Конструкционная сталь что это такое?

Особые характеристики строительных и машиностроительных конструкционных сталей, их классификация и популярные марки, видео применения таких сплавов
Содержание

Конструкционная сталь что это такое?

Конструкционная сталь – ее классификация и особые свойства

Для производства разнообразных механизмов и изделий для строительных и машиностроительных конструкций используется специальная сталь – конструкционная, обладающая набором особых химических, физических и механических характеристик.

1 Конструкционные стали – что они собой представляют?

Под такими сталями понимают особые сплавы с заданным набором особых технологических свойств, обеспечивающих их безаварийную эксплуатацию в определенных условиях.

Требуемые потребительские, физические и химические характеристики подобных сталей достигаются за счет грамотного и максимально точного подбора их химсостава, выполнения операции поверхностного упрочнения и специальных видов термообработки, а также путем повышения их металлургического качества.

Существующая классификация делит конструкционные стали на:

  • машиностроительные;
  • арматурные (иначе их называют строительными), сварка коих отличается простотой и надежностью.

Кроме того, марки таких сплавов причисляются к одной из двух групп – стали специального или общего назначения.

В состав конструкционных сплавов входит множество химических элементов и примесей, включая и те, которые причисляют к категории вредных. Наиболее небезопасными из них признаются фосфор и сера, которые делают готовую продукцию ломкой (сварка таких составов вызывает серьезные трудности). В зависимости от содержания серы и фосфора все марки сплавов подразделяют на особовысоко- и высококачественные, качественные и обыкновенные.

В особовысококачественных сплавах (маркировка – литера «Ш») указанных вредных элементов должно быть не более 0,015 %, в высококачественных («А») – не более 0,025 %, в качественных («Сталь») – не более 0,035 %, в обыкновенных («Ст») – не более 0,05 %.

Классификация описываемых составов ведется и по другим признакам, о которых мы будем рассказывать далее, рассматривая конструкционные машиностроительные и строительные стали.

2 Сталь конструкционная машиностроительная общего назначения

Сплавы для машиностроительной отрасли делят с учетом их химсостава на две подгруппы:

  • средне- и низколегированные;
  • средне- и малоуглеродистые.

Машиностроительная сортовая продукция всегда имеет специальный набор механических характеристик. Они проверяются на соответствие требованиям по следующим показателям:

  • ударная вязкость:
  • пластичность;
  • прочность.

Большая часть средне- и низколегированных сплавов, изготавливаемых метпредприятиями для машиностроителей, причисляются к доэвтектоидным перлитным сталям (распространенные марки – 40ХН2СМА, 25Х2ГНТРА, ЗОХГСН2А, ЗОХ2ГСН2ВМ). В них вводится молибден и никель, которые увеличивают вязкость.

Предусматривается еще одна классификация рассматриваемых машиностроительных сталей, которая учитывает метод их упрочнения. В соответствии с ней сортовая сталь может быть:

  • с упрочнением верхнего слоя;
  • без обработки;
  • с упрочнением по всему объему.

Многие марки конструкционных машиностроительных металлов (например, Ст3, 15кп, 08кп и другие) применяются без термообработки, они производятся и отпускаются потребителям в листах. К такой продукции предъявляют одно основное требование – малое количество кремния и углерода. Незначительное содержание указанных элементов обеспечивает материалу отличную вытяжку (то есть сортовая сталь легко деформируется) в холодном виде. Также в этом случае отмечается качественная сварка изделий из машиностроительных сталей.

В тех случаях, когда выпускается качественная сортовая сталь конструкционная, она обязательно проходит один из далее указанных вариантов термообработки:

  • закалка (поверхностного типа), после которой может иногда проводиться отпуск;
  • стандартная закалка металла с обязательным отпуском (обеспечивается эффективная сварка готовых изделий);
  • нормализация.

3 Машиностроительные конструкционные стали спецназначения – их марки и особенности

Такие сплавы делят на классы, ориентируясь на их главный составляющий компонент. Специальные стали могут изготавливаться на никелевой либо на железоникелевой основе. Кроме того, распространена их классификация на такие категории:

  • литейные;
  • автоматные;
  • износостойкие;
  • коррозионностойкие;
  • шарикоподшипниковые;
  • пружинные;
  • жаростойкие;
  • криогенные;
  • жаропрочные.

В жаростойких составах, которые эксплуатируются при высоких (более 550 градусов) температурах, присутствует незначительное количество кремния. Они не боятся науглероживающих и окислительных сред, газовой коррозии, но под действием сильных нагрузок у них иногда проявляется ползучесть. Популярные марки жаростойких сплавов – 20Х20Н14С2, 12Х17, 15Х6СМ, 15Х28, 15Х5, ЗОХ13Н7С2. Из них производят:

  • емкости для цементации стали;
  • элементы поршневых двигателей;
  • трубы.

Криогенная сортовая высоколегированная сталь и низкоуглеродистые сплавы отличаются хорошей вязкостью и пластичностью. Они имеют улучшаемые характеристики (повышение ползучести при снижении температуры их эксплуатации, а также при добавочной обработке сплавов нормализацией и последующим отпуском). Маркировка таких сталей в соответствии с Госстандартом 5632 следующая – ОЗХ13АГ19, ОН9А, 08Х18Н10.

Для жаропрочных сталей важна повышенная ползучесть в сочетании с хорошей сопротивляемостью к химическому ржавлению. Жаропрочные сплавы идеальны для выпуска различных элементов газо- и паротурбинного оборудования, труб, работающих при температурах от 400 до 650 градусов. Востребованные марки таких сплавов – ХН62МВКЮ, ХН70Ю, 45Х14Н14В2М, 40Х10С2М, 25Х2М1Ф, ХН77ТЮР, 12Х18Н9Т, 15Х5М, 15ХМ.

Коррозионностойкие материалы имеют свыше 12,5 процентов хрома в своем составе, что дает возможность использовать их для производства изделий, функционирующих в коррозионных средах (трубы, карбюраторные валы, иглы, компоненты гидравлической аппаратуры, лопатки турбин и пр.). По структуре коррозионностойкая сортовая сталь бывает разной. Классификация ее следующая:

  • мартенситно-стареющей (марки – 09Х15Н8Ю, 10Х17Н13МЗТ);
  • мартенситной (95Х18, 30Х13, 12Х13, 20Х17Н2);
  • аустенитной и ферритной (маркировка соответственно –12Х18Н10Т и сортовая сталь 15Х28).

Сварка указанных видов стали требует их дополнительного отпуска. Кроме того, стоит добавить, что описанные выше жаростойкие и жаропрочные, а также криогенные сплавы являются разновидностями коррозионностойкой продукции (классификация предусматривает именно такое положение вещей, несмотря на множественные различия в характеристиках таких сталей).

4 Другие виды и марки специальных машиностроительных сталей – краткая информация, классификация

Износостойкие сплавы бывают высоколегированными с малым содержанием углерода и высокоуглеродистыми (сварка последних выполняется только после подогрева металла). Их применяют для производства траков, дробилок, лопастей насосного оборудования. Они характеризуются замечательной стойкостью против механического изнашивания (ОХ14АГ12М, ОХ14АГ12) и коррозии кавитационного типа (сортовая сталь Г13, 12Х18Н9Т).

Автоматные сплавы (качественная конструкционная сталь) включают в свой состав от 0,6 до 1,5 % марганца, от 0,05 до 0,16 % фосфора, от 0,05 до 0,3 % серы и до 0,45 % углерода. Эти улучшаемые сплавы обретают новые свойства (лучшая обрабатываемость и другие) при дополнительном легировании их селеном, свинцом и кальцием (АЦ40Г2, А40Г, АЦ45Х). Как правило, из-за сравнительно малых прочностных показателей описываемая сортовая продукция используется для изготовления автомобильных деталей (шпилек, болтов, шайб).

Пружинные стали характеризуются повышенным пределом прочности и упругости, хорошей пластичностью и вязкостью. Они бывают низколегированными и среднеуглеродистыми (до 0,8 процентов углерода, минимум – 0,6). Из названия понятно, что подобная сортовая продукция идет на изготовление рессор и пружин. Сварка таких сталей нередко сопровождается появлением трещин. Известные марки пружинных сталей – 70С2ХА, 60С2ХФА, 55С2, 65ГЮ, 50ХФА, 70.

Читайте также  Самоделкин сделай сам в домашних условиях

Низколегированные и высокоуглеродистые (до 1,05 процента углерода) улучшаемые сплавы имеют мартенситную мелкоигольчатую структуру, малую пористость и рыхлость. В них отсутствует карбидная ликвация и сетка, а также неметаллические добавки. Главные достоинства таких сталей – повышенная стойкость к износу и твердость (по шкале HRC до 65 единиц). Их маркировка всегда начинается с литеры «Ш» (ШХ15Ш, ШХ15СГ, ШХ4).

5 Сталь строительная – особенности и общая характеристика

Такие стали имеют хорошую ковкость, высокий показатель жидкотекучести, их сварка не вызывает обычно никаких проблем. К основным механическим свойствам строительных сплавов причисляют вязкость (ударную), твердость, относительное удлинение и прочностной предел.

Стали для строительных конструкций (строительные стали) – это сплавы с малым уровнем легирования (в незначительных количествах добавляется хром, марганец, кремний) и углеродистые (углерода не более 0,2 процентов, минимум – 0,1). Сварка данных сталей выполняется всеми известными способами. Для строительной отрасли это очень важно.

Легируют описываемую продукцию с целью увеличения ее закаливаемости. За счет такого процесса они впоследствии получают высокий предел текучести. В тех случаях, когда строительные сплавы делают не из углеродистого, а из низколегированного металла, экономится до 30 процентов сырья.

К популярным маркам строительных сталей относят следующие сплавы:

  • 35ГС;
  • 15ХСНД;
  • 18Г2;
  • 25Г2С;
  • 14ХГС;
  • 14Г2;
  • 18Г2С;
  • 10Г2С1.

Сварка этих стальных композиций выполняется очень легко, а потребители получают их в виде проката (сортовая сталь), полос большой ширины, прутков и в листах.

Конструкционная сталь,её классификация и особые свойства

Конструкционные стали используются для производства различных деталей, конструкций и механизмов в строительстве и машиностроении, они обладают особыми физико-механическими и эксплуатационными качествами. По сути, это один из типов металлического сплава, состав и метод производства которого подобран согласно необходимым техническим параметрам.

Конструкционная сталь бывает двух видов: машиностроительная и арматурная (строительная), они отличаются хорошей свариваемостью. Качество сплава определяется содержанием в материале серы и фосфора, которые влияют на хрупкость.

В зависимости от количества вредных элементов в сплаве (обозначается буквой «Ш») сталь бывает следующего качества:

  • обычная (не более 0,05%);
  • качественная (0,035%);
  • высококачественная (0,025%);
  • особо высокого качества (0,015%).

Каждый из видов находит широкое применение в различных сферах деятельности.

Машиностроительная конструкционная сталь общего назначения

Эти разновидности сплавов могут быть средне- и малоуглеродными, низко- и среднелегированными, их главные свойства – вязкость, надежность и эластичность.

В большинстве конфигураций конструкционные стали, назначение которых отвечать потребностям машиностроения в качественном металле, относятся к перлитным сплавам (доэвтектоидным). В их составе никель и молибден, улучшающие вязкость. Реализуются в виде необработанных листов или с закалкой, благодаря чему укрепляется верхний слой.

Марки и особенности машиностроительных сталей спецназначения

Химические и технологические свойства конструкционных сталей определяют сферу их использования. Сплавы бывают:

  1. Жаростойкие. Выдерживают высокие температуры, не окисляются и не поддаются коррозии. Предназначены для изготовления деталей труб, емкостей для цементации, поршневых двигателей.
  2. Криогенные. Сплавы с малым количеством углерода, отличающиеся улучшенными параметрами за счет дополнительной обработки.
  3. Антикоррозионные. Отличаются высоким содержанием хрома, который защищает металл от коррозии. Применяются для производства труб, деталей гидравлического оборудования, турбин, карбюраторных валов.
  4. Износоустойчивые. Высокоуглеродистые, высоколегированные сплавы, отличающиеся повышенной стойкостью к механическому износу и коррозии. Используются для производства наносного и измельчающего оборудования, траков.
  5. Автоматные. Отличаются легкой обрабатываемостью и средней прочностью, из них изготавливают автомобильные детали высокой нагрузки, например, болты, гайки и шпильки.
  6. Пружинные. Высокопрочные стали, они используются в производстве рессор и пружинных механизмов.

Классификация конструкционных сталей по назначению позволяет определить разновидность металла для конкретного производства.

Конструкционные стали широко применяются в производстве:

  • гвоздей и проволоки;
  • фасонного проката;
  • элементов креплений;
  • слабо нагруженных осей и валов;
  • важных деталей конструкций и машин;
  • труб цельнотянутых;
  • сварных узлов;
  • запчастей для машин и станков, подвергающихся интенсивным нагрузкам и др.

Хорошие технические параметры определяют надежность и долговечность службы металлов.

Сталь строительная – особенности и характеристики

Технологические свойства конструкционных сталей для производства арматуры такие:

  • малое количество углерода (0,1–0,3%);
  • ковкость;
  • отличная свариваемость;
  • высокая текучесть;
  • ударная вязкость;
  • твердость.

Для применения в строительстве используются малолегированные и углеродистые стали хорошей свариваемости. Легирование улучшает закалку металла и повышает предел его текучести.

Конструкционная сталь для строительства производится в виде проката, широких полос, прутков, поковок, листов. Нередко металл используется в качестве армирующего материала при обустройстве кровли, перекрытий, для сооружения различных инженерных конструкций.

Выбор марки стали, высокий класс точности изготовления и чистота обработки поверхностей, а также повышение их твердости (термическая обработка) – это важнейшие факторы, которые способствуют надежности и долговечности работы деталей.

Конструкционная сталь

Углеродистую качественную сталь

Легированную качественную сталь, в том числе:

  • кованой круглой и квадратной — ГОСТ 1133-88 PDF .
  • Углеродистая качественная конструкционная сталь

    В обозначение марки стали цифры означают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

    Углеродистая качественная конструкционная сталь подразделяется на:

    машиностроительную — 08, 10,20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58,60;

    автоматную -А12, А20, А30;

    машиностроительные стали — для изготовления деталей машин, конструкций приборов;

    автоматные — для неответственных деталей массового производства (мелкий крепеж и др.) изготавливаемых на станках-автоматах;

    котельные — для изготовления котлов и сосудов, работающих под давлением и при температурах до 450 о С.

    Заменители некоторых марок сталей:

    Ст35 — Ст30, 40, 35Г;

    Ст45- 40Х, Ст50, 50Г2.

    Свариваемость: Ст08-Ст35 — свариваемость хорошая, Ст45 — свариваемость затруднена, котельные стали свариваиваются хорошо, автоматные — не применяются для сварки.

    Легированная сталь

    Марки стали: 09Г2, 09Г2С, 0ХСНД, 17Г1С, 16Г2АФ и т.д.

    Марки стали 10ХНДП, 15ХНДП, 0ХСНД, 15ХСНД являются атмосферно коррозионно-стойкими (АКС), толщина металлоконструкций из АКС за 20-30 лет работы уменьшается в 2-3 раза меньше, чем толщина конструкций из обычной углеродистой и низколегированной стали.

    Назначение: для изготовления корпусов вагонов железнодорожных, метро, трамвая, несущих конструкций локомотивов, сельскохозяйственных и других полевых машин и инженерных сооружений, работающих в условиях переменных динамических нагрузок и сезонных и суточных теплосмен.

    Заменители некоторых марок стали: 09Г2С — 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С;

    Свариваемость: сваривается без ограничений.

    Легированная конструкционная сталь

    В обозначении марки две первые цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Цифры, стоящие после букв указывают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах. Отсутствие цифры означает, что содержание этого элемента до 1,5% (по верхнему пределу).

    В зависимости от химического состава и свойствсталь делят на категории:

    качественную (без букв);

    особо высококачественную Ш .

    Назначение: различные улучшаемые детали; втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски плунжеры, другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости.

    Заменители некоторых марок стали:

    20Х — 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ;

    30ХГСА — 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА;

    40Х — 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС.

    Свариваемость: cварка легированных сталей несколько затруднена из-за склонности к закалке околошовной зоны и образованию в ней хрупких структур (требуется специальная технология сварки).

    Читайте также  Как взвесить золото в домашних условиях?

    Марки стали: 12МХ, 12Х1МФ, 25Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20Х3МВФ,15Х5М, 15ХМ.

    Назначение: предназначены для деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 600 0 С в течение длительного времени.

    Свариваемость: ограниченно или трудносвариваемая.

    Марки: ШХ15, ШХ4, ШХ15СГ, ШХ20СГ.

    В обозначении марок стали буквы и цифры означают : Ш — подшипниковая; Х — легированная хромом; цифра — содержание хрома, СГ — легированная кремнием и марганцем.

    Назначение: для изготовления деталей, работающих под воздействием сосредоточенного и переменного напряжений, возникающих в зоне контакта шариков и роликов с беговыми дорожками колец подшипников качения.

    Заменители некоторых марок стали:

    ШХ15 — ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ;

    ШХ15СГ — ХВГ, ШХ15, ХС, ХВСГ.

    Свариваемость: сваривается способом КТС

    Марки стали: 65, 70, 75, 85, 60Г, 65Г, 55С2,60С2, 60С2А, 70С3А, 55ХГР, 50ХФА, 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА.

    Назначение: для работы в качестве пружин, рессор, гибких мембран, сильфонов и аналогичных деталей.

    Заменители некоторых марок стали:

    65Г — 70, У8А, 70Г, 60С2А,9ХС,50ХФА, 60С2, 55С2;

    50ХФА — 60С2А, 60ХГФА, 9ХС.

    Свариваемость: рессорно-пружинная сталь не применяется для сварных конструкций.

    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.

    Конструкционные стали

    К стали относится огромная группа материалов, которые представляют собой сплавы железа, углерода и других веществ. Содержание углерода — основной параметр стали, оказывающий влияние на все свойства. К стали относятся сплавы с содержанием углерода от 0,05 до 2,14%. Минимальное содержание железа — 45%.

    По назначению сталь делится на три группы:

    1. Конструкционная;
    2. Инструментальная;
    3. Специальная.

    По объему производства основная часть приходится на конструкционную сталь. Она содержит до 1,2-1,3% углерода. По качеству все марки конструкционной стали можно разделить на несколько групп.

    Читайте также  Как отличить позолоченное серебро от золота?

    Конструкционная углеродистая сталь обычного качества

    К этой группе относятся стали с наибольшим содержанием нерегламентированных примесей — газов, неметаллических включений, других металлов. В составе стали могут присутствовать в небольшом количестве, оговоренном в стандартах, такие элементы:

    1. Фосфор и сера — наиболее вредоносные примеси. Они ухудшают механические свойства стали.
    2. Кремний и марганец. В небольших количествах оказывают слабое влияние на свойства сталей, несколько улучшают свариваемость.
    3. Прочие металлы — хром, медь, никель и т. д. Допустимое количество без влияния на свойства материала — 0,3%.

    Стали обычного качества маркируется буквами Ст или ВСт, после которых следует однозначное число, указывающих на номер сплава, и способ раскисления — удаления из сплава кислорода. Примеры: Ст0, Ст5кп. Содержание углерода в этих сталях 0,06—0,65%. Увеличение количества углерода приводит к повышению твердости, но и увеличивает хрупкость. Стали с небольшим количеством углерода отличаются высокой пластичностью, что позволяет использовать их для производства проволоки при помощи протяжки. Остальные стали обрабатываются на начальном этапе прокаткой. Изделия из стали с содержанием углерода свыше 0,35% можно подвергать закалке.

    Стали обычного качества характеризуются удовлетворительными механическими свойства в сочетании простотой обработки и низкой стоимостью. Поэтому они широко используются для создания неответственных конструкций со слабой нагрузкой. Основная часть металлоконструкций производится из сталей этой группы.

    Качественная конструкционная углеродистая сталь

    Сталь этой группы отличается от стали обычного качества более жесткими требованиями к химическому составу, особенно по вредным примесям. Количество углерода составляет 0,05—0,6%. Производство изделий из этой стали ведется прокаткой, с последующей ковкой или штамповкой. Также детали из качественной стали подвергаются термической и химико-термической обработке для повышения механических свойств. Эта группа сталей используется для изготовления конструкций и деталей машин, которые подвергаются действию умеренных нагрузок.

    Для обозначения сплавов из этой группы используется двухзначное число, указывающее на содержание углерода в сотых долях процента, после которых могут идти буквы, обозначающие особенности стали. Примеры сплава: 08, 15кп.

    Легированная конструкционная углеродистая сталь

    Эта группа сталей наиболее многочисленна по количеству используемых сплавов. По содержанию вредных примесей эти сплавы имеют те же ограничения, что и качественная сталь. Количество углерода также аналогично. Отличие в том, что легированные стали содержат добавки других элементов, преимущественно металлов, которые повышают различные эксплуатационные свойства.

    Легированная конструкционная сталь подразделяется на 3 подгруппы:

    • Низколегированная — менее 2,5% легирующих элементов;
    • Среднелегированная — 2,5-6% легирующих элементов;
    • Высоколегированная — более 6% легирующих элементов.

    Использование легирующих веществ существенно повышает стоимость стали, поэтому легированные сплавы используются там, где в них есть необходимость. Наибольшее распространение получили низколегированные сплавы, содержащие хром, кремний, марганец и никель. Такие сплавы обладают хорошей прочностью, сниженной чувствительностью к старению, хорошей свариваемостью, простотой обработки резанием и давлением. Их используют для ответственных конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам. Методы обработки сходны с теми, что используются для качественной конструкционной стали.

    Обозначение легированных сталей состоит из двухзначного числа, указывающее на содержание углерода в сотых долях процента, и больших букв, обозначающих легирующие вещества. Цифра после буквы указывает содержание в процентах, если 1 или менее, то не пишется. Примеры: 20ХМ, 35Г, 40Х2Г2М.

    Особой группой легированных сталей выступают нержавеющие сплавы. Они относятся к высоколегированной стали — содержание одного только хрома превышает 12%. Помимо хрома, в нержавеющих сталях присутствует хром, никель, марганец, титан. Примеры: 03Х19Г10Н7М2, 12Х18Н10Т.

    Специальная конструкционная сталь

    Стали этой группы используются для таких конструкций:

    • Корпуса кораблей;
    • Подшипники;
    • Железнодорожные рельсы;
    • Бандажи;
    • Оси и колеса и т. д.

    Обозначение этих сталей ведется по-разному. К примеру, подшипниковые стали обозначаются буквами ШХ, после которых идут цифры, указывающие на номер сплава, и другие буквы. Все специальные конструкционные стали характеризуются высокой прочностью, но могут содержать разное количество углерода.

    Статья носит ознакомительный характер.
    Не забывайте консультироваться со специалистами.

    Оцените статью
    Добавить комментарий