Какой сплав называется сталью

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Сталью называется сплав железа с углеродом, содержащий углерода до 2,1%.

Как и чугун, сталь имеет примеси кремния, марганца, серы и фосфора. Основное отличие стали от чугуна — это то, что сталь содержит меньшее количество углерода и примесей.

Сталь получают переплавкой металлолома или из передельного чугуна. Процесс получения стали из чугуна сводится к удалению излишнего углерода и понижению количества входящих в чугун примесей.

В зависимости от химического состава стали делятся на углеродистые и легированные.

В состав углеродистой стали кроме углерода входит небольшое количество постоянных примесей (Si, Mn, S, Р), попадающих в нее при выплавке. Главным элементом, определяющим свойства углеродистой стали, является углерод. Он повышает твердость, упругость, прочность, уменьшает пластичность и сопротивление ударным нагрузкам,.

Кремний и марганец в небольшом количестве особого влияния на свойства стали не оказывают. Сера и фосфор считаются вредными примесями. Сера вызывает красноломкость, хрупкость при высоких температурах, уменьшает коррозионную стойкость. Фосфор увеличивает хрупкость и хладноломкость стали, т. е. хрупкость при обычных температурах. Однако в определенных дозах они необходимы для получения специальных свойств стали.

Углеродистая сталь, в свою очередь, подразделяется по назначению и качеству. По назначению она делится на конструкционную и инструментальную.

Конструкционная углеродистая сталь содержит до 0,6% углерода (как исключение допускается содержание углерода до 0,85%).

По качеству конструкционная углеродистая сталь делится на сталь обыкновенного качества и качественную.

На металлургических заводах для различения этих сталей на торцах стальных прутков выбивают клеймо марки, условным цветом окрашивают торцы или наносят метки по окружности прутка

Инструментальная углерод и стая сталь содержит углерода 0,7% и более. Она отличается твердостью и прочностью. В легированной стали наряду с обычными примесями имеются один или несколько специальных элементов, улучшающих ее свойства: хром, вольфрам, молебден и др., а также кремний и марганец в сравнительно большом количестве.

Легирующие элементы оказывают разностороннее влияние на свойства стали,– например, хром повышает твердость и коррозионную стойкость; вольфрам увеличивает твердость и красностойкость; молибден увеличивает красностойкость, прочность и сопротивление окислению при высоких температурах; марганец при содержании свыше 1 % увеличивает твердость, износостойкость, стойкость против ударных нагрузок.

По назначению легированная сталь делится на три группы: конструкционную, инструментальную и сталь с особыми физическими и химическими свойствами.

Широкое применение в металлообработке имеет один из видов инструментальной легированной стали — быстрорежущая сталь. Главные достоинства этой стали — твердость и красностойкость (она не теряет твердости до 600°С). Легирующими элементами в ней служат вольфрам (в количестве не менее 6%), хром (не менее 4%), а также кобальт, ванадий, молибден. Содержание углерода 0,7—1,1%. Наиболее распространенные марки быстрорежущей стали: Р9, Р18, Р6МЗ, Р6М5.

К сталям с особыми физическими свойствами относятся: магнитная и немагнитная стали, сталь, обладающая высоким электрическим сопротивлением, и сталь с особыми тепловыми свойствами.

Стали и сплавы с особы ми химическими свойствами — коррозионностойкие, нержавеющие, жаростойкие и жаропрочные.

Особые физические и химические свойства сталей достигаются главным образом благодаря введению в них различных легирующих элементов. Например, стойкость против коррозии обеспечивается введением в нержавеющую сталь не менее 12% хрома.

Маркировка конструкционных, инструментальных и других сталей приведена в информационно-справочных материалах

Виды и марки стали

Сталь. Виды и марки стали. Их применение.

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

Наиболее общая характеристика – по химическому составу сталь различают:

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

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

Читать еще:  Сатинирование нержавеющей стали

По способу производства и содержанию примесей сталь различается:

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

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

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

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

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

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

Также сталь делится по применению :

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

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

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

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

б) конструкционная сталь — ГОСТ 1050

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

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

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

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

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

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

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

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

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

среднелегированная (2,5 -10%),

высоколегированная (от 10 до 50%)

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

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

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

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

Читать еще:  Травление стали в домашних условиях

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

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

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

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

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

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

Марка стали С245 – Ст3пс5

Марка стали С255 — Ст3сп5

Марка стали С235 — Ст3кп2

Марка стали С345 – 09Г2С

© 2001-2019 АО Металлоторг, Все права защищены
металлопрокат, катанка, оцинковка, листы хк, гк, листы оцинкованные холоднокатаные, профильные трубы
Металлоторг – продажа металлопроката

Сталь – это самый распространенный сплав в промышленности

Долговечность и надежность механизмов зависят от материала, из которого они были изготовлены, то есть от совокупности всех его свойств и особенностей, которые и определяют эксплуатационные характеристики. На сегодняшний день большинство узлов и деталей машин производят из различных марок сталей. Рассмотрим этот материал более подробно.

Что такое сталь

Сталь – это сплав двух химических элементов: железа (Fe) и углерода (С), причем содержание последнего не должно превышать 2%. Если углерода больше, то этот сплав относится к чугунам.

Но сталь – это не только химически чистое соединение двух элементов, она содержит как вредные примеси, например серу и фосфор, так и специальные добавки, которые придают нужные свойства материалу – повышают прочность, улучшают обрабатываемость, пластичность и т. д.

Если в сплаве углерода менее 0,025% и содержится незначительное количество примесей, то его считают техническим железом. Этот материал отличается от сталей по всем показателям, он обладает высокими магнитными характеристиками, и его используют в качестве для изготовления электротехнических элементов. Чистого железа в природе не существует, получить его даже в лабораторных условиях очень сложно.

Несмотря на то что углерода в процентном отношении содержится совсем немного, он оказывает значительное влияние на механические и технические свойства материала. Увеличение этого вещества приводит к увеличению твердости, растет прочность, но при этом резко снижается пластичность. И, как следствие, меняются технологические характеристики: с ростом углерода снижаются литейные свойства, ухудшается обрабатываемость резанием. При этом низкоуглеродистые стали также плохо обрабатываются резанием.

Получение стали. Металловедение

Сталь – это самый распространенный сплав на планете. Получают ее промышленным способом из чугуна, из которого под влиянием высоких температур выжигают избыток углерода и другие примеси. Стали в основном получают двумя способами: плавление в мартеновских печах и плавление электропечах. Материал, изготовленный в электропечи, называется электросталь. Она получается более чистой по составу. Кроме того, существует множество специальных процессов для получения сплавов с особыми свойствами, например электродуговая плавка в вакууме или электронно-лучевая плавка.

Более подробно о сталях и других сплавах можно узнать при изучении такой науки, как металловедение. Она считается одним из разделов физики и охватывает не только сведения о марках стали и их составе, но и содержит сведения о структуре и свойстве материалов на атомарном и структурном уровне.

Студенты профильных ВУЗов проходят специальный курс «Промышленные стали», где подробно разбирают сплавы специального назначения: строительные, улучшаемые, цементируемые, для режущих и измерительных инструментов, магнитные, рессорно-пружинные, жаростойкие, стали для конструкций в холодном климате и т. д.

Классификация сталей по качеству

Все стали по качеству подразделяют на:

– сталь обыкновенного качества;

– сталь повышенного качества;

Качество стали напрямую зависит от процента содержания вредных примесей (состав) и соответствия заявленным механическим и технологическим характеристикам. В промышленности используются все виды, но по разным направлениям: стали обыкновенного качества – для неответственных деталей, стали повышенного качества и высококачественные – в конструкциях, к которым предъявляются особые требования.

Читать еще:  Гидроабразивная резка листовой стали

Сталь — самый распространенный сплав в мире

Сталь — сплав железа и углерода с содержанием углерода не большим, чем 2,14 % (за редким исключением). Кроме этого, большинство сталей содержит полезные и вредные добавки, влияющие на свойство сплава. К полезным добавкам относят легирующие элементы, такие, как марганец, хром, титан, никель, ниобий, алюминий и т.п. К вредным — элементы, попадающие в сплав с рудой: сера, фосфор, несвязанные газы.

Сталь — самый востребованный сплав, что объясняется несколькими факторами:

  • она очень хорошо обрабатывается разными способами;
  • изменяя химический состав и способ термической обработки, можно получить материал с нужными свойствами в очень широких пределах;
  • на земле много железной руды, из которой железо извлекается относительно легко.

Человечеству сталь была известна уже в древнем мире: самым старым образцам, найденным археологами, около 4 тысяч лет. Ее изготавливали в Индии, Средней Азии, Восточной и Западной Европе, на Ближнем Востоке, в Японии. В основном их нее делали качественное колющее, рубящее и режущее оружие: мечи, кинжалы, палаши, сабли, шпаги.

Пинцет общего назначения Пикнометр из нержавеющей стали 100 мл. ПК-100Н Лоток прямоугольный 400х300х40 нерж. сталь

Какие бывают стали

Существует более тысячи марок стали. Способов ее классификации достаточно много.

Стали различают по:

  • назначению — конструкционные, нержавеющие (устойчивые к коррозии), инструментальные, жаропрочные, для сверхнизких температур;
  • способу выплавки — мартеновские, кислородно-конвертерные и электростали;
  • составу — углеродистые (с низким, средним и высоким содержанием углерода) и легированные (с низким, средним и высоким содержанием легирующих добавок);
  • структуре — аустенитные, ферритные, мартенситные, бейнитные, перлитные, комбинированные.

Обычно для специалистов достаточно такого деления:

  • углеродистые;
  • легированные с небольшим количеством легирующих добавок в составе;
  • стойкие к коррозии нержавеющие сплавы;
  • конструкционные (для строительных конструкций, крупных деталей станков, машин, скажем, тепловозов, турбин и т.п.);
  • инструментальные (для изготовления режущих и измерительных инструментов, основ для штамповки);
  • специальные (для использования в определенных условиях, кислотоустойчивые, магнитные, немагнитные, тугоплавкие и пр.).

Мартеновская сталь изготавливается в мартеновских печах. Сталь этого типа достаточно просто производится, отличается хорошим качеством и невысокой ценой.

Конверторная сталь выплавляется в кислородных конверторах. Этот способ экономически более выгоден, позволяет точнее контролировать хим. состав сплава. В конвертерной стали меньше вредных примесей. Она подходит для большинства отраслей машиностроения.

Самая качественная сталь получается в электропечах. В ней удается минимизировать содержание вредных примесей и газов. Она идет на изготовление инструментов, конструкционно важных деталей машин. Обходится дороже, т.к. требует большого количества электроэнергии.

Влияние на качество стали различных элементов

Содержание углерода определяет твердость и износостойкость готовых изделий — чем больше углерода, тем менее пластична сталь, тем труднее ее обрабатывать резанием. Сплав железа с углеродом, количество которого превышает 2,14 %, называется чугун, то есть это уже не сталь.

Сера и фосфор относятся к вредным примесям. Сера делает сплав ломким при нагревании, а фосфор — при низких температурах. Большое количество серы отрицательно сказывается на прочности и твердости сплава. Выпускаются «автоматные стали» с увеличенным содержанием фосфора — для производства резанием болтов, гаек и подобных деталей.

Добавление легирующих элементов, таких как молибден, алюминий, вольфрам, никель, титан и др. придает сплаву повышенную прочность, устойчивость к коррозии и некоторые дополнительные свойства, например, тугоплавкость.

Добавление никеля, хрома, молибдена позволяет получать стали, которые можно использовать в коррозионно-опасных средах, вплоть до серной и соляной кислот. Такие сплавы востребованы в изготовлении контактирующих с пищевыми продуктами деталей, режущего инструмента, пружин, работающих с постоянной нагрузкой и при высоких температурах предметов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector