Как классифицируются стали по качеству

Классификация сталей по назначению. Классификация и маркировка стали :

Сталью именуется ковкий, деформируемый сплав железа, некоторого количества углерода (не более 2,14 %), а также незначительного количества других элементов. Именно этот материал широко применяется для изготовления самых разнообразных приборов, инструментов и строительных конструкций.

Классификация и применение сталей зависят от многих факторов, которые необходимо разобрать подробнее.

Изменяя химический состав этого материала за счет концентрации углерода и привнесения легирующих элементов, можно получать широкий диапазон сталей с абсолютно различными свойствами, что позволяет использовать этот материал во всех отраслях хозяйствования.

Сталь: классификация, применение, маркировка

Прежде всего стоит сказать, что сталь бывает углеродистая и легированная. Это зависит от того, были ли добавлены в сплав специальные легирующие элементы — алюминий, никель, хром, молибден, титан, бор, ванадий, марганец и другие. Все эти добавки применяются для повышения специфических свойств стали, а наилучший результат достигается комплексным легированием.

В общем случае стали классифицируют:

по назначению;
по качеству;
по способу производства;
по микроструктуре;
по химическому составу.

Химический состав

Как уже было сказано, классификация сталей в зависимости от химсостава разделяет этот материал на две большие группы:

легированные;
углеродистые.

В свою очередь, каждую из этих групп можно дополнительно разделить на несколько частей. Классификация легированных сталей подразумевает наличие таких видов:

низколегированные содержат незначительное количество (до 2,5 %) легирующих добавок;
среднелегированные — количество дополнительных элементов не превышает 10 %;
высоколегированные характеризуются наличием легирующих элементов в количестве более 10 %.

Можно также разделить и вторую группу. Классификация углеродистых сталей выглядит так:

высокоуглеродистые характеризуются содержанием углерода более 0,6 %;
среднеуглеродистые содержат от 0,25 до 0,6 % углерода;
малоуглеродистые — до 0,25 %.

Микроструктура

В нормализованном состоянии стали бывают:

перлитные — характеризуются низким содержанием элементов легирования и имеют после нормализации структуру: перлит, перлит + феррит, перлит + заэвтектоидный карбид;
мартенситные — имеют пониженную критическую скорость закалки и достаточно высокое содержание легирующих элементов;
аустенитные — повышенное содержание легирующих элементов, под влиянием которых достигается структура: аустенит, аустенит + карбид.

Классификация углеродистых сталей в отожженном состоянии:

доэвтектоидная применяется, например, для штампов горячего деформирования;
заэвтектоидная имеет структуру, состоящую из перлита и цементита, обычно используется для изготовления инструмента;
карбидная (ледебуритная) — например, быстрорежущая сталь;
ферритная — нержавеющая, жароупорная, жаропрочная, высокохромистая стали.

Качество и способ производства

Безусловно, качество стали зависит от присутствия в ней вредных примесей в виде серы и фосфора. В зависимости от этого показателя классификация сталей выглядит так:

обычные — серы (S) до 0,06 %, фосфора (P) до 0,07 %;
качественные — серы до 0,04 %, а фосфора до 0,035 %;
высококачественные — те же показатели уменьшены до 0,025 %;
особовысококачественные — менее 0,015 % серы и до 0,025 % фосфора.

Способ изготовления стали предопределяет ее строение, состав и свойства. Так, рядовая сталь (обычная) чаще всего выплавляется в мартене или томасовских и бессемеровских конвертерах, после чего формируется в довольно крупные слитки.

Такая сталь имеет повышенное количество неметаллических добавок. Высококачественные стали изготавливают более совершенными методами, например в электропечи, а особовысококачественные дополнительно очищаются от оксидов и сульфидов при помощи ЭШП — электрошлаковой переплавки.

Такие стали изготавливаются исключительно легированными.

Раскисление

Также существует классификация сталей в зависимости от степени раскисления, то есть от того, какое количество кислорода было удалено в процессе изготовления. Исходя из этого параметра, стали бывают:

кипящие — мало раскисленные, насыщенные кислородом;
спокойные — совершенно раскисленные;
полуспокойные — стали, в которых кислород удален частично.

Для раскисления малоуглеродистых сталей применяют алюминий, марганец и кремний. Кипящую сталь обычно раскисляют при помощи ферромарганца в полуспокойную, кроме этого, добавляют небольшое количество ферросилиция, а спокойную, кроме предыдущих компонентов, обрабатывают алюминием и силикомарганцем.

Что означает маркировка стали?

Как ни странно, но классификация марок стали довольно разнообразна, и единой мировой системы не существует. В ряде стран, в том числе и в России, принята буквенно-численная маркировка.

Качественные углеродистые стали обозначаются двузначным числом, которое указывает на количественное содержание углерода (в сотых %). Углеродистые стали маркируются литерой «У» и числом, выражающим количество углерода (в десятых %) — У9, У12 и т. д.

Буквы используются также и для обозначения основного элемента легирования, например: «П» — фосфор, «А» — азот, «T» — титан, «Б» — ниобий, «Г» — марганец, «Ю» — алюминий, «Д» — медь, «M» — молибден, «P» — бор, «К» — кобальт, «В» — вольфрам, «E» — селен, «H» — никель, «С» — кремний, «X» — хром, «Ц» — цирконий. Цифра, стоящая за буквой, характеризует количество соответствующего элемента, а та, что находится в самом начале, указывает на содержание углерода (в сотых %). Если количество последнего превышает или равно 1 %, то первоначальная цифра может не указываться вовсе.

Литера «А», стоящая в конце марки, указывает на принадлежность ее к высококачественным. Та же буква, находящаяся в середине, сообщает, что сталь легирована азотом. Если же она стоит вначале, то это говорит о том, что перед вами автоматная сталь, обладающая повышенной обрабатываемостью. Особо высококачественная сталь маркируется буквой «Ш», добавленной в конце и написанной через дефис. Марки, не содержащие букв «А» или «Ш», являются качественными.

Также существуют определенные группы сталей, дополнительно маркирующиеся буквами:

«Е» — магнитные;
«Э» — электротехнические;
«Р» — быстрорежущие;
«Ш» — шарикоподшипниковые.

Конечно, существует еще достаточно тонкостей, однако можно сказать, что российская маркировка довольно проста и понятна, в то время как обозначения, принятые в других странах, гораздо сложнее.

Не менее интересна классификация сталей по назначению, поговорим о ней подробнее.

Конструкционные стали

Строительные — низколегированные, а также обычного качества, обладающие хорошей свариваемостью.
Для холодной штамповки — листовой прокат из низкоуглеродистых марок нормального качества.
Цементируемые — малоуглеродистые и некоторые легированные стали, применяемые для изготовления деталей, испытывающих динамические нагрузки и работающих с поверхностным износом.
Улучшаемые подвергаются термообработке (закалке и высокому отпуску). Это среднеуглеродистые, хромовые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые, хромокремниемарганцевые, хромистые стали с бором.
Высокопрочные — стали, у которых при помощи термообработки и особого состава достигнут двойной предел прочности по сравнению с обычными конструкционными аналогами.
Рессорно-пружинные могут длительное время сохранять упругость, достаточное сопротивление усталости и разрушению; к ним относят стали, легированные хромом, бором, кремнием, ванадием и марганцем.
Шарикоподшипниковые характеризуются высокой износоустойчивостью, прочностью и выносливостью, что достигается при помощи высокого (до 1 %) содержания углерода и включения хрома.
Автоматные применяются для производства массовых деталей, обрабатываемых при помощи станков-автоматов (болты, винты, шайбы, гайки и т. д.); для облегчения обработки в такие стали дополнительно вводится сера, свинец, теллур и селен, что приводит к получению ломкой короткой стружки и снижает трение.
Коррозионно-стойкие — высокохромистые стали с содержанием никеля; чем больше в них хрома, тем более выражена стойкость к коррозии, при этом содержание углерода должно быть минимальным.
Износостойкие используются в местах абразивного трения, ударов и высокого давления, например ковш экскаватора либо гусеницы трактора.

Инструментальные стали

Классификация сталей инструментального назначения также может быть представлена несколькими пунктами:

для режущих инструментов применяются углеродистые, легированные и быстрорежущие стали;
для измерительных инструментов материал должен, прежде всего, обладать постоянством размеров, шлифоваться, иметь достаточную твердость и износостойкость; для получения таких характеристик инструментальную сталь часто подвергают закалке и цементизации;
штамповые стали должны обладать достаточной износостойкостью, твердостью, теплостойкостью и прокаливаемостью; эту группу также можно дополнительно разделить на стали для холодной, горячей штамповки и валковые стали.

Стали с особенными химическими и физическими свойствами

Кроме всех вышеперечисленных, существуют также марки сталей с особыми свойствами:

электротехническая сталь — сплав железа и кремния, иногда легированный алюминием; применяется при производстве магнитопроводов разнообразного электротехнического оборудования;
суперинвар — сплав железа, никеля и кобальта, применяемый при изготовлении высокоточного оборудования;
жаростойкая — обладает повышенной стойкостью против разрушения при температурах от 900 °C, легируется алюминием, кремнием, никелем;
жаропрочная — применяется для изготовления деталей газотурбинных установок, такие стали призваны работать в нагруженном состоянии при высокой температуре в течение некоторого времени.

Источник: https://www.syl.ru/article/187482/new_klassifikatsiya-staley-po-naznacheniyu-klassifikatsiya-i-markirovka-stali

Комекс

Сталь – это металлический сплав железа с углеродом, необходимый для производства полуфабрикатов, изделий путем пластической деформации в холодном и горячем состоянии. Для изменения свойств материала в его состав могут добавляться различные элементы. Так, при повышении количества углерода прочность стали повышается. Если его в сплаве более 2,14%, получаем уже чугун.

Главными качествами стали являются прочность, пластичность, вязкость, твердость, упругость, жаропрочность. Однако, от железа она унаследовала подверженность коррозии.

Классификация сталей по химическому составу:

углеродистая сталь, без содержания улучшающих (легирующих) компонентов;
легированная сталь, в которую с целью повышения технологических свойств добавляют легирующие элементы (марганец, хром, никель, вольфрам, кремний, молибден, ванадий).

Путем исследований были также получены нержавеющая и оцинкованная стали.

Углеродистая сталь

Углеродистые стали (УС) – это низколегированные композиции, состоящие из 99,5% железа. Строго дозированные различные добавки обуславливают эксплуатационные, механические и технологические свойства сплавов. Углеродистые композиции составляют до 80% от всего количества выплавляемых сталей. Существует свыше двух тысяч марок данных сплавов. По сфере использования они подразделяются на конструкционные, инструментальные, а также стали обыкновенного качества (например, катанка).

По качеству, классификация углеродистой стали предусматривает:

обыкновенную сталь, которая бывает холоднокатаной и горячекатаной;
качественную конструкционную сталь в виде кованых и горячекатаных заготовок, серебрянки (круглые прутки), калиброванной стали.

Качественную конструкционную сталь используют для производства ответственных узлов машин и механизмов, штамповки. К основным достоинствам УС можно отнести:

оптимальное соотношение потребительских свойств и цены;
высокий модуль упругости, что позволяет применять ее в силовых конструкциях, где работоспособность конструкции зависит от жесткости материала;
термическая обработка стали повышает ее прочность, но практически не меняет модуль упругости (важный процесс в термообработке металла – закалка углеродистой стали, от которой зависит качество продукции, скорость закалки находится в пределах 200-600 С в секунду);
поддается отделке давлением и резанием, отлично проводится сварка.

Благодаря этим преимуществам УС нашла широкое применение в производстве массовой продукции.

Маркировка углеродистых сталей

Углеродистые и легированные стали классифицируются по:

структурному составу;
химическому составу;
качеству;
назначению;
степени раскисления.

Основной признак, который определяет название и марку стали, это химический состав. Такая маркировка сталей учитывает также условия производства, качество, область применения.

Если известна марка стали, то в ее свойствах разобраться достаточно легко. Например, УС обыкновенного качества маркируют двумя буквами и цифрой, которая показывает присутствие углерода в десятых долях процента (Ст.1 – Ст.7).

Легированные стали, помимо маркировки и цифр, имеют буквы, обозначающие присадки в стали. Для лучшей ориентации существуют таблицы маркировки.

Химический состав стали

В зависимости от химического состава углеродистые стали делят на три типа:

низкоуглеродистые – углерод имеется в небольших количествах (до 0,25%). Эти композиции и в холодном и в горячем состоянии хорошо деформируются.
Среднеуглеродистые – углерод присутствует 0,3-0,6%. Такие сплавы характеризуются хорошей пластичностью, текучестью и одновременно прочностью.
Высокоуглеродистые (0,6 – 1,4 %) – имеют повышенную плотность и уникальные характеристики, которые обуславливаются особенностями структуры.

Для уменьшения числа неметаллических включений, измельчения зерен производят раскисление стали. Чем меньше количество неметаллических включений и чем более равномерно они распределены, тем ниже порог хрупкости материала и выше ударная вязкость и прочность.

Классификация по степени раскисления подразумевает: спокойные, полуспокойные, кипящие стали.

Кипящая сталь

Технология производства кипящей стали обеспечивает минимальные отходы и выход наибольшего количества годного металла. Благодаря отсутствию кремния сталь получается очень пластичной, используется для изготовления продукции путем глубокой вытяжки.

Кипящие стали раскисляют при помощи марганца до присутствия кислорода 0,02-0,04% после чего разливают в слитки. Выделяющиеся пузырьки СО создают картину кипения стали, что объясняет ее название. При маркировке дополнительно обозначается КП.

В результате того, что для кипящей стали необходимо небольшое количество раскислителя, а верхняя часть слитка не передается в лом, она дешевле, чем полуспокойная и спокойная.

Слитки из такой стали используются для производства листов, плит, трубы, проволоки, сортового проката.

Спокойная сталь

Данный вид металла относится к конструкционным углеродистым сталям. Получается при раскислении алюминием, марганцем и кремнием. В ней настолько снижен уровень кислорода, что в процессе обработки металла между углеродом и кислородом никакой реакции не возникает.

Спокойную сталь отличает плотная структура, у нее хорошие механические свойства. Она менее склонна к отрицательным реакциям на нагревание при сварке и к старению. Особенности однородной (гомогенной) микроструктуры придают сплаву максимальную устойчивость к коррозии и пластичность.

По стоимости это самая дорогая сталь. Она используется для сооружения жестких металлоконструкций, не несущих и несущих элементов. Из нее изготавливают:

заготовки деталей для трубопроводов;
основные элементы для железнодорожных путей;
листовой, фасонный прокат и т.д.

Полуспокойная сталь

Полуспокойные стали имеют среднюю позицию между кипящими и спокойными видами сырья. Они содержат кислород, что придает сырью менее выраженные свойства пластичности и твердости. Затвердевают без кипения, однако, с выделением газов. Химический состав неоднородный.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Что называется улучшением стали

Полуспокойная сталь плавится по технологии кипящей стали, но с последующим раскислением металла в изложнице или ковше. Как правило, для раскисления используют алюминий или кремний.

Из марки такой стали производят:

полосы, круги, квадраты, шестигранники, уголки, закладные детали;
трубный и листовой прокат.

Сталь – один из важнейших металлических материалов

Сталь относится к основным металлическим материалам, который используется в производстве инструментов, приборов, машин. Ее широкое применение обосновывается наличием целого комплекса высоких механических, технологических, физико-химических свойств.

Кроме того, сталь имеет сравнительно невысокую стоимость, может производиться значительными партиями. Сам процесс производства данного материала постоянно совершенствуется, в результате чего качество и свойства стали могут обеспечивать безаварийную эксплуатацию современных приборов и машин при высоких рабочих нагрузках.

Источник: https://komeks.com.ua/article/klassifikaciya-staley-po-stepeni-raskisleniya

Маркировка сталей: принципы классификации, содержание металлов в зависимости от типа сплава

Сталь представляет собой ковкий и деформируемый сплав железа и углерода (в качестве постоянной примеси). Также содержит другие легирующие элементы и другие вредные примеси. углерода при этом не должно превышать 2,14%.

Изменяя химический состав этого сплава с помощью концентрации углерода и добавляя легирующие элементы, можно получать широкий спектр различных марок этого металла, которые будут обладать различными свойствами.

Именно это и позволяет использовать этот материал в большинстве отраслей промышленности.

Классификация и маркировка стали происходит по следующим параметрам:

химический состав;
структура;
назначение;
качество и способ производства;
степень раскисления.

По химическому составу

В зависимости от химического состава этот металл разделяют на два типа: углеродистые и легированные. В свою очередь, углеродистые делят на:

низкоуглеродистые (содержание углерода ниже 0,2%);
среднеуглеродистые (содержание углерода в пределах 0,2% — 0,45%);
высокоуглеродистые (содержание углерода выше 0,5%).

Легированные стали классифицируют по общему суммарному количеству легирующих элементов (при этом содержание углерода не суммируют, марганец начинает считаться легирующим элементом при его содержании в сплаве более 1%, кремний — более 0,8%). Различают такие:

низколегированные (ниже 2,5%);
среднелегированные (в пределах 2,5% — 10%);
высоколегированные (более 10%).

По структуре

Такой классификационный признак, как структура материала считается менее устойчивым, так как имеет зависимость от скорости охлаждения, легирования, способа термообработки и некоторых других непостоянных факторов. Однако структура у готового материала все же позволяет провести объективную оценку его качества. Классификацию стали по структуре в состояниях отжига и нормализации. В состоянии отжига различают такие:

доэвтектоидная — содержит в своей структуре избыточный феррит (например, применяется для штампов горячего деформирования);
эвтектоидная — структура состоит из перита;
заэвтектоидная — содержит в структуре вторичные карбиды (в большинстве своем используется при изготовлении инструмента);
карбидная (или ледебуритная) — структура содержит первичные карбиды (например, быстрорежущие);
ферритная (нержавеющие, жаропрочные и прочие);
аустенитные.

После процесса нормализации стали разделяют на такие классы:

перлитные — содержат низкое количество элементов легирования, структура после нормализации: перлит, перлит + феррит, перлит + заэвтектоидный карбид;
мартенситные — содержат высокое количество легирующих элементов, а также относительно низкую критическую скорость закалки;
аустенитные — отличаются повышенным содержанием легирующих элементов, структура: аустенит, аустенит + карбид.

По назначению

По такому признаку, как назначение стали разделяются на конструкционные, инструментальные и специального назначения (имеющие специальные свойства).

Конструкционные используются для изготовления всевозможных деталей в устройствах, в машинах, элементах строительных конструкций. Между собой делятся на:

обыкновенного качества;
улучшаемые;
цементируемые;
автоматные;
высокопрочные;
рессорно-пружинные.

Инструментальные используются для изготовления режущих, измерительных и других инструментов. Подразделяются на такие группы:

для изготовления режущего инструмента;
для изготовления измерительного инструмента;
для изготовления штампово-прессовой оснастки.

Специального назначения — это сплавы имеющие особые физические и/или механические свойства. Различают:

нержавеющие (коррозионно-стойкие);
жаростойкие;
жаропрочные;
износостойкие;
магнитные;
немагнитные и т. д.

По качеству и способу производства

В этом случаи под качеством понимают всю совокупность свойств металла, которые определяются металлургическим процессом его изготовления. Качество стали определяется присутствием в ней вредных примесей. В первую очередь — это химические элементы сера и фосфор. В зависимости от их содержание разделяют на:

обыкновенного качества — содержащие до 0,06% серы и 0,07% фосфора;
качественные — до 0,035% серы и 0,035% фосфора;
высококачественные — не более 0,025% серы и 0,025% фосфора.
особо высококачественные — не более 0,015% серы и 0,025% фосфора.

По степени раскисления

Раскислением называется процесс удаления кислорода из жидкого сплава. Нераскисленная сталь имеет относительно малую пластичность и сильнее подвержена хрупкому разрушению при термической обработке давлением. По степени раскисления разделяют на:

спокойные;
полуспокойные;
кипящие.

Процесс раскисления спокойных сталей в плавильной печи/или ковше с помощью марганца, алюминия и кремния. Затвердевание в изложнице происходит спокойно, без газовыделения. В верхней части слитков образуется усадочная раковина.

Данный тип обладает анизотропией, то есть механические свойства различны и зависят от направления — пластические свойства в поперечном направлении (по направлению прокатки) значительно ниже, чем в продольном направлении.

Кроме того, в верхней части слитка содержание серы, фосфора и углерода повышенное, а в нижней части — пониженное. Это значительно ухудшает свойства изделия, иногда даже до отбраковки.

Раскисление в кипящих происходит только за счет марганца. Избыточное количество кислорода при затвердевании частично реагирует с углеродом, выделяясь в виде газовых пузырей (окись углерода). Отсюда и создается впечатление «кипения».

В этом типе практически отсутствуют неметаллические включения, возникающие из продуктов раскисления. Является низкоуглеродистым сплавом, с минимальным содержанием кремния и большим содержанием газообразных примесей. Используется при изготовлении деталей кузовов автомобилей и т. п.

Обладает хорошей штампуемостью в холодном состоянии.

Полуспокойные стали занимают срединное положение между спокойными и кипящими сталями. Раскисление производят в два этапа: частично в плавильной печи и ковше, заключительно — в изложнице. В изложнице раскисление происходит засчет углерода, который содержится в металле.

Расшифровка сталей в материаловедении

Принадлежит к классу: конструкционные углеродистые качественные. Химический состав: углерод — 0,17−0,24%; кремний — 0,17−0,37%; марганец — 0,35−0,65%; сера — до 0,04%; фосфор — до 0,04%. Широко применяется в котлостроении, для труб и нагревательных трубопроводов различного назначения, кроме того, промышленность выпускает пруток, лист.

ХВГ расшифровка

Принадлежит к классу: инструментальные легированные. Применяется для изготовления измерительного и режущего инструмента, метчиков, протяжек.

Источник: https://tokar.guru/metally/stal/klassifikaciya-i-markirovka-stali.html

Как классифицируются стали по химическому составу

по химическому составу;
по структуре;
по назначению;
по качеству;
по степени раскисления.

По химическому составу стали подразделяют на:

– углеродистые	(классификация по содержанию углерода)– низкоуглеродистые (до 0,2 %)– среднеуглеродистые (0,2–0,45 %)– высокоуглеродистые (содержащие более 0,5 %)
– легированные	(классификация по сумме легирующих элементов)– низколегированные (до 2,5 %)– среднелегированные (2,5–10,0 %)– высоколегированных (более 10,0 %)

При определении степени легирования содержание углерода во внимание не принимают, марганец и кремний считаются легирующими элементами при их содержании более 1 и 0,8 % соответственно.

Классификация сталей по структуре

Структура стали – менее устойчивый классификационный признак, так как зависит от скорости охлаждения (толщины стенки отливок), степени легирования, режима термообработки и других изменяющихся факторов, но структура готового изделия позволяет объективно оценивать его качество.

Стали по структуре классифицируют в состояниях после отжига и нормализации.

В отожженном состоянии стали подразделяют на:

доэвтектоидные – имеющие в структуре избыточный феррит
эвтектоидные – структура которых состоит из перлита
заэвтектоидные – в структуре которых имеются вторичные карбиды, выделяющиеся из аустенита
ледебуритные – в структуре которых содержатся первичные (эвтектические) карбиды
аустенитные
ферритные

После нормализации стали подразделяют на следующие структурные классы:

Классификация сталей по назначению

Конструкционные – стали, предназначенные для изготовления деталей машин и элементов строительных конструкций.

Конструкционные стали подразделяются на:

обыкновенного качества;
улучшаемые;
цементируемые;
автоматные;
высокопрочные;
рессорно-пружинные.

Инструментальные – стали, применяемые при изготовлении режущих и измерительных инструментов.

Инструментальные стали подразделяются на подгруппы по изготовлению:

для режущего инструмента;
для измерительного инструмента;
для штампово-прессовой оснастки.

Специального назначения – стали с особыми физическими и механическими свойствами.

Стали специального назначения подразделяются на:

нержавеющие (коррозионно-стойкие);
жаростойкие;
жаропрочные;
износостойкие;
магнитные;
немагнитные и т.д.

Классификация сталей по качеству

По качеству стали классифицируются на:

обыкновенного качества – содержащие до 0,06 % серы и 0,07 % фосфора;
качественные – содержащие до 0,035 % серы и 0,035 % фосфора;
высококачественные – содержащие не более 0,025 % серы и 0,025 % фосфора;
особо высококачественные – содержащие не более 0,015 % серы и 0,025 % фосфора.

Под качеством понимается совокупность свойств стали, определяемых металлургическим процессом ее производства (способ выплавки). Однородность химического состава, строение и свойства стали зависят от содержания вредных примесей и газов.

Классификация сталей по степени раскисления

По степени раскисления стали классифицируют на:

Раскислением называют процесс удаления кислорода из жидкой стали.

Спокойные стали раскисляют марганцем, алюминием и кремнием в плавильной печи и ковше. Они затвердевают в изложнице спокойно, без газовыделения, с образованием в верхней части слитков усадочной раковины.

Дендритная ликвация вызывает анизотропию механических свойств. Пластические свойства стали в поперечном (по отношению к направлению прокатки или ковки сечении значительно ниже, чем в продольном.

Зональная ликвация приводит к тому, что в верхней части слитка содержание серы, фосфора и углерода увеличивается, а в нижней – уменьшается. Это приводит к значительному ухудшению свойств изделия из такого слитка, вплоть до отбраковки.

Кипящие стали раскисляют только марганцем, что недостаточно. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании слитка частично реагирует с углеродом и выделяется в виде газовых пузырей окиси углерода, создавая впечатление «кипения» стали.

Кипящая сталь практически не содержит неметаллических включений продуктов раскисления. Эти стали выплавляют низкоуглеродистыми и с очень малым содержанием кремния (менее 0,07 %), но с повышенным количеством газообразных примесей. При прокатке слитков газовые пузыри, заполненные окисью углерода, завариваются. Листовой прокат из такой стали предназначен для изготовления деталей кузовов автомобилей вытяжкой, имеет хорошую штампуемость в холодном состоянии.

Полуспокойные стали по степени их раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими сталями. Частично их раскисляют в плавильной печи и в ковше, а окончательно – в изложнице за счет содержащегося в металле углерода. Ликвация в слитках полуспокойной стали меньше, чем в кипящей, и приближается к ликвации в слитках спокойной стали.

Классификация и применение сталей зависят от многих факторов, которые необходимо разобрать подробнее.

Классификация сталей: по назначению, составу, применению — Сайт о

Сочетание характерной циклической прочности в статическом состоянии и жесткости достигается путем изменения содержания углерода и легирующих компонентов. Различные качества стали получаются в результате применения в производстве определенных химических и термических технологий.

Классификация углеродистых сталей

Углеродистые сплавы подразделяют по следующим характеристикам:

количеству содержащегося углерода;
назначению;
структуре в состоянии равновесия;
степени раскисления.

В зависимости от количества углерода материал делят на категории:

высокоуглеродистые — больше 0,7%;
среднеуглеродистые — 0,3−0,7%;
низкоуглеродистые — до 0,3%.

В результате полученного качества стальные сплавы делят на:

высококачественные;
обыкновенные;
качественные.

Из металла в жидком состоянии удаляют кислород для уменьшения хрупкости при горячем формировании, этот процесс называется раскислением. По характеру отвердевания и степени раскисления материал классифицируется как кипящий, полуспокойный и спокойный.

В зависимости от полученной структуры в равновесном состоянии материал делят на:

эвтектоидные, характеризующиеся структурой из перлита;
доэвтектоидные, содержащие перлит и феррит;
заэвтектоидные — со вторичным цементитом и перлитом.

По назначению использования металл подразделяется на группы:

конструкционные (улучшаемые, высокопрочные, цементируемые, рессорно-пружинные), применяемые в строительстве, приборостроении, машиностроении и самолетостроении;
инструментальные для штампов горячей (200˚С) и холодной прессовки, измерительного и режущего инструмента).

Конструкционные металлы

Группа раскисления обозначается СП, ПС, КП — спокойные, полуспокойные и кипящие, соответственно. Категория, А используется для производства деталей, получаемых холодной обработкой, Категория Б применяется для элементов, изготавливаемых сваркой, ковкой, по методу термической обработки. Стали В по стоимости дороже предыдущих категорий, используются для производства ответственных конструкций и сварочных элементов.

Из всех трех категорий обыкновенных углеродистых сталей делают металлические конструкции и детали в приборостроении и машиностроении со слабой нагрузкой, в тех случаях, когда работоспособность обусловлена требуемой жесткостью. Металлы в виде арматуры вкладывают в железобетонные конструкции. Из категорий В и Б делают сварные фермы, рамы и металлические узлы, которые затем укрываются цементным раствором.

Среднеуглеродистые группы с большим запасом прочности используют для рельсов, колес железнодорожных вагонов, шкивов, валов и шестеренок механических приспособлений и машин. Некоторые материалы этой группы разрешаются к термической обработке.

Низкоуглеродистые сплавы отличаются хорошей пластичностью при холодной обработке, но имеют небольшой запас прочности.

Их выпускают в виде листов, материал мягкий, легко штампуется, тянется, сюда относят жесть и металл для эмалированных предметов быта.

При цементировании сталей в производстве увеличивается показатель поверхностной прочности, что дает возможность изготавливать малонагруженные колеса зубчатой передачи, кулачки и др.

Среднеуглеродистые металлы и аналогичные составы с увеличенным процентом марганца отличаются средними показателями прочности, но пластичность и вязкости при этом снижается.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как соединить два провода

По условиям работы запчастей определяется метод усиления сталей в виде нормализации, низкоотпускной и ТВЧ закалки и др.

Из них делают высокопрочную проволоку, рессоры, пружины и повышенными требованиями к износостойкости.

Автоматные виды

фосфора и серы снижает показатели качества, сера снижает антикоррозионные свойства, сульфидов ведут к нарушению однородности металла. Их этого класса сталей делают детали сложной формы и поверхности, крепежные элементы, рассчитанные на небольшую нагрузку.

Легированные типы

К ним относят металлы с содержанием легирующих добавок в количестве до 2,5%. Буквенные обозначения марки включают литеры, указывающие на определенные примеси, а цифра после них говорит о процентном содержании элемента. Если его содержание менее 1,5%, то в обозначении добавка не ставится.

углерода в этой группе сталей нормируется количеством 0,1−0,3%, к основным свойствам после термической, химической обработки и низкого отпуска после закалки относят:

высокую твердость материала на поверхности;
уменьшенную прочность средних слоев и повышенную вязкость.

Стали используют для производства деталей машин и приборов, предназначенных для работы с ударными и переменными нагрузками в условиях повышенной изнашиваемости.

Цементируемые материалы

Для повышения показателей твердости, выносливости при контакте, износостойкости, прокаливаемости используют хром, магний, никель, последний элемент повышает вязкость и снижает предел хладноломкости. Цементируемые составы делят на две группы:

средней прочности с порогом текучести меньше 700 МПа;
повышенной прочности с аналогичным показателем в пределах 700−1100 МПа.

По содержанию добавок различают виды:

хромистые составы и хромованадиевые, цементируемые на глубину менее 1,5 мм;
хромомарганцевые составы включают титана 0,06%, марганца и хрома по 1%, имеют особенность внутренне окисляться при газовой цементации, что ведет к уменьшению прочностных характеристик;
хромоникельмолибденовые сплавы являются представителями мартенситного класса и отличаются уменьшенным короблением, что обусловлено воздушной закалкой, легированием редкоземельными металлами, повышающими прокаливаемость, статическую прочность и сопротивление ударам.

Пружинно-рессорные сплавы

Детали работают в условиях упругой деформации и подергаются циклическим нагрузкам, поэтому от сталей требуются высокие показатели текучести, пластичности и сопротивления излому. В состав входят:

марганец — менее 1,2%;
кремний — менее 2,7%;
ванадий — до 0,26%;
хром — до 1,25%;
никель — менее 1,75%;
вольфрам — менее 1,2%.

Для обеспечения надежной работы инструментов сталь должна обладать специальными свойствами, которые проявляются у каждой группы материалов по-разному в зависимости от производства и технологии введения добавок.

Шарикоподшипниковые формы

Закалка деталей (роликов, шарикоподшипников и колец) проводится в масляной ванне при температуре 850−870˚С, их охлаждают с целью обеспечения стабильности до 25˚С перед отпуском. Так как подшипниковые и подобные элементы при эксплуатации испытывают сильные динамические нагрузки, то их делают из металлов с дальнейшей термической обработкой и цементацией.

Износостойкие виды

Сопротивление износу повышается с увеличением показателя поверхностной твердости материала. Для долговременной эксплуатации важны такие качества сплава:

сопротивление разрушению при абразивном трении;
долговременная эксплуатация в условиях высокого давления и ударных нагрузок.

Литая сталь имеет структуру аустенита, у которого на границах зерен выделяется излишний марганца карбид, ведущий к уменьшению прочности и вязкости. Чтобы получить аустенитную однофазную структуру заготовки закаливают в водной среде при температуре около 1100˚С.

Сопротивляющиеся коррозии

Нержавеющие металлы делят на хромоникелевые и хромистые. Хромистые составы используют для пластичных деталей, которые изготавливают штамповкой и методом сварки. Этот вид подразделяют на ферритные, мартенситно-ферритные и мартенситные сплавы. Для повышения сопротивления ударам их закаливают в масле при температуре около 1000˚С в условиях высокого отпуска с показателями температуры в пределах 600−800˚С.

Жаропрочные сплавы

Применяют для изготовления элементов, работающих при температуре выше 500˚С, составы низколегированные, содержащие до 0,25% С и других легирующих добавок: хрома, вольфрама, никеля.

Закалка и нормализация осуществляется в масле при температуре около 890−1050˚С.

Из перлитных сталей делают детали, подвергающиеся в работе режиму ползучести при малых нагрузках, например, паронагревательные трубы, арматура котлов с паром, крепежные детали.

Источник: https://nzmetallspb.ru/tehnologii/klassifikatsiya-stalej-po-naznacheniyu-sostavu-primeneniyu.html

Сталь: основные виды, классификация, предназначение

Современная строительная индустрия не обходится без применения сталей. Сплав, имеющий множество маркирований и классов, используется как в мелком, так и крупном строительстве, а также принимает участие в декоративно-отделочных работах. По своей специфике, сталь – совокупность железа и углерода. Особенность состоит в процентном соотношении данных компонентов.

На 1 кг сплава приходится 98% железа и лишь оставшиеся 2%, составляет углерод. При увеличении количества углерода, может получиться новый сплав – чугун. В компонентном составе присутствуют иные металлы: хром, магний и т. д.

Подобное сочетание позволяет регулировать производственный процесс, создавать новые, востребованные марки стали, а также использовать данный сплав во многих сферах человечества.

Типология и виды стали

Ранее отмечалось, что базовыми компонентами стали выступает железо и углерод. Исходя из подобного соотношения, сплав, по типологии, характеризуется как легированный, низколегированный и углеродистый. От типологии зависят не только свойства, но и технические характеристики материала.

Качество – показатель соотношения углерода к железу. При меньшем процентном соотношении, конечный продукт выходит мягким, эластичным и пригоден для дальнейшей обработки и производства холоднокатаной и горячекатаной металлопродукции. Сталь, с повышенным количеством железа, предназначается для изготовления элементов, служащий в качестве составляющих простых механизмов, не отвечающих за распределения веса или сложные функции.

Сплав, содержащий C2 в процентном соотношении 0.5 к основной массе, является твердым (легированным). Наиболее востребованный продукт в строительной индустрии. Материал играет основную роль, а именно: сдерживание веса конструкции.

Эксплуатационный срок у материала высокий, от 50 до 75 лет. Сплав не подвергается коррозии и не деформируется в неблагоприятном температурном режиме. Проще говоря, любая продукция, изготовленная из твердого сплава, крайне износоустойчива и обладает выдержкой к объёмным нагрузкам.

В строении крупной автомобильной и погрузочной техники легированная и углеродистая сталь играет далеко не последнюю роль, так как данные материалы способны выдержать весомую механическую нагрузку, без деформационных и разрушительных процессов. Но, в момент производственного процесса, возникают определенные трудности со скреплением деталей.

Легированная сталь не сваривается. Соединить несколько элементов можно посредством разогрева до огромной температуры и дальнейшего прикладывания двух деталей.

Сталь обладает антикоррозийными свойствами и не разрушается в местах с повышенной влажностью.

Нержавеющая сталь – отдельная категория материала

Главенствующим критерием, способным уменьшить срок службы любого сплава, в составе которого присутствует железа, выступает коррозия. Ее разрушительное воздействие сказывается не только на внешнем виде детали. Ржавчина деформирует металлическое изделие изнутри, со временем приводя его в непригодность. Около четверти столетия назад, эксперты в области металлургии нашли решение данной проблемы, а именно: нержавеющую сталь.

Нержавейка – универсальный материал, эксплуатируемый во многих отраслях человечества. Машиностроение, возведение многоэтажных зданий, судостроение и даже авиастроение не обходится без использования нержавейки.

Деформировать данный сплав сложно, ведь он устойчив к перепадам давления и температуры, а также категорически не подвергается воздействию коррозии.

Народные умельцы и кузнецы предпочитают использовать нержавейку в качестве исходного материала, для производства сувенирной и потребительской продукции.

В чем особенность данного материала? Подобная популярность обусловлена невероятными коррозионно-стойкими свойствами, а также сохранность конечного изделия даже при высокой температуре.

Маркирование и обозначение сталей

Сталь – не целостный материал, а совокупность многочисленных компонентов. Маркировка позволяет обозначить соотношение конкретных элементов в компонентном составе, а также отнести сплав к определенной группе.

Как правило, при помощи обозначения, определяются базовые свойства стали – устойчивость к механическим нагрузкам, выдержка давления и смены температурных режимов, а также устойчивость к ржавчине.

В отдельных ситуациях, маркировка обозначает количество железа и C2 входящего в состав сплава.

Конечная расшифровка, позволяет классифицировать сплав к определенной группе. Всего существует три классификации (группы):

Конструкционный вид.
Строительный.
Инструментальный.

Каждая группа обладает определенными преимуществами и недостатками перед представителями другой классификации. Рассмотрим подробно, в чем заключается положительная и отрицательная сторона определенной группы.

Конструкционная группа

Принимает участие в изготовлении конструкционных деталей, опор, арматур и свай, используемых для строительства крупногабаритных объектов или высокоэтажных зданий. Очень часто применяется в сфере металлопроката. В конструкционную группу входят стали двух типажей: легированная и углеродистая. В свою очередь, легированная сталь делится на четыре подкласса:

Базового качества. Отсутствуют посторонние примеси, за исключением хрома. На конечном продукте присутствует маркировка «Ст».
Оптимального качества. Приблизительно 0,05% — посторонние элементы. Остальную часть сплава занимается железо и C2. На деталях отсутствует маркировка.
Высокого качества. Для повышения технических характеристик и прочности добавляется никель, в количестве 0,003, на общую массу сплава. На конечном продукте отмечается буквой «А».
Наивысшее качество. Посторонние примеси не используются, чтобы процент прочности не уменьшался. Посредине маркировочного обозначения присутствует буква «Ш».

Отдельный подкласс, не относящийся к обычным подкатегориям – быстрорежущая сталь. Она используется в качестве полировочного материала, так как податливость сплава превышает 50%. При помощи термообработки, конечный продукт закаляют и значительно повышают коэффициент прочности.

При наличии быстрорежущей стали, на продукт наносят маркировку «КБ».

Строительная группа

Главное направление – строительная сфера. Из сталей строительной группы изготавливают крепежное оснащение, использующееся в качестве опоры жилого или складского помещения. Конечная продукция способна выдержать вес до нескольких тон, сохранив при этом первоначальный вид. Характерная маркировка – буква «С», в самом начале.

Маркировка – очень важная вещь, поэтому для выбора качественной продукции, следует заранее овладеть терминологическим языком, чтобы подобрать требующийся материал. Низколегированные стали не подходят для строительных работ, но их можно использовать для производства холоднокатаной металлопрокатной продукции.

Классификация

Последний, но очень важный момент – классификация стали. Охарактеризовать сплав возможно, учитывая следующие критерии:

Компонентный состав.
Процентное соотношение железа, углерода и вспомогательных добавок.
Восприимчивость к ржавчине.
Специфике применения.

Некоторые аспекты не требуют тщательного изучения, но компонентный состав, наличие посторонних добавок и восприимчивость к ржавчине – ключевые моменты, позволяющие выбрать не только качественную, но и долговечную продукцию.

Компонентный состав

Данный показатель конкретизирует количество C2, используемого для изготовления сплава. По ГОСТу, продукция, с недостатком или избытком углерода не может быть допущена к употреблению, из-за несоответствия своду правил безопасности.

Структуризация – процесс, характеризующийся не только наличием C2 и железа, а также наличием дополнительных материалов, способствующих улучшению базовых параметров – прочности, устойчивости к коррозии и долговечности. Чтобы добиться требуемого результата, нужно раскалить сталь до 800 градусов и оставить охлаждаться. Если материал остывает в течение 3–4 часов – 100% соответствие нормативам ГОСТа. Продукцию можно использовать в строительстве и крупном машиностроении.

Процентное соотношение вспомогательных добавок

Ранее отмечалось, что в стали присутствуют вспомогательные добавки, позволяющие оптимизировать качество конечной продукции и самого сплава. Например, чтобы увеличить сопротивляемость температурным перепадам, необходимо присутствие серы в составе материала. Подобное сочетание приводит к уплотнению внешней оболочки, что позволит сохранять сплаву первоначальную структуру без изменений. Помимо серы, в сталь добавляют бром, молибден и прочие добавки.

Восприимчивость к коррозии

Один из базовых моментов классификации. Коррозия возникает не только в условиях повышенной влажности, но и при неправильном хранении и использовании сплава и конечной продукции.

Углерод – природный катализатор коррозии, но полностью подавить данный процесс невозможно. Чтобы избавиться от столь неприятной проблемы, была разработана и применена в широком производстве нержавейка, о которой упоминалось ранее.

Но, помимо нержавейки, существует отдельный компонентный состав, с участием серы, преграждающий дальнейшее развитие ржавчине не только внутри, но и снаружи изделия.

К сожалению, оградить от пагубного влияния природного разрушающего фактора можно лишь твердые сплавы.

Источник: https://ssopromat.ru/materialyi/stal-osnovnyie-vidyi-klassifikatsiya-prednaznachenie/

Классификация сталей

Стали классифицируют:

по химическому составу;
по структуре;
по назначению;
по качеству;
по степени раскисления.

Классификация сталей по химическому составу

По химическому составу стали подразделяют на:

– углеродистые	(классификация по содержанию углерода)– низкоуглеродистые (до 0,2 %)– среднеуглеродистые (0,2–0,45 %)– высокоуглеродистые (содержащие более 0,5 %)
– легированные	(классификация по сумме легирующих элементов)– низколегированные (до 2,5 %)– среднелегированные (2,5–10,0 %)– высоколегированных (более 10,0 %)

Классификация сталей по структуре

Стали по структуре классифицируют в состояниях после отжига и нормализации.

В отожженном состоянии стали подразделяют на:

доэвтектоидные – имеющие в структуре избыточный феррит
эвтектоидные – структура которых состоит из перлита
заэвтектоидные – в структуре которых имеются вторичные карбиды, выделяющиеся из аустенита
ледебуритные – в структуре которых содержатся первичные (эвтектические) карбиды
аустенитные
ферритные

После нормализации стали подразделяют на следующие структурные классы:

перлитный
аустенитный
ферритный

Классификация сталей по назначению

Конструкционные стали подразделяются на:

обыкновенного качества;
улучшаемые;
цементируемые;
автоматные;
высокопрочные;
рессорно-пружинные.

Инструментальные – стали, применяемые при изготовлении режущих и измерительных инструментов.

Инструментальные стали подразделяются на подгруппы по изготовлению:

для режущего инструмента;
для измерительного инструмента;
для штампово-прессовой оснастки.

Специального назначения – стали с особыми физическими и механическими свойствами.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как Шуруповертом вязать арматуру

Стали специального назначения подразделяются на:

нержавеющие (коррозионно-стойкие);
жаростойкие;
жаропрочные;
износостойкие;
магнитные;
немагнитные и т.д.

Классификация сталей по качеству

По качеству стали классифицируются на:

обыкновенного качества – содержащие до 0,06 % серы и 0,07 % фосфора;
качественные – содержащие до 0,035 % серы и 0,035 % фосфора;
высококачественные – содержащие не более 0,025 % серы и 0,025 % фосфора;
особо высококачественные – содержащие не более 0,015 % серы и 0,025 % фосфора.

Классификация сталей по степени раскисления

По степени раскисления стали классифицируют на:

спокойные (сп);
полуспокойные (пс);
кипящие (кп).

Раскислением называют процесс удаления кислорода из жидкой стали.

Кипящие стали раскисляют только марганцем, что недостаточно. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании слитка частично реагирует с углеродом и выделяется в виде газовых пузырей окиси углерода, создавая впечатление «кипения» стали.

Литература

Материаловедение / Ю.Т. Чумаченко, Г.В. Чумаченко. – Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 320 с.
Материаловедение / О.В. Травин, Н.Т. Травина. М.: Металлургия. 1989. 384 с.
Металловедение / А.П. Гуляев. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
Материаловедение / А.М. Адаскин, В.М. Зуев. – М.: ПрофОбрИздат, 2001. – 240 с.
Справочник молодого токаря-револьверщика / Е.О. Пешков. М., Высшая школа, 1966. 179 с.
Справочная книга сварщика / А.М. Китаев, Я.А. Китаев. М.: Машиностроение, 1985. – 256 с.
Материалы в приборостроении и автоматике: Справочник / Под ред. Ю.М. Пятина. – М.: Машиностроение, 1982. – 528 с.
Общетехнический справочник / Под общ. ред. Е.А. Скороходова. – М.
: Машиностроение, 1989. – 512 с.

Источник: http://weldworld.ru/theory/materialovedenie/stali/klassifikaciya-staley.html

Клссификация стали по хмическим, механическим свойствам

Сталь – производят из смеси чугуна и металома в конвертерах, мартеновских печах (сейчас мартены закрыты) и электропечах.

Углеродистая сталь – это метал без легирующих элементов.

Легированная сталь – сталь с добавлениями легирующих элементов, таких как: Мn и Si.

Компания Метпромснаб реализует данные марки стали из наличия и под заказ.

Стали подразделяются на группы по разным свойствам и хим. составу

Классифицируют стали по принципам:

• по химическому составу;
• по структурному составу;
• по качеству (по способу производства и содержанию вредных примесей);
• по степени раскисления и характеру затвердевания металла в изложнице;
• по назначению.

Стали углеродистые по хим. составу можно разделить на группы:

• малоуглеродистые – менее 0,3% С;
• среднеуглеродистые – 0,30,7% С;
• высокоуглеродистые – более 0,7 %С.

В зависимости от содержания легирующих добавок:

• низколегированные – менее 2,5%;
• среднелегированные – 2,510%;
• высоколегированные – более 10%.

Легированные стали также делятся на классы по составу:
• в отожженном состоянии – доэвтектоидный, заэвтектоидный, ледебуритный (карбидный), ферритный, аустенитный;
• в нормализованном состоянии – перлитный, мартенситный и аутенитный.

К перлитному классу относят углеродистые и легированные стали с низким содержанием легирующих добавок.
К мартенситному классу – с более высоким и к аустенитному – с высоким содержанием легирующих добавок.

Классифицируются стали так же по качеству:

S, % Р, %
Обыкновенного качества (рядовые) менее 0,06 менее 0,07
Качественные менее 0,04 менее 0,035
Высококачественные менее 0,025 менее 0,025
Особовысококачественные менее 0,015 менее 0,025
Сталь делится по степени раскисления:
• Спокойные ( обозначение краткое сп).
• Полуспокойные (обозначение краткое пс).
• Кипящие ( обозначение краткое кп).

Классифицируются стали так же по назначению:
• Конструкционные.
• Инструментальные.
• Стали с особыми физическими и химическими свойствами.

Стали конструкционные делят на:

• Строительные.
• Для холодной штамповки.
• Улучшаемые.
• Высокопрочные.
• Рессорно-пружинные.
• Шарикоподшипниковые.
• Коррозионностойкие.
• Жаростойкие.
• Жаропрочные.
• Износостойкие стали.

Подводим итоги.

Сталь – материал конструкционный в широком смысле слова: включая стали для деталей машин, строительных сооружений, инструмента и для особых условий работы – теплостойкие, нержавеющие, и т.п.
Главные качества стали – твердость,прочность, вязкость, пластичность, упругость, жаропрочность.

Компания Метпромснаб занимается продажей оптом и мелким оптом таких марок стали как конструкционная, углеродистая, низколегирванная, износостойкая сталь. У нас Вы вседа найдете: сталь 3сп-5, сталь 09Г2С, сталь 45, сталь 40Х, сталь10ХСНД, сталь 15ХСНД, сталь S355J, сталь 30ХГСА, сталь 65Г, а так же износостойкие стали (аналоги WELDOX, HARDOX) S690QL, А514-В, 16ХГМФТР, 25ХГС.

Источник: https://metpromsnab.com/klassifikacija-stali/

Износостойкие стали, их характеристики и типы

14 Августа 2018 12:01

// Металлопрокат

К износостойким сталям относятся сплавы, предназначенные для использования в экстремальных условиях. Благодаря особому химическому составу, они выдерживают серьезный абразивный износ, исключительные механические и сжимающие нагрузки, воздействие скольжения, трения.

На рынке высокопрочных сталей представлено множество производителей и видов проката, разобраться в которых бывает сложно даже профессионалам.

Из данной статьи вы узнаете, как правильно выбрать износостойкую сталь, и почему в разных отраслях промышленности просто необходимо использование качественных износостойких сплавов.

Главное свойство износостойких сталей – повышенная твердость, которая обеспечивается присутствием в составе марганца и других легирующих элементов.

Причем чем сильнее нагрузка на элемент, тем более износостойкой и твердой становится деталь, а разрушения поверхности и внутренней структуры не происходит.
При высоких показателях прочности материал остается пластичным, не крошится, поддается сварке.

При выборе высокопрочного сплава важно учитывать условия и интенсивность эксплуатации детали или узла. У проката, прошедшего закалку, повышается устойчивость ко всем разновидностям износа.

Характеристики износостойких сталей

Сферы применения износостойких сплавов

Использование высокопрочных сталей увеличивает срок эксплуатации оборудования, машин и механизмов, значительно снижает затраты на их ремонт и обслуживание, устраняет простои на производстве. Металлопрокат используется в самых разных отраслях.

Автомобилестроение
Производство деталей и узлов, подверженных интенсивным нагрузкам и работающих в условиях трения – ролики и шарики подшипников, втулки, сменные накладки, поршневые кольца, коленчатые валы и другие фасонные изделия, бронированные элементы.
Дорожная и строительная техника
Изготовление экскаваторных ковшей, режущих кромок техники, козырьков землечерпалок, гидравлических молотов, элементов разравнивателя для асфальтоукладочной машины. В качестве футеровки желобов оборудования, дробилок, контейнеров, лопастей барабана, бетономешалок.
Тяжелая карьерная и горнодобывающая техника
Изготовление режущих кромок оборудования, кузовов для самосвалов, транспортировочных емкостей и желобов, бункеров, футеровка накопителей и других элементов дробилок, режущий инструмент.
Железнодорожная отрасль
Облицовка вагонов, в качестве элементов железнодорожных полотен, звеньев гусеничных механизмов, крестовин и т. д.
Сельхозтехника и оборудование для лесозаготовки
Концевые механизмы лесопогрузчика, перегружателя, элементы отжимного пресса, плужного оборудования, оборудования для транспортировки и хранения силоса.
Станкостроение
В качестве элементов производственного оборудования, подвергающегося серьезным нагрузкам и трению: валы, узлы, агрегаты, детали.
Строительная отрасль
Изготовление металлоконструкций различного назначения, предполагающих особую прочность строения. Для этих целей используются конструкционные марки.

Виды и марки износостойких сталей

При изучении классификации и выборе износостойких сплавов необходимо учесть, что ряд марок отечественных производителей обозначают индексами, а в зарубежных маркировках нет информации по химическому составу.

Графитизированные марки (У16 (ЭИ336), 60Г, 65Г, 70Г, 40Х, 40ХН, 45ХН и др.) — отличаются высоким содержанием углерода, в состав также входит хром, никель, графит. Прокат упрочняется при динамической нагрузке, плохо поддается обработке.

Шарикоподшипниковые сплавы ГОСТ 801-78 (ШХ20, ШХ15) – относятся к виду инструментальных сталей и обладают высокой прочностью и износостойкостью, твердостью и необходимым уровнем вязкости. Высокомарганцовистые марки (Г13Л, 110Г13Л) – в состав кроме марганца входят также железо, углерод, хром. Обладают самой высокой износостойкостью, которая сочетается с низкой твердостью и высокой прочностью. Согласно отечественной стандартизации, сплавы соответствуют ГОСТ 977-88.

Как можно убедиться, высокое качество и надежность высокопрочных сталей делают их использование обоснованным во многих отраслях промышленности и машиностроения. Эти сплавы прочно завоевали позиции на рынке металлопроката и пользуются большой популярностью.

Источник: https://indust.by/info/articles/metalloprokat/iznosostoykaya-stal/

Классификация стали

Ковкий сплав железа, углерода и прочих примесей называют сталью.

Выпуск стали заключается в сплавлении в специализированных печках чугуна и металлического лома.

Практически все виды сталей есть конструкционным материалом, все что используются при строительстве, в машиностроении, при создании деталей механизмов и т.д.

Характеристика

Основными характеристиками стали считаются показатели:

прочности,
пластичности,
вязкости,
упругости,
твердости,
усталости,
устойчивость к трещенообразованиям,
устойчивость к низким и высоким температурам.

Почему они так выжны

За счет прочности удается выдержать рабочие напряжения.
За счет пластичности — обеспечивать устойчивость к значительным деформациям, избегая разрушений на участках перенагруженности.
За счет вязкости происходит поглощение работ внешних сил и препятствование развитию трещин.

При производстве пружин, рессор или других элементов работающих под воздействием упругой деформации и влиянием циклических нагрузок, важнейшими критериями являются высокие показатели пределов упругости, текучести стали, выносливости, пластичности, сопротивление хрупкому разрушению.

Сталь со значительно вісоким уровнем прочности называют высокопрочной. Ее ключевыми показателями есть:

достаточная пластичность,
слабая восприимчивость к надрывам и ломкости при малых температурах,
значительная сопротивляемость хрупким разрушениям,
хорошая свариваемость,

И все это при необходимой прочности.

К высокопрочным сталям относятся среднеуглеродистые легированные стали.

Классифицирование сталей производят по таким критериям:

химический состав;
структура;
качество (технология выпуска, наличие плохих компонентов);
степень раскисления и характер застывания;
специфика назначения стали.

Химия.

Учитывая количество углерода сталь бывает:

малоуглеродистая — содержание углерода до 0,3%;
среднеуглеродистая — наличие углерода в диапазоне 0,3- 0,7%;
высокоуглеродистая — содержание углерода больше 0,7 %.

Легирование

С целью придания сплаву специальных свойств в него добавляют легирующие компоненты или их сочетания.

В качестве легирующих примесей используют хром, никель, молибден, алюминий, титан, ванадий, серу и марганец (в увеличенной концентрации). Наилучший результат получается при введении сразу нескольких компонентов.

Легированные стали классифицируют по общему вмещению легирующих примесей. Так легированная сталь бывает:

низколегированная — вмещение легирующих примесей до 2,5%;
среднелегированная — содержание легирующих примесей в диапазоне 2,5-10%;
высоколегированная — наличие легирующих компонентов составляет свыше 10%.

Структура

Легированные стали и сплавы подразделяют типу структуры (Диаграмма состояния системы железо- углерод):

доэвтектоидная,
заэвтектоидная,
ледебуритная (карбид),
ферритная,
аустенитная,
перлитная,
мартенситная.

К перлитной структуре относятся углеродистые, легированные стали с малым наличием легирующих примесей, к мартенситной — со средним количеством, к аустенитной — с большим наличием легирующих компонентов.

Примеси

Качество стали зависит от технологии производства и количества компонентов. Учитывая качество различают 4 класса стали:

Группа	S, %	Р, %
Рядовая сталь (обыкновенное качество)	до 0,06	более 0,07
Качественная	до 0,04	более 0,035
Высококачественная	до 0,025	более 0,025
Особовысококачественная	до 0,015	более 0,025

Рядовая сталь

Углеродистая сталь обыкновенного качества есть самой популярной (Ст0, Ст3пс/сп, Ст5кп) из нее производят большой ассортимент изделий металлопроката.

Качественная сталь

К данному классу относятся углеродистые и легированные стали с определенным содержание серы и фосфора (08кп, 10пс, 20).
Процесс производства качественных и рядовых марок сталей схож, отличием является качество шихты и технология плавки и разливки.

Учитывая степень раскисления и характера застывания, рядовая и качественная сталь подразделяется на:

спокойная (сп),
полуспокойная (пс),
кипящая (кп).

Различие между ними заключаются в содержании таких элементов, как кислород, азот, водород. Кипящая сталь содержит максимальное их количество.

Сталь высокого качества

Выплавляется в электрических печках, в которых обеспечивается должная чистота неметаллических компонентов (S, P до 0,03%) и газа.

Сталь особовысококачественная подвергается электрошлаковой переплавке, что обеспечивает очищение от сульфида или оксида (S до 0,01%, P до 0,025%).

Представленная классификация является не полной. Различия сталей по характеру назначения мы рассмотрим в следующей публикации.

Источник: https://vikant.com.ua/news/Kl_Steel