Как определить химический состав стали

Определение химического состава стали, определение марки стали в Санкт-Петербурге

Помимо проведения исследования химического состава стали на объекте, мы осуществляем подобные исследования также в рамках наших лабораторных условий, которые позволяют максимально точно определять химический состав исследуемого образца стали, идентифицировать его марку, осуществить контроль качества.

Только быстрое и качественно обследование состава стали

Мы можем быстро и качественно обследовать объект в рамках технического задания заказчика, в которое может быть включено:

1. Определение C, S, P метрологически проверенными приборами;
2. Осуществление контроля качества исследуемой стальной продукции;
3. Идентификация и сортировка стали по маркам и видам сплавов;
4. Тщательная проверка на соответствие марок сварочных соединений и материалов;
5. Выявление брака в металлических изделиях;
6. Детальный анализ химического состава сплавов и металлов;
7. Сортировка и контроль складируемых металлов и сплавов;
8. Спектральный анализ взятых образцов в независимости от их сложной формы, поверхности, без применения дополнительного оборудования в полевых условиях.

Высококвалифицированные специалисты ИЦ «СтройЭксперт» в Санкт-Петербурге

В нашей компании работают только высококвалифицированные специалисты, подходящие к работе с полным пониманием поставленных задач, профессиональным опытом и узкоспециализированными навыками.

Все наши специалисты имеют аттестаты, прошли необходимое профессиональное обучение и имеют квалифицированные удостоверения.

Просим обращаться за подробной информацией к нашим специалистам

Определение химического состава стали осуществляется качественно и в короткие сроки. Просим обращаться по этому вопросу к нашим специалистам, задавать вопросы по телефонам – (343) 384-85-34, 345-85-34, 8-800-775-87-88, а также использовать форму обратной связи, или электронную почту – info@stroy—ek.ru (с пометкой «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СТАЛИ»).

У нас найдутся ответы на все имеющиеся вопросы! Будем рады новому сотрудничеству!

Источник: https://piter.stroy-ek.ru/service/opredelenie-prochnostnyh-harakterist/opredelenie-himicheskogo-sostava-stali/

Сталь: виды, свойства, марки, технология производства

Сталь: виды, свойства, марки, производство

Сталь и изделия из неё настолько прочно вошли в жизнь и быт современного человека, что существование без металлических предметов трудно представить. Когда это касается посуды, мелких инструментов, бытовой техники и оборудования совсем не обязательно знать марку, классификацию сплавов, области их применения.

Эти сведения важны, скорее, для тех, кто решился приступить к строительству собственного жилья, и не знает какие металлоизделия подходят для этих целей. Итак, о том, что такое сталь, какие виды стали существуют, и какими свойствами обладает этот популярный на сегодняшнее время сплав, будет рассказано в строительном журнале samastroyka.ru.

Что такое сталь, и её отличие от чугуна

Железоуглеродистый сплав — это и есть всем известная сталь. Обычно доля углерода в сплаве варьируется от 0,1 до 2,14%. Увеличение концентрации углерода делает сталь хрупкой. Кроме основных компонентов в сплаве содержатся и небольшие количества магния, марганца и кремния, а так же вредных серных и фосфорных примесей.

По основным свойствам сталь и чугун очень схожи. Несмотря на это между ними существуют значительные различия:

• сталь более прочный и твёрдый материал, нежели чугун;
• чугун, несмотря на обманчивую массивность чугунных изделий, более лёгкий материал;
• поскольку в составе стали ничтожно малый процент углерода, её легче обрабатывать. Для чугуна более предпочтительна отливка;
• изделия из чугуна лучше сохраняют тепло, благодаря тому, что его теплопроводность значительно ниже чем у стали;
• закалка металла, повышающая прочность материала, невозможна в отношении чугуна.

Достоинства и несовершенства стальных сплавов

Поскольку марок стали огромное количество, а изделий из неё ещё больше, то говорить о плюсах и минусах стали бессмысленно. Тем более, что свойства металла во многом зависят от технологий изготовления и обработки.

Вследствие этого можно только выделить несколько общих преимущественных особенностей стали, таких как:

• прочность и твёрдость;
• вязкость и упругость, то есть способность не деформироваться и выдерживать ударные, статические и динамические нагрузки;
• доступность для разных способов обработки;
• долговечность и повышенная износоустойчивость в сравнении с другими металлами;
• доступность сырьевой базы, экономичность производственных технологий.

К сожалению, стали свойственны и некоторые минусы:

• неустойчивость к коррозии, в том числе высокий уровень электрохимической коррозии;
• сталь — тяжёлый металл;
• изготовление изделий из стали производится в несколько этапов, нарушение технологии на любом из них приводит к снижению качества.

Разновидности и классификации стальных сплавов

Сегодня сложно определить количество производимых и используемых стальных сплавов. Так же не просто их классифицировать, поскольку их свойства зависят от множества параметров, таких как состав, характер и количество добавок, способы изготовления и обработки, назначения и многих других.

По качеству принято различать обычные, качественные, высококачественные и особовысококачественные стали. Доля вредных примесей является основным критерием для определения качества сплава. Для обыкновенных сталей характерны более высокие значения доли примесей, чем для особовысококачественных сплавов.

Химический состав стали. В основу производства сплавов из железа положена его способность формировать различные структурные фазы при разных температурах, так называемый полиморфизм. Благодаря этой способности, растворённые в железе примеси, образуют сплавы различных составов. Принято делить стальные сплавы на углеродистые и легированные.

Сталь по определению является сплавом железа с углеродом, от концентрации которого зависят его свойства: твёрдость, прочность, пластичность, вязкость. В составе углеродистой стали практически не содержится  дополнительных добавок.

Базовые примеси — марганец, магний, и кремний содержатся в минимальных количествах, и не ухудшают её свойств и качеств. Кремний и марганец оказывают на сплав раскисляющее действие, повышают упругость, износоустойчивость, жаростойкость. Но, в случае увеличения доли  являются легирующими элементами. Стали с большим содержанием марганца теряют магнитные свойства.

Значительно более вредные для обоих видов сталей примеси серы и фосфора. Сера, соединяясь с железом, способствует повышению хрупкости при обработке высокими температурами (прокат, ковка), увеличению усталости, уменьшению устойчивости к коррозии.

Фосфор, особенно при большой доле углерода в сплаве, повышает его хрупкость в обычных температурных условиях. Кроме этого, существует целая группа скрытых, неудаляющихся во время плавки вредных примесей. Эти неметаллические включения в виде азота, водорода и кислорода при горячей обработке делают металл более рыхлым.

Виды углеродистой стали

Углеродистые стали делятся на виды, которые характеризуются долей содержания углерода:

• к высокоуглеродистым относятся сплавы с долей более 0,6 %;
• в среднеуглеродистых сплавах концентрация углерода находится в пределах от 0,25 до 0,6 %;
• допустимые значения, характерные для низкоуглеродистых сталей — не более 0,25 %  .

Легированные стали подразделяются на:

— низколегированные, с долей легирующих добавок не более 2,5 %;

— среднелегированные, с долей дополнительных элементов до 10%;

— высоколегированные, в которых доля легирующих элементов составляет более 10%.

Легированные стали отличаются низкой концентрацией углерода и наличием различных легирующих добавок.

В соответствии с назначением стали делят на группы конструкционных, инструментальных и сталей особого назначения.

Каждая группа делится на подгруппы и виды, которые конкретизируют свойства, особенности и области применения сплавов.

К конструкционным сталям относятся:

1. Строительные, их основное свойство — хорошая свариваемость, это низколегированные сплавы обычного качества.
2. Для холодной штамповки используют прокат из низкоуглеродистых сплавов обычного качества.
3. Цементуемые, применяются в изготовлении деталей с поверхностным истиранием.
4. Высокопрочные характеризуются двойным порогом прочности относительно других конструктивных видов.
5. Рессорно-пружинные стали с добавлением ванадия, брома, кремния, хрома и марганца, рассчитаны на длительное сохранение упругости.
6. Шарикоподшипниковые стали с большой долей углерода и добавлением хрома, которым свойственны особая износоустойчивость, прочность и выносливость.
7. Автоматные, в их составе присутствуют примеси серы, свинца, теллура и селена, облегчающие обработку металла станками — автоматами, на которых осуществляется производство массовых деталей
8. Нержавеющие, к ним относятся сплавы с высоким содержанием хрома и никеля. Концентрация углерода в таких сплавах минимальна.

Виды инструментальной стали

Стали инструментального назначения имеют несколько разновидностей:

• Используемые в производстве режущих инструментов, к ним относятся некоторые виды углеродистой, легированной и быстрорежущей стали.
• Измерительные инструменты производятся из достаточно твёрдых сплавов, обладающих износоустойчивостью и способностью к сохранению постоянных размеров, чаще всего для этого используют закалённую и цементированную сталь.
• Для штамповой стали характерны твёрдость, термоустойчивость и прокаливаемость. Этот вид делится на подвиды, к которым относят валковые сплавы и стали для разнотемпературной обработки.

К сталям особого назначения относят марки сталей, которые применяются в конкретных производственных областях:

• электротехнические стали — из них производят магнитные провода;
• суперинвары — используют в производстве высокоточных приборов;
• жаростойкие — работают при температурах более 900 °C;
• жаропрочные — могут работать при высоких температурах в нагруженных состояниях.

Структура стали

Концентрация углерода в сплаве определяет не только свойства металла, но и его внутреннюю структуру. К примеру, мало- и среднеуглеродистые сплавы имеют структуру, состоящую из феррита и перлита. При увеличении доли углерода начинается формирование вторичного цементита. Легирование стали тоже меняет структуру сплава.

По структуре стали могут быть:

• перлитными — с низким содержанием легирующих добавок;
• мартенситными — стали, имеющие пониженную критическую скорость закалки и средний уровень содержания легирующих примесей;
• аустенитными — высоколегированные сплавы, применяемые в агрессивных средах.

Отожженные стали делятся на:

• доэвтектоидную сталь, с концентрацией углерода менее 0,8%;
• заэвтектоидную сталь, состоящую из перлита и цементита, применяют как инструментальную;
• карбидную (ледебуритную) — к ней относятся быстрорежущие стали;
• ферритную — высоколегированную сталь с низким содержанием углерода.

Способы изготовления стали и технологии

От технологии изготовления стали зависят структура этого сплава, его состав и свойства. Обычные стали производятся в мартеновских печах или конвертерах. Как правило, они насыщены значительным количеством неметаллических примесей.

Высококачественные сплавы производят с использованием электропечей. Особовысококачественные легированные стали, содержащие минимальное количество вредных примесей, производятся в процессе электрошлаковой переплавки.

При производстве сталей используют процесс раскисления, направленный на выведение кислорода из структуры сплава.  От количества удалённого кислорода зависит, какие получаются стали: малораскисленные, совершенно раскисленные или полураскисленные. Их классифицируют, как кипящие, спокойные и полуспокойные.

Марки стали

Несмотря на то, что сталь однозначно признаётся самым востребованным сплавом железа, единая система маркировки её видов по настоящее время не сложилась. Наиболее проста и популярна  буквенно-численная маркировка.

Качественные углеродистые стали маркируют с использованием литеры «У» и двузначным числовым значением (в сотых %) уровня углерода в их составе (У11).В марке обычных углеродистых сталей за буквой следует число, указывающее на количество углерода в десятых %  — У8.

Литеры используются и в маркировке легированных сталей. Они указывают на основной элемент, применяемый для легирования. Идущая следом цифра показывает концентрацию данного элемента в составе стали. Перед литерой ставят цифру, соответствующую доле углерода в металле в сотых %.

Например, стоящая в конце марки высококачественного сплава буква «А» указывает на его качество. Эта же литера в середине марки уведомляет об основном  элементе легирования, в данном случае им является азот. Литера в начале марки сообщает о том, что это автоматная сталь.

Литера «Ш» в конце маркировки, прописанная через дефис, говорит о том, что это особовысококачественный сплав. Качественные стали, не имеют в маркировке литер «А» и «Ш». Кроме того, существует дополнительная маркировка, указывающая на особые характеристики сталей. Так, например, магнитные сплавы отмечают литерой «Е», а электротехнические — «Э».

Буквенно-числовая маркировка, пожалуй, одна из самых простых и понятных для потребителя. Другие, более сложные, доступны только для специалистов.

(4 5,00 из 5)

Источник: https://samastroyka.ru/stal.html

Сталь 9хс: расшифровка марки и химический состав, характеристики и технологии закалки, область применения — Станок

Видя маркировку «9ХС», мы понимаем, что имеем дело со сталью с 0,9-процентным содержанием углерода, а также присутствием хрома и кремния. Повышенное содержание (до 1,5%) последних двух элементов позволяет отнести этот сплав к легированным, что обуславливает целый набор дополнительных характеристик, не свойственных обычным углеродистым сталям.

Процентное содержание химических элементов в инструментальной легированной стали 9хс:

• Fe – около 94%
• Cr – 0,95-1,25%
• Si – 1,2-1,6%
• C – 0,85-0,95%
• Mn – 0,3-0,6%
• Cu – не более 0,3%
• V – не более 0,15%
• Mo – не более 0,2%
• W – не более 0,2%
• Ni – не более 0,35%
• S – не более 0,03%
• P – не более 0,03%
• Ti – не более 0,03%

Подобный состав делает сталь 9ХС не чувствительной к образованию флокенов – участков, с недостаточными прочностными характеристиками, где зачастую и возникают трещины.

При этом данный сплав активно применяется при создании кованых изделий, нередко становится материалом для сварных работ (только контактно-точечная сварка).

Легированная сталь 9хс: применение

Этот сплав популярен среди производителей ножей, которые оттягивают металл для придания ему нужной формы при помощи молотка. Данные изделия изначально не затачиваются, поскольку режущая кромка выводится «в ноль» посредством обычного спуска. К слову, подобная технология применяется при создании опасных бритв.

Готовый нож нельзя назвать универсальным, поскольку его кромка характеризуется некоторой хрупкостью. Однако, это идеальный инструмент легкого реза, поэтому он отлично подходит, например, для разделки мяса.

Основное же предназначение легированной стали 9хс – промышленное производство плашек, метчиков, сверл, разверток, фрез и прочего инструмента, работающего в холодных условиях. Сплав 9хс подходит и для выпуска ответственных деталей, к которым предъявляются повышенные требования к прочности на кручение и изгиб, износостойкости, упругости, к контактному нагружению.

Характеристики, ГОСТы и закалка инструментального легированного сплава 9хс

Основные механические и физические свойства стали можно найти в следующих таблицах:

Поставляется легированная сталь 9хс с повышенным содержанием кремния и хрома в виде традиционного фасонного проката:

• кованые заготовки – ГОСТы 1133-71 и 5950-2000
• полосы – ГОСТы 4405-75 и 5950-2000
• калиброванные прутки – ГОСТы 8559-75, 7417-75, 8560-78, 5950-2000

Источник: https://regionvtormet.ru/metally/stal-9hs-rasshifrovka-marki-i-himicheskij-sostav-harakteristiki-i-tehnologii-zakalki-oblast-primeneniya.html

Структура стали. Химические, механические и физические свойства

«Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы,

оно основа культуры и промышленности, оно орудие войны и мирного труда».

 А.Е.Ферсман

Все знаю, что сталь является важнейшим инструментальным и конструкционным материалом для всех отраслей промышленности.

Металлургическая промышленность Украины насчитывает более 50 металлургических заводов и является стратегически важной для страны. В Украине производится широкий ассортимент металлопроката, таких, как: арматура, круги, квадрат, катанка, проволока, полоса, уголок, балка, швеллер, листы, трубы и метизы.

Сталь

Рассматривая данный вопрос, начнем с химического состава.

Сталь – это соединение железо (Fe) + углерод (С) + другие элементы растворенные в железе.

Железо в чистом виде имеет очень низкую прочность, а углерод ее повышает.

Углерод улучшает и некоторые другие показатели:

• твердость,
• упругость,
• устойчивость к износу,
• выносливость.

 «Fe» в стали  должно быть — не менее 45%, «С»- не более 2,14% — теоретически,  однако на практике % концентрации углерода имеет следующий диапазон значений:

• Низкоуглеродистые стали —  0,1-0,13 %
• Углеродистые стали 0,14-0,5%
• Высокоуглеродистые – от 0,6%

Чем выше процент содержания углерода в стали , тем выше ее прочность и меньше пластичность. УГЛЕРОД — является неметаллическим элементом. Его плотность равна 2,22 г/см3, а плавится при t -3500 °С.  В природе он присутствует 2х полиморфных модификаций – графит  (стабильная модификация) и алмаз (метастабильная модификация), а  в  сплаве с железом:

• в свободном  — графит (в серых чугунах),
• в связанном  — твердое состояние -цементит.

Углерод в соединении с железом находится в состоянии цементита, т.е в химической связи с железом (Fe3C). Структура цементита может быть очень разной, а зависит она от процесса образования, содержания углерода и методов термообработок.

Углерод в свободном состоянии присутствует в сером чугуне  (СЧ), в виде графита. Серый чугун имеет пористую металлическую структуру и является весьма хрупким; на нем легко появляются трещины (особенно в процессе сварки).

Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества (ГОСТ 380-71)

Система железо- углерод

Структура стали изучается по диаграмме состояния системы железо- углерод. Она характеризует структурные превращения стали и выражает зависимость структурного состояния от температурных режимов и химического состава.

Диаграмма состояния системы железо- углерод

Диаграмма состояния содержит критические точи, которые очень важны теоретически и практически для процессов термообработки стали и их анализа. С помощью диаграммы Fe-C — можно определить вид термообработки, температурный интервал изменения структуры и прогнозировать микроструктуру.

Структуры стали

Сплавы железа с углеродом при различных температурах и различном содержании «С» имеют различную структуру, а соответственно и физические и химические свойства. Одним из таких состояний и является описанный выше цементит. А теперь о них:

Аустенит  – твердая структура  углерода в  гамма-железе — содержит «С» до 1,7% (t >  723° С). При снижении температуры аустенит распадается на феррит и цементит и возникает пластинчатая структура — перлит.

Феррит  — твердый раствор «C» в  α-железа- при t> 723-768° С , концентрация «С» составляет — 0,02%, а при t 20°С около 0,006% «С». Он очень пластичен, не тверд и имеет низкие магнитные свойства.

Цементит — карбид железа Fe3C. Концентрация «С»  6,63% . Цементит является хрупким , а его твердость — НВ760-800.

Перлит —  механическая смесь феррита и цементита, образуемая при постепенном охлаждении в процессе распада аустенита. Исходя из размера частиц цементита перлит имеет различные механические свойства. «С» -0,8%.

Ледебурит (структура чугуна) — смесь образующаяся из кристаллизация жидкого сплава цементита и аустенита. Ледебурит очень твердый, но хрупкий. Концентрация «С»-4,3%

Свойства стали

Конечно, не только углерод  влияет на свойства стали. Состав дополнительных элементов и их количество придают стали определенные свойства. Примеси бывают полезными и вредными. Хорошие примеси влияют исключительно на сами кристаллы, а вредные негативно воздействуют на связь кристаллов между собой. К хорошим примесям относят : марганец (Mn), кремний (Si). К плохим: фосфор (Р), серу (S), азот, кислород и другие.

Физические и механические свойства стали

Основными физическими свойствами стали являются:

• теплоемкость;
• теплопроводность;
• модуль упругости.
• Понятие модуля упругости стали (Е) заключается в соотношении твердого вещества упруго деформироваться при воздействии силы. Данная характеристика на прямую зависит от напряжения, а точнее, является производной соотношения напряжения к упругой деформации.
•  модуль сдвига (упругость при сдвиге) (G )– величина измеряемая в Паскалях (Па), определяющая упругие свойства тела или материала и их способность сопротивляться сдвигающим деформациям. Он применяется для расчета на сдвиг, срез, кручение.
•  коэффициент линейного и коэффициент объемного расширения при изменении температуры – это величина показывающая относительное изменение линейных размеров или объема материала или тела при увеличении температуры при неизменном давлении.

Основными механическими свойствами стали являются:

• прочность
• твердость
• пластичность
• упругость
• выносливость
• вязкость

Показатели механических свойств углеродистых сталей обыкновенного качества ( ГОСТ 380-71)

Основными химическими свойствами стали являются:

•  степень окисления
•  устойчивость к коррозии
•  жаростойкость
•  жаропрочность

Качество стали определяется различными показателями всех ее свойств и структуры. Учитываются и свойства и изделий из этой стали.

По качеству стали разделяют на:

• обыкновенного качества,
• качественная сталь,
• высококачественная сталь.

В данной статье мы рассматриваем только структуру стали и связанные с ней понятия. Качество стали, состав дополнительных примесей и их свойства будут  рассмотрены в следующей публикации.

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

Как определить состав стали

Сталь — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (до 2,14%) и другими элементами. Получают, главным образом, из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. Сплав железа с углеродом, содержащий более 2,14% углерода, называют чугуном.

99% всей стали — материал конструкционный в широком смысле слова: включая стали для строительных сооружений, деталей машин, упругих элементов, инструмента и для особых условий работы — теплостойкие, нержавеющие, и т.п.

Его главные качества — прочность (способность выдерживать при работе достаточные напряжения), пластичность (способность выдерживать достаточные деформации без разрушения как при производстве конструкций, так в местах перегрузок при их эксплуатации), вязкость (способность поглощать работу внешних сил, препятствуя распространению трещин), упругость, твердость, усталость, трещиностойкость, хладостойкость, жаропрочность.

Для изготовления подшипников широко используют шарикоподшипниковые хромистые стали ШХ15 и ШХ15СГ. Шарикоподшипниковые стали обладают высокой твердостью, прочностью и контактной выносливостью.

Пружины, рессоры и другие упругие элементы работают в области упругой деформации материала. В то же время многие из них подвержены воздействию циклических нагрузок. Поэтому основные требования к пружинным сталям — это обеспечение высоких значений пределов упругости, текучести, выносливости, а также необходимой пластичности и сопротивления хрупкому разрушению (55С2, 60С2А, 50ХФА, 30Х13, 03Х12Н10Д2Т).

Высокопрочные стали имеют высокую прочность при достаточной пластичности (среднеуглеродистая легированная сталь 40ХН2МА), высокой конструктивной прочностью, малой чувствительностью к надрезам, высоким сопротивлением хрупкому разрушению, низким порогом хладноломкости, хорошей свариваемостью.

Классификация сталей и сплавов производится:

• 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.

Химический состав
По химическому составу углеродистые стали делят в зависимости от содержания углерода на следующие группы:

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

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

Структурный состав
Легированные стали и сплавы делятся также на классы по структурному 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 элементов, к мартенситному — с более высоким и к аустенитному — с высоким содержанием легирующих элементов.

Классификация стали по содержанию примесей

По качеству, то есть по способу производства и содё примесей, стали и сплавы делятся на четыре группы
Классификация сталей по качеству

Группа	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

Стали обыкновенного качества

Стали обыкновенного качества (рядовые) по химическому составу -углеродистые стали, содержащие до 0,6% С. Эти стали выплавляются в конвертерах с применением кислорода или в больших мартеновских печах. Примером данных сталей могут служить стали СтО, СтЗсп, Ст5кп.
Стали обыкновенного качества, являясь наиболее дешевыми, уступают по механическим свойствам сталям других классов.

Стали качественные

Стали качественные по химическому составу бывают углеродистые или легированные (08кп, 10пс, 20). Они также выплавляются в конвертерах или в основных мартеновских печах, но с соблюдением более стро-гих требований к составу шихты, процессам плавки и разливки.

Углеродистые стали обыкновенного качества и качественные по степени раскисления и характеру затвердевания металла в изложнице делятся на спокойные, полуспокойные и кипящие. Каждый из этих сортов отличается содержанием кислорода, азота и водорода.

Так в кипящих сталях содержится наибольшее количество этих элементов.

Стали высококачественные

Стали высококачественные выплавляются преимущественно в электропечах, а особо высококачественные — в электропечах с электрошлаковым переплавом (ЭШП) или другими совершенными методами, что гарантирует повышенную чистоту по неметаллическим включениям (содержание серы и фосфора менее 0,03%) и содержанию газов, а следовательно, улучшение механических свойств. Это такие стали как 20А, 15Х2МА.

Стали особовысококачественные

Особовысококачественные стали подвергаются электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов. Данные стали выплавляются только легированными. Их производят в электропечах и методами специальной электрометаллургии. Содержат не более 0,01% серы и 0,025% фосфора. Например: 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш.

Классификация стали по назначению

По назначению стали и сплавы классифицируются на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими и химическими свойствами.

Конструкционные стали

Конструкционные стали принято делить на строительные, для холодной штамповки, цементируемые, улучшаемые, высокопрочные, рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые, автоматные, коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие стали.

Строительные стали

К строительным сталям относятся углеродистые стали обыкновенного качества, а также низколегированные стали. Основное требование к строительным сталям — их хорошая свариваемость. Например: С255, С345Т, С390К, С440Д.

Стали для холодной штамповки

Для холодной штамповки применяют листовой прокат из низкоуглеродистых качественных марок стали 08Ю, 08пс и 08кп.

Цементируемые стали

Цементируемые стали применяют для изготовления деталей, работающих в условиях поверхностного износа и испытывающих при этом динамические нагрузки. К цементируемым относятся малоуглеродистые стали, содержащие 0,1-0,3% углерода (такие, как 15, 20, 25), а также некоторые легированные стали (15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХН 12ХНЗА, 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ЗОХГТ, 20ХГР).

Улучшаемые стали

К улучшаемым сталям относят стали, которые подвергают улучшению — термообработке, заключающейся в закалке и высоком отпуске. К ним относятся среднеуглеродистые стали (35, 40, 45, 50), хромистые стали (40Х, 45Х, 50Х), хромистые стали с бором (ЗОХРА, 40ХР), хромоникелевые, хромокремниемарганцевые, хромоникельмолибденовые стали.

Высокопрочные стали

Высокопрочные стали — это стали, у которых подбором химического состава и термической обработкой достигается предел прочности примерно вдвое больший, чем у обычных конструкционных сталей. Такой уровень прочности можно получить в среднеуглеродистых легированных сталях — таких, как ЗОХГСН2А, 40ХН2МА, ЗОХГСА, 38ХНЗМА, ОЗН18К9М5Т, 04ХИН9М2Д2ТЮ.

Пружинные стали

Пружинные (рессорно-пружинные) стали сохраняют в течение длительного времени упругие свойства, поскольку имеют высокий предел упругости, высокое сопротивление разрушению и усталости. К пружинным относятся углеродистые стали (65, 70) и стали, легированные элементами, которые повышают предел упругости — кремнием, марганцем, хромом, вольфрамом, ванадием, бором (60С2, 50ХГС, 60С2ХФА, 55ХГР).

Подшипниковые стали

Подшипниковые (шарикоподшипниковые) стали имеют высокую прочность, износоустойчивость, выносливость. К подшипниковым предъявляют повышенные требования на отсутствие различных включений, макро- и микропористости. Обычно шарикоподшипниковые стали характеризуются высоким содержанием углерода (около 1%) и наличием хрома (ШХ9, ШХ15).

Автоматные стали

Автоматные стали используют для изготовления неответственных деталей массового производства (винты, болты, гайки и др.)> обрабатываемых на станках-автоматах.

Эффективным металлургическим приемом повышения обрабатываемости резанием является введение в сталь серы, селена, теллура, а также свинца, что способствует образованию короткой и ломкой стружки, а также уменьшает трение между резцом и стружкой.

Недостаток автоматных сталей — пониженная пластичность. К автоматным сталям относятся такие стали, как А12, А20, АЗО, А40Г, АС11, АС40, АЦ45Г2, АСЦЗОХМ, АС20ХГНМ.

Источник: http://schemy.ru/info/kak-opredelit-sostav-stali/

Определить металл по химическому составу

· 09.09.2019

На практике, для приближенного определения химического состава или марки стали, довольно часто прибегают к пробе металлов на искру. При этом можно довольно быстро определить химический состав стали (содержание в ней углерода), не производя никаких химических анализов в лаборатории.

Для этого образец испытуемой стали необходимо подвергнуть обработке на наждачном круге в затемненном помещении. По цвету искр, по форме и длине нитей искр, по форме пучка (табл. 4.2) судят о марке стали, сравнивая их с характером и цветом искр известных марок стали (см. цветную вклейку).

Определение химического состава стали экспресс-методом

Цвет и характеристика искрового пучка

Мягкая малоуглеродистая сталь (марок 10, 15)

Светло-желтые ровные световые линии, продолговатые каплеобразные искры

Углеродистая сталь (0,5% С)

Светло-желтые световые полосы, разветвляющиеся с редким образованием маленьких звездочек

Углеродистая инструментальная сталь (0,9% С)

Светло-желтые искры с многочисленными лучистыми звездочками

Твердая углеродистая инструментальная сталь (1,2% С)

Яркие пучки искр, состоящие из светло-желтых часто разделяющихся звездочек

Марганцовистая сталь (10-14% Mn)

Бело-желтые яркие пучки лучей, сильно разветвляющиеся перпендикулярно линиям искр

Быстрорежущая сталь (10% W, 4% Cr, 0,7% C)

Темно-красные прерывистые линии искр, разделяющиеся на более светлые звездочки

Вольфрамовая сталь (1,3% W)

Отдельные темно-красные линии искр, разделяющиеся на более светлые желтые звездочки

Длинные светло-желтые световые линии, оканчивающиеся каплями, разделяются пучками бело-желтых искр

Темно-желтый световой пучок, разделяемый красноватыми линиями искр с шарообразными концами

Хромоникелевая конструкционная сталь (3-4% Ni, 1% Cr)

Желтые продолговатые, каплеобразные линии искр с разделяющимися пучками шипов

5.1. Основные сведения о кристаллическом строении металлических тел

Изучением строения и свойств металлов и их сплавов занимается наукаметалловедение, основоположником которой, как упоминалось выше, является русский ученый Д.К. Чернов.

Учеными установлено, что все применяемые в технике металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, в частности, Д.К. Чернов в 1878г. впервые представил схему образования кристаллической структуры стали. Он установил, что процесс кристаллизации металла происходит в два этапа:

1. Формирование центров (зародышей) кристаллизации.

2. Рост кристаллов из этих центров.

Сначала растут первичные или главные оси кристаллов, а потом перпендикулярно к ним растут оси верхних порядков (второго, третьего и т.д.) (рис. 5.1).

Такие кристаллы напоминают по внешнему виду дерево и называются дендриты (от греческого «дерево»). В процессе роста кристаллы двигаются навстречу друг другу и в определенный момент стыкуются между собой, в результате чего приобретают соответствующую форму. Такие кристаллы называются зернами (рис. 5.2). Величина и количество зерен в конце кристаллизации зависят от скорости зарождения и роста кристаллов.

Характерной особенностью кристаллического строения металлических тел является правильное расположение их атомов в пространстве, составляющих своеобразную пространственную атомно-кристаллическую решетку, что и обуславливает их особые свойства. Простейшей элементарной кристаллической ячейкой принято считать кубическую, величина которой определяется расстоянием между атомами (а – длина ребра куба), равным 1А 0 (ангстрем); 1А 0 =1·10 -8 см=1·10 -10 м.

Рис. 5.1. Схема роста кристалла

Источник: https://vi-pole.ru/opredelit-metall-po-himicheskomu-sostavu.html

Химический анализ стали. Способы выполнения и результаты

В металлургии важное внимание уделяется качеству стали. Определить качественные характеристики помогают различные процедуры, одной из которых является химический анализ стали, проводимый в соответствии с государственными стандартами.

Целью этого исследования является выявление вредных примесей, химической неоднородности состава, наличия неметаллических включений.

Выявление состава стали необходимо не только для определения его качества, но и для того чтобы правильно выполнить дальнейшую обработку стали и определить её предназначение для различных изделий.

Способы выполнения

Анализ химического состава стали проводится не во всей массе выплавляемой стали, а в отдельно взятых для исследований пробных материалах. Во время очередной плавки берётся проба, по которой определяются характеристики для всей остальной партии. На основании этого составляется документация, подтверждающая химический состав данной стали.

Взятые пробы заливают в специальные стаканы из чугуна, где сталь затвердевает. После этого её сверлят посередине или строгают для получения стальной стружки, с которой и производится процедура анализа состава. При сверлении нельзя использовать напильники, отскочившие частицы которых могут повлиять на состав полученного материала. Результаты такого исследования заносятся в сертификат, который выдаётся на сталь данной плавки.

Основная сложность процедуры в том, что сталь в жидком и твёрдом виде различается по своему составу. Поэтому важно соблюдать одно условие: переход из жидкого состояния в твёрдое должен быть очень быстрым. В таком случае результаты исследования будут достоверными.

Современными способами химического анализа являются эмиссионный и рентгено-флуоресцентный. Эмиссионные спектрометры – это специальные приборы, определяющие количественный состав элементов в стали. Допустимая погрешность таких исследований сведена к минимуму. Другой метод проводится при помощи рентгеновской трубки, которая реагирует на энергетические фотоны каждого металла. Эти современные методы отличаются простотой, точностью и не требуют тщательной и сложной подготовки пробы.

Результаты исследований

Целью исследования является определение химических элементов, входящих в состав стали и их процентное соотношение между собой. Для определения содержания каждого из них применяются отдельные процедуры, в ходе которых узнаётся состав стали конкретной плавки.

Исследователи опытным путём получают информацию о содержании в пробе стали углерода, серы, марганца, кремния, никеля, фосфора, хрома, алюминия, вольфрама, молибдена.

Особенности процесса

Одной из особенностей данного исследования является разнообразие методик для анализа. В связи с этим результаты в разных странах могут сильно отличаться друг от друга. Для того чтобы избежать этого в отечественном производстве стали, существуют государственные стандарты, определяющие набор методик. Каждое исследование снабжено подробными рекомендациями: от выбора инструментов до соблюдения точной температуры и времени нагревания пробных материалов.

Другая важная особенность – это внимательное отношение к выбору пробы для анализа и точное соблюдение всех рекомендаций в этом вопросе. Подготовить пробу могут только специалисты в данной сфере.

Цель анализа химического состава стали

Сталь подвергается анализу для того, чтобы выявить количественное и качественное содержание её элементов. Это необходимо для контроля качества полученного метала, во время его вторичной переработки, для присвоения марки стали.

Данная методика применяется не только во время производства стали, но и для определения качества предлагаемого вам металла, для идентификации неопознанного металла на складе, для определения пригодности данного вида стали для различных целей. Также данный метод помогает улучшить качественные характеристики стали, например, увеличение количества хрома до 10% делает металл нержавеющим.

Поэтому востребованность и полезность анализа химического состава стали очевидна и повсеместно применяется в металлургическом производстве и на рынке торговли сталью.

Источник: http://specural.com/articles/12/himicheskiy-analiz-stali-sposoby-vypolneniya-i-rezultaty.html