благодаря этому используются для производства качественных отливок сложной формы. В зависимости от того, в каком виде и форме находится углерод в чугуне различают — белый, серый. ковкий, и высокопрочный чугун. Белый чугун имеет НВ = 450-550, хрупкий и для изготовления деталей машин не используется.

В промышленности широко применяются серые, ковкие и высокопрочные чугуны, в который углерод находится в виде графита. Графит обеспечивает пониженную твердость, хорошую обрабатываемость резанием, высокие антифрикционные свойства, но понижает д и у_B .

Серый чугун. Имеет пластинчатую форму графита. По химическому составу делятся на: обычные(нелегированные) и легированные. Обычные серые чугуны содержат: основыне элементы Fe — С (2,2-3,7°о) — Si (1-3%), примеси Мn (0,2-1,1%), Р (0,02-0,3%), S (0.02-0,15%). Из руды попадают и находятся в небольшом количестве Сг, Ni и Си. Ферритные серые чугуны: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 18 Предназначены для слабо и средне- нагруженных деталей: крышки, фланцы, маховики, корпуса редукторов, подшипников. Феррито-перлитные серые чугуны: СЧ 20, СЧ 21, СЧ 25 Применяют для деталей работающих при повышенных статических и динамических нагрузках: блоки цилиндров, картеры двигателя, поршни цилиндров, барабаны сцепления, станины различных станков.

Перлитные серые чугуны: СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40, СЧ 45 Наиболее прочные из-за мелких разобщенных графитных включений.Их используют для деталей работающих при высоких нагрузках или в тяжелых условиях износа: зубчатые колеса, гильзы блоков цилиндров, шпиндели, распределительные валы.

Высокопрочные чугуны. Графит шаровидной формы получают модифицированием магнием, или сплавом магния и никеля, который вводят в чугун в количестве 0,02-0,08 %. Применяют в различных отраслях техники, эффективно заменяет сталь: прокатные станы, кузнечно-прессовое оборудование, в турбостроении -корпус шаровой турбины, коленчатые валы, поршни и т.д.Ковкие чугуны. Графит имеет хлопьевидную форму. Их получают отжигом белых доэвтектических чугунов.

8. Медные сплавы, как материалы с повышенными технологическими свойствами.

Медь обладает следующими свойствами: высокая теплопроводность высокая электропроводность, коррозионная стойкость. Сплавы меди сохраняют эти свойства меди и обладают хорошими механическими, технологическими и антифрикционными свойствами. Для легирования меди используют в основном элементы растворимые в меди: Zn, Sn, AL Be, Si, Mn, Ni. Повышая прочность медных сплавов, некоторые легирующие элементы не только не снижают пластичность, но и повышают ее (такие как — Zn, Sn, Al). Медные сплавы классифицируют, по технологическим свойствам (деформируемые, литейные); по способности упрочняться с помощью термической обработки (упрочняемые, неупрочняемые т/о); по химическому составу (латуни, бронзы).

1) Латуни — это сплавы меди с цинком. Они бывают двойными (про
стые) и многокомпонентными (легированные).

Латунь с >90% Си называют томпаками (Л96), при 80-85 % Си — полу-томпаками (Л80). Zn — удешевляет латунь, но практическое значение имеют латуни, содержащие до 45 % Zn, с большим содержанием Zn сплав становится хрупким. До 39 % сплав — однофазный, 39 — 45 % структура состоит из двух фаз. Однофазные латуни хорошо деформируются в холодном состоянии, поэтому из них изготавливают холоднокатаные полуфабрикаты: полосы, ленты, проволоки, листы из которых изготавливают детали методом глубокой вытяжки (трубки, снарядные гильзы, сильфоны. Также детали требующие низкую твердость (шайбы, втулки, уплотнительные кольца). Для легирования латуни применяют Al. Fe. Ni, Sn. Si. Эти элементы повышают коррозионную стойкость латуни, обрабатываемость.

Двухфазные латуни имеют низкую пластичность при низких температурах, но хорошую в горячем состоянии Из них выпускают горячекатаный полуфабрикат — листы, прутки, трубы, из которого изготавливают детали на металлорежущих станках — гайки, штуцеры, детали электрооборудования.

Двухфазные латуни имеют небольшой температурный интервал кристаллизации, благодаря чему хорошей жидкотекучестью, но при литье большую усадочную раковину. Этот недостаток не присущ легированным латуням. Поэтому легированные латуни применяют не только как деформируемые, но и как литейные.

2) Бронзами называют сплавы меди со всеми элементами кроме Zn. На
звание бронзам дают по основным элементам: оловянные, алюминиевые,
бериллиевые, кремнистые. Zn может присутствовать в качестве легирующе
го элемента.

Оловянные бронзы. В меди растворяется (по диаграмме состояния) 15,8 % Sn (a — фаза). Но эти сплавы склонны к неравновесной кристаллизации и в реальных условиях однофазное состояние у сплава до 5 — 8 % Sn. При большем содержании Sn в структуре сплавов присутствует эвтектоид (а + 8) (д — фаза электронное соединение Cu₃₁Sn₈ Появление д- фазы в структуре бронз вызывает и резкое изменение свойств, снижается их вязкость и пластичность. Поэтому практическое применение имеют бронзы, содержащие до 10% Sn. Алюминиевые бронзы; Си и А1 образуют б- твердый раствор.

Дополнительно алюминиевые бронзы легируют Mn, Fe, Ni, Pb. Из алюминиевых бронз изготавливают мелкие, но ответственные детали типа шестерни, втулок, флацев. Бронзы легированные Fe и Ni хорошо упрочняются закалкой + старением.

Кремнистые бронзы. Пружины, фасонные отливки, мембраны.

Свинцовые бронзы. Бр СЗО Имеют более низкие механические и технологические свойства, но используются как высококачественный антифрикционный материал (вкладыши). Беррилиевые бронзы. Бр Б2 Высококачественный пружинный материал. После закалки от 800° С +- старение 300-350° С происходит выделение дисперсных частиц, возрастает прочность и упругость (у_В=1100-1200 МПа).

10-11. Износостойкие материалы. Материалыс высокой твердостью поверхности.

Детали которые подвергаются изнашиванию можно подразделить на две группы: детали образующие пары трения (подшипники скольжения и качения, зубчатые передачи); детали изнашивающиеся в результате воздействия рабочей среды (жидкость, газ и т.п.) Причина изнашивания сопряженных деталей — работа сил трения. Под действием этих сил происходит деформирование участков поверхности, их упрочнение, разупрочнение, выделение теплоты, изменение структуры, развитие процессов усталости.

Существует два основных пути повышения износостойкости материала: увеличение твердости трущейся поверхности, снижение прочности адгезионной связи.

Повышение твердости направлено на то, чтобы затруднить пластическую деформацию и исключить микрорезание.

Снижение прочности адгезионной связи необходимо для предупреждения схватывания металлических поверхностей. Наиболее эффективно эта цель достигается разделением поверхностей смазочным материалом.

Читать еще: Сталь 9хс характеристики и применение

Материалы с высокой твердостью поверхности:

1)Материалы устойчивые к абразивному изнашиванию
Износостойкость при абразивном изнашивании чистых металлов про
порциональна их твердости. В сплавах эта зависимость не соблюдается.

При наиболее тяжелых условиях работы используют карбидные сплавы в виде литых и наплавочных материалов.

В промышленности используют более 100 сложных по химическому составу литых и наплавочных материалов. Они представляют собой сплавы с высоким содержанием (до 4 %) углерода и карбидообразующих элементов (Cr, W, Ti) В их структуре может быть до 50 % специальных карбидов, увеличение содержания которых сопровождается увеличением износостойкости.

Для деталей работающих без ударов применяют сплавы с мартенситной структурой. К ним относят сплавы: У25Х38, У30Х23Г2С2Т. (цифра после буквы У означает содержание углерода в десятых долях %).

При значительных ударных нагрузках (зубья ковшей экскаватора, пики отбойных молотков и др.) применяют сплавы с аустенитно-мартенситной -У37Х7Г7С или аустенитной матрицей — У11ГЗ, У30Г34.

Для деталей работающих при средних условиях изнашивания применяют спеченые твердые сплавы, которые состоят из карбидов We, TiC, TaC с металлическим Со, а также высокоуглеродистые стали Х12, Х12М, Р18, Р6М5 (инструментальные стали со структурой — мартенсит + карбиды).

Для более легких условий изнашивания применяются низко- и средне-углеродистые стали с различного видами поверхностного упрочнения и чугуны (гильзы цилиндров, поршневые кольца, коленчатые валы.

Эти материалы предназначены для таких изделий массового производства, как подшипники качения и зубчатые колеса. Усталостное выкрашивание на их рабочих поверхностях вызывают циклические контактные напряжения сжатия.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Стали с высокое технологической пластичностью и свариваемостью

Технологическая пластичность — способность металла подвергаться горячей и холодной пластической деформации.

В горячем (аустенитном) состоянии большинство сталей обладают высокой пластичностью, что позволяет получать фасонный прокат и поковки без дефектов (трещин, разрывов и т. п.). Более того, горячей обработкой давлением (в сочетании с последующим отжигом) измельчают микроструктуру, устраняют литейные дефекты и, формируя волокна вдоль контура поковок, создают благоприятно ориентированную макроструктуру. В результате этого горячедеформированный металл в отличие от литого имеет примерно в 1,5 раза более высокую конструкционную прочность.

Высокий запас технологической пластичности необходим листовым сталям, предназначенным для холодной штамповки. Технологическая пластичность зависит от химического состава стали, ее микроструктуры и контролируется параметрами механических свойств. Способность стали к вытяжке при холодной штамповке определяется концентрацией углерода. Чем она меньше, тем легче идет технологический процесс вытяжки. Для глубокой вытяжки содержание углерода в стали ограничивают 0,1% при 0,2-0,3% возможны только гибка и незначительная вытяжка, а при 0,35-0,45%С — изгиб большого радиуса.

Микроструктура стали должна состоять из феррита с небольшим количеством перлита. Выделение по границам зерен структурно свободного (третичного) цементита строго ограничивается во избежание разрывов при штамповке. Лучше всего деформируется сталь с мелким зерном, соответствующим 7-8 номеру по ГОСТ 5639 — 82. При большем размере зерна получается шероховатая поверхность в виде так называемой апельсиновой корки, при меньшем — сталь становится слишком жесткой и упругой. Также нежелательна разнозернистая структура, поскольку она способствует неравномерности деформации и образованию трещин.

Контролируемыми параметрами механических свойств стали являются относительное удлинение Ω и отношение Ωт/Ωв. Чем больше Ω, ниже Ωт, следовательно, меньше отношение Ωт/Ωв. (рекомендуется равным 0,55-0,66) тем выше способность низкоуглеродистых сталей к вытяжке.

Для глубокой, сложной и особосложной вытяжки используют малопрочные Ωв=280-330МПа высокопластичные δ=33-45% стали 05,08,10 всех видов раскисления. Их поставляют в виде тонкого холоднокатаного листа,

подвергнутого рекристаллизационному отжигу при температуре 650-690 °С.

Широко применяют кипящие стали 05кп, 08кп, 0,10кп. Способность этих сталей хорошо штамповаться обусловлена низким содержанием углерода и почти полным отсутствием кремния, который сильно упрочняет феррит и затрудняет его деформируемость. Для глубокой вытяжки чаще всего используют сталь 08кп. Из нее штампуют детали кузова автомобиля, корпуса приборов и другие детали сложного профиля.

Кипящая сталь из-за повышенной газонасыщенности склонна к деформационному старению. В связи с этим для холодной штамповки используют сталь, микролегированную ванадием 08Фкп или алюминием 08Юкп. Ванадий и алюминий связывают примеси внедрения (азот, кислород) в прочные химические соединения и препятствуют развитию деформационного старения. Применяются также полуспокойные и спокойные стали 08пс и 08 которые, несмотря на меньшую пластичность, обладают более высокой стабильностью свойств.

Свариваемость — способность получения сварного соединения, равнопрочного с основным металлом. Для образования качественного соединения важно предупредить возникновение в сварном шве различных дефектов: пор, непрова-ров и, главным образом, трещин. Характеристикой свариваемости данного металла служат количество допускаемых способов сварки и простота ее технологии.

Свариваемость стали тем выше, чем меньше в ней углерода и легирующих элементов. Влияние углерода является определяющим. Углерод расширяет интервал кристаллизации и увеличивает склонность к образованию горячих трещин, которая тем больше, чем дольше металл шва находится в жидком состоянии. Причина холодных трещин — внутренние напряжения, возникающие при структурных превращениях, особенно мартенситном, в результате местной закалки (подкалки). Увеличивая объемный эффект мартенситного превращения, углерод способствует также образованию холодных трещин. В связи с этим высокой свариваемостью обладают стали, содержащие до 0,25% С. К ним относятся углеродистые стали (БСт0-БСт4 05, 08-25), а также низколегированные, применяемые для изготовления различных металлоконструкций: стали для трубопроводов, мостостроения, вагоностроения, судостроения 09Г2, 15ГФ стали с карбонитридным упрочнением, применяемые для мостов, металлоконструкций цехов, кранов, резервуаров 14Г2АФ, 16Г2АФ и др. (ГОСТ 19282 — 73). Эти стали содержат небольшие добавки ванадия в сочетании с повышенным содержанием азота (до 0,25%). Введение этих элементов способствует образованию дисперсных карбоннтридных фаз, измельчающих зерно. В результате повышается прочность стали и понижается температура перехода в хрупкое состояние. Это дает возможность применять такие стали в районах с холодным климатом. При добавлении меди (буква Д в марке) стали приобретают повышенную стойкость к атмосферной коррозии.

Сварка всех этих сталей при толщинах до 15 мм не вызывает затруднений. Сварка таких же сталей больших толщин и в термически упрочненном состоянии требует подогрева и термической обработки. При сварке углеродистых и низколегированных сталей, содержащих более 0,3% С, возникают затруднения из-за возможности закалки и охрупчивания околошовной зоны. Сварка высокохромистых и хромоникелевых сталей в связи с неизбежными фазовыми превращениями в металле требует специальных технологических приемов — снижения скорости охлаждения, применения защитных атмосфер и последующей термической обработки.

Стали с высокой технологической пластичностью и свариваемостью

Читать еще: В чем заключается термомеханическая обработка стали?

Высокий запас технологической пластичности необходим листовым сталям, предназначенным для холодной штамповки. Технологическая пластичность зависит от химического состава стали, ее микроструктуры и контролируется параметрами механических свойств. Способность стали к вытяжке при холодной штамповке определяется концентрацией углерода. Чем она меньше, тем легче идет технологический процесс вытяжки. Для глубокой вытяжки содержание углерода в стали ограничивают при возможны только гибка и незначительная вытяжка, а при — изгиб большого радиуса.

Микроструктура стали должна состоять из феррита с небольшим количеством перлита. Выделение по границам зерен структурно свободного (третичного) цементита строго ограничивается во избежание разрывов при штамповке. Лучше всего деформируется сталь с мелким зерном, соответствующим номеру по ГОСТ 5639 — 82. При большем размере зерна получается шероховатая поверхность в виде так называемой апельсиновой корки, при меньшем — сталь становится слишком жесткой и упругой. Также нежелательна разнозернистая структура, поскольку она способствует неравномерности деформации и образованию трещин.

Контролируемыми параметрами механических свойств стали являются относительное удлинение 5 и отношение Чем больше 5, ниже , следовательно, меньше отношение (рекомендуется равным тем выше способность низкоуглеродистых сталей к вытяжке.

Для глубокой, сложной и особосложной вытяжки используют малопрочные высокопластичные стали всех видов раскисления. Их поставляют в виде тонкого холоднокатаного листа,

подвергнутого рекристаллизационному отжигу при температуре 650-690 °С.

Широко применяют кипящие стали Способность этих сталей хорошо штамповаться обусловлена низким содержанием углерода и почти полным отсутствием кремния, который сильно упрочняет феррит и затрудняет его деформируемость. Для глубокой вытяжки чаще всего используют сталь Из нее штампуют детали кузова автомобиля, корпуса приборов и другие детали сложного профиля.

Кипящая сталь из-за повышенной газонасыщенности склонна к деформационному старению. В связи с этим для холодной штамповки используют сталь, микролегированную ванадием или алюминием Ванадий и алюминий связывают примеси внедрения (азот, кислород) в прочные химические соединения и препятствуют развитию деформационного старения. Применяются также полуспокойные и спокойные стали которые, несмотря на меньшую пластичность, обладают более высокой стабильностью свойств.

Свариваемость стали тем выше, чем меньше в ней углерода и легирующих элементов. Влияние углерода является определяющим. Углерод расширяет интервал кристаллизации и увеличивает склонность к образованию горячих трещин, которая тем больше, чем дольше металл шва находится в жидком состоянии. Причина холодных трещин — внутренние напряжения, возникающие при структурных превращениях, особенно мартенситном, в результате местной закалки (подкалки). Увеличивая объемный эффект мартенситного превращения, углерод способствует также образованию холодных трещин. В связи с этим высокой свариваемостью обладают стали, содержащие до 0,25% С. К ним относятся углеродистые стали , а также низколегированные, применяемые для изготовления различных металлоконструкций: стали для трубопроводов, мостостроения, вагоностроения, судостроения стали с карбонитридным упрочнением, применяемые для мостов, металлоконструкций цехов, кранов, резервуаров и др. (ГОСТ 19282 — 73). Эти стали содержат небольшие добавки ванадия в сочетании с повышенным содержанием азота (до Введение этих элементов способствует образованию дисперсных карбоннтридных фаз, измельчающих зерно. В результате повышается прочность стали и понижается температура перехода в хрупкое состояние. Это дает возможность применять такие стали в районах с холодным климатом. При добавлении меди (буква Д в марке) стали приобретают повышенную стойкость к атмосферной коррозии.

Стали с высокой технологической пластичностью.

Под технологической пластичностью понимается способность стали подвергаться горячей и холодной пластической деформации (обработке давлением).

Технологическая пластичность зависит от химического состава и структурного состояния стали.

В сталях важнейшее влияние на пластичность в холодном состоянии оказывает содержание углерода и способ раскисления.

Для глубокой вытяжки применяют стали с содержанием углерода до 0,1% (для крыльев и кузовов автомобилей, например, применяют стали 08кп или 08пс). При С=0,2-0,3% возможны гибка и незначительна вытяжка, а при С=0,35-0,45% только гибка большого радиуса.

Кроме углерода на степень деформационного упрочнения стали, а, следовательно, сопротивление пластическому деформированию оказывают влияние легирующие элементы, которые располагаются в следующей последовательности: Si, Cr, Ni, Mn. Поэтому для глубокой вытяжки используют «кипящие» (раскисленные Mn) и «полуспокойные» (раскисленные Mn, Al) стали.

Штампуемость сталей (способность к вытяжке) оценивают по технологической пластичности (δ) и по отношению σ_0,2/σ_В. Рекомендуемое отношение σ_0,2/σ_В =0,55-0,65. Еще одним фактором, влияющим на холодное деформирование, является размер зерна, который должен быть не более 5 балла, т.е. средний диаметр не должен превышать 65мкм. К этой группе в соответствии с ГОСТ 10702-78 относятся низкоуглеродистые и легированные стали, из которых изготавливают детали кузовов автомобилей, корпуса бытовых и промышленных приборов, посуда, емкость и другие штампуемые изделия.

Свариваемость стали

Сварку широко применяют в жилищном и промышленном строительстве, судостроении, мостостроении, строительстве газо – и нефтепроводов и т.д.

Детали машин, которые изготавливаются из конструкционных сталей различной прочности (углеродистые и легированные, мартенситно-стареющие, трипстали, цементуемые и улучшаемые) обычно сварке не подвергаются.

Зато строительные, судостроительные и арматурные стали должны обладать высокой свариваемостью, под которой понимают количество допускаемых способов сварки, при которых реакция свариваемых материалов на термодеформационный цикл не приводит к появлению пор, непроваров, трещин. Причем особенно опасны трещины, возникающие в шве или околошовной зоне, из-за градиентов возникающих напряжений. Такие трещины могут быть горячими или холодными. Первые называют еще и кристаллизационными. Они возникают, главным образом, в сварном шве в момент его кристаллизации, когда шов находится в полутвердом (кристаллы + жидкость) состоянии. Чем дольше металл находится в таком состоянии, тем больше вероятность появления горячих трещин. Элементы, расширяющие интервал между ликвидус и солидус, повышают чувствительность к горячим трещинам (например, углерод). Холодные трещины возникают в результате мартенситного превращения. Поэтому легирующие элементы, способствующие переохлаждению аустенита до Mн в зонах, нагретых выше критических температур, вызывают появление холодных трещин, как и повышенное содержание углерода, увеличивающего объемный эффект мартенситного превращения.

Таким образом, химический состав стали, а особенно повышенное содержание углерода — важнейший фактор, определяющий свариваемость сталей.

Влияние содержания углерода, легирующих элементов и примесей характеризуются углеродным эквивалентом, который определяют по различным формулам, дающим близкие результаты.

Согласно ГОСТ 27772-88 углеродный эквивалент СЕ определяют по формуле:

Читать еще: Сталь р18 характеристики и применение

СЕ=С+Mn/6+Si/24+Cr/5+Mo/4+Ni/40+Cu/13+V/14+P/2, где символы — массовые доли элементов в % . При СЕ≤0,35 – сварка не вызывает затруднений, при СЕ=0,35-0,6- сварка должна проводиться с соблюдением мер предосторожности, при СЕ > 0,6 – вероятность возникновения трещин велика.

Строительные стали.

Это стали с содержанием углерода меньше 0,22-0,25%, повышение прочности которых достигается легированием дешевыми элементами – марганцем и кремнием.

В России установлены семь основных классов прочности σ_т =225МПа, 285МПа, 325МПа, 390МПа, 440МПа, 590МПа, 735МПа.

Сталь σ_т ≥225Мпа называют сталью нормальной прочности. Это, как правило, углеродистые горячекатаные стали (Ст3, Ст3пс, Ст3кп).

Стали трех следующих классов называют сталями повышенной прочности. Это низколегированные стали — С285 (Ст3Гпс), С345 (09Г2С), С390 (14Г2АФ), а также стали для автодорожных и железнодорожных мостов (ГОСТ 6713091)-15ХСНД с σ_т =345МПа и 10ХСНД с σ_т =390МПа.

Прокат из низколегированных строительных сталей поставляется после горячей прокатки и имеет ферритно-перлитную структуру, но в ряде случаев листовой прокат для повышения хладостойкости подвергается термообработке – нормализации или улучшению.

Стали с σ_т ≥440 МПа называют сталями высокой прочности, к ним относятся стали с карбонитридным упрочнением С440 (16Г2АФ) и С550 (18Г2АФ), которые подвергаются нормализации с нагревом до 890-950 0 С, в результате чего выделяются карбонитриды диаметром 10-100мкм, что и увеличивает предел текучести, а также закаленно — отпущенные экономнолегированные стали 12Г2СМФ, 14Х2ГМР с σ_т =590МПа и 12ГН2МФАЮ, 12ХГН2МФБАЮ, с σ_т =735-785МП, которые подвергаются закалке в воду с 890-920 0 С и отпуску при 650-680 0 С.

Виды и марки стали

Сталь. Виды и марки стали. Их применение.

Сталь — это сплав железа и углерода с другими элементами, содержание углерода в нём не более 2,14%.

Наиболее общая характеристика — по химическому составу сталь различают:

углеродистую сталь (Fe – железо, C – углерод, Mn – марганец, Si — кремний, S – сера, P – фосфор). По содержанию углерода делится на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую. Углеродистая сталь предназначена для статически нагруженного инструмента.

легированную сталь — добавляются легирующие элементы: азот, бор, алюминий, углерод, фосфор, кобальт, кремний, ванадий, медь, молибден, марганец, титан, цирконий, хром, вольфрам, никель, ниобий.

По способу производства и содержанию примесей сталь различается:

сталь обыкновенного качества ( углерода менее 0,6%) — соответствует ГОСТ 14637, ГОСТ 380-94. Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5,Ст6. Буквы «Ст» обозначают сталь обыкновенного качества, цифры указывают на номер маркировки в зависимости от механических свойств. Является наиболее дешёвой сталью, но уступает по другим качествам.

качественная сталь ( углеродистая или легированная ) — ГОСТ 1577, содержание углерода обозначается в сотых долях % — 08, 10, 25, 40, дополнительно может указываться степень раскисления и характер затвердевания. Качественная углеродистая сталь обладает высокой пластичностью и повышенной свариваемостью.

Низкоуглеродистые качественные конструкционные стали характеризуются невысокой прочностью и высокой пластичностью. Из листового проката стали 08, 10, 08кп изготавливают детали для холодной штамповки. Из сталей 15, 20 делают болты, винты, гайки, оси, крюки,шпильки и другие детали неответственного назначения.

Среднеуглеродистые качественные стали (ст 30, 35, 40, 45, 50, 55) используют после нормализации и поверхностной закалки для изготовления таких деталей, которые обладают высокой прочностью и вязкостью сердцевины (оси, винты, втулки и т. д.)

Стали 60 — стали 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью, упругими свойствами. Из них изготавливают крановые колёса, прокатные валки, клапаны компрессоров, пружины, рессоры и т.д.

высококачественная — сложный химический состав с пониженным содержанием фосфора и серы — по ГОСТу 19281.

Также сталь делится по применению :

а) строительная сталь — углеродистая обыкновенного качества. Обладает отличной свариваемостью. Цифра обозначает условный номер состава стали по ГОСТу. Чем больше условный номер, тем больше содержание углерода, тем выше прочность стали и ниже пластичность.

Ст0-3 — для вторичных элементов конструкций и неответственных деталей (настилы, перила, подкладка,шайбы)

Ст3 используют для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, которые работают при положительных температурах. ГОСТ 380-88.

Стандартом качества предусмотрена сталь с повышенным количеством марганца (Ст3Гсп/пс, ст5Гсп/пс).

б) конструкционная сталь — ГОСТ 1050

Углеродистые качественные конструкционные стали используются в машиностроении, для сварных, болтовых конструкций, для кровельных работ, для изготовления рельсов, железнодорожных колёс, валов, шестерен и других деталей грузоподъёмников.Ц ифры в маркировке означают содержание углерода в десятых долях процента.

Ст20 — малонагруженные детали, такие как валики, копиры, упоры,

Ст35 — испытывающие небольшие напряжения (оси, тяги, рычаги, диски, траверсы, валы),

Ст45 (ст40Х) — требующие повышенной прочности (валы, муфты, оси, зубчатые рейки)

Конструкционные легированные стали используют для гусениц тракторов, изготовления пружин, рессор, осей, валов, автомобильных деталей, деталей турбин и др.

в) инструментальная сталь — применяется для режущего инструмента, быстрорежущая сталь для холодного и горячего деформирования материла, для измерительных инструментов, на производство молотков, долот, стамесок, резцов, свёрлов, напильников, бритв, рашпилей.

У7, У8А (цифра- десятые доли процента по содержанию углерода). Углеродистые стали выпускают качественными и высококачественными. Буква «А» означает высококачественную углеродистую инструментальную сталь.

г) легированная сталь — универсальная сталь, содержащая специальную примесь. Содержание кремния более 0,5%, марганца более 1%. ГОСТ 19281-89. Если содержание легирующего элемента превышает 1 — 1,5%, то оно указывается цифрой после соответствующей буквы.

низколегированная сталь — где легирующих элементов до 2,5% (09Г2С, 10ХСНД, 18ХГТ). Низколегированную сталь можно использовать в условиях крайнего севера, от -70 град С. Низколегированную сталь отличает большая прочность за счёт более высокого предела текучести,что важно для ответственных конструкций.

среднелегированная (2,5 -10%),

высоколегированная (от 10 до 50%)

Сталь 09Г2С применяется для паровых котлов, аппаратов и ёмкостей, работающих под давлением и температурой от минус 70, до плюс 450град; её используют для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении.

Сталь 10ХСНД используют для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в сдостроении, вагоностроении.

18ХГТ применяют для деталей, работающих на больших скоростях при высоком давлении и ударных нагрузках.

д) сталь особого назначения — сталь с особыми физическими свойствами. Она применяется в электротехничсеской промышленности и точном судостроении.

На свариваемость стали влияет степень её раскисления. По степени раскисления сталь классифицируется:

спокойная сталь (ст3сп) — полностью раскисляется с минимальным содержанием шлаком и неметаллических примесей,

полуспокойная сталь (ст3пс) — по характеристикам качества схожа со спокойной сталью,

кипящая сталь (08кп) — неокисленная сталь с высоким содержанием неметаллических примесей. ГОСТ 1577.

В зависимости от нормируемых характеристик , сталь подразделяют на категории: 1, 2, 3, 4, 5. Категории обозначают химический состав, механические свойства при растяжении, ударную вязкость)

Например, категория 1 — химический состав не нормируемый, категория 3 — нормируется ударная вязкость при температуре +20. Для марки ст0 не нормируется ни химический состав, ни предел текучести.

голоса

Рейтинг статьи