Вопрос 8. Классификация, состав, свойства, применение сталей

5)В зависимости от содержания углерода все углеродистые стали делятся на три группы: низкоуглеродистые (до 0, 25% углерода), среднеуглеродистые (0, 25—0, 6% углерода) и высокоуглеродистые (от 0, 6 до 2% углерода).

6) Легированными называются стали, в состав которых, кроме железа, углерода и обычных примесей, входят легирую­щие химические элементы, повышающие их физические, хими­ческие и механические свойства.

Стали обыкновенного качества применяются в машино­строении и строительстве, из них изготовляют профильный и ли­стовой прокат, крепежные детали, заклепки, трубы, неответст­венные поковки и т. д. Эти стали выплавляются в мартеновских печах и конверторах. Сталь обыкновенного качества, изготовляемая мартеновским и конверторным способом, по ГОСТ 380—71 подразделяется на три группы: сталь группы А, в ней завод-изготовитель гарантирует механические свойства; сталь группы Б, поставляемую по химическому составу (в ней гарантируется предусмотренный стандартом химический состав); сталь группы В, поставляемую по механическим свойствам и химическому составу.

По степени раскисления эти стали могут быть кипящими — кп, полуспокойными — пс и спокойными — сп.

Стали группы А имеют следующие марки: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5 и Ст6. Цифра указывает здесь условный номер марки. Чем она больше, тем выше твердость и прочность стали и тем ниже ее пластичность. В зависимости от числа нормируемых показателей механиче­ских свойств они подразделяются на три категории — 1, 2 и 3. У стали первой категории нормируются предел прочности и относительное удлинение, у стали второй категории — дополнительно — прочность по изгибу в холодном состоянии, у стали третьей категории нормируется также предел текучести, т. е, че­тыре показателя. Категория марки стали указывается цифрой на конце, например, СтЗкп2, Ст3 — 2 (первая категория не обозначается).

Стали группы Б имеют следующие марки: БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5 и БСт6, марки подразделяются на две катего­рии — 1 и 2, определяющие число компонентов, по которым га­рантируется химический состав. С увеличением номера марки стали группы Б увеличивается содержание в них углерода.

Марки сталей группы В: БСт2, ВСтЗ, ВСт4 и ВСт5, они различаются как по химическому составу, так и по механическим свойствам и имеют 6 категорий. Предусматривается также выплавка сталей обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, например, сталь марки Ст3Гпс (здесь буквой Г маркируется марганец).

Примерное применение сталей обыкновенного качества:

Ст1, БСт1, ВСт1 — листовая, котельная сталь;

Ст2, БСт2, ВСт2 — заклепки, анкерные болты;

СтЗ, БСтЗ, ВСтЗ — винты, болты, тяги, валики, оси;

Ст4, БСт4, ВСт4 — неответственные зубчатые колеса, флан­цы;

Ст5, БСт5, ВСт5 — валы, оси, пальцы, клинья, втулки;

Стб, БСтб, ВСт6 — рельсы, валы, оси, кулачки, штифты.

Конструкционная качественная сталь выплавляется в мартеновских и электрических печах. В ней гарантируется в со­ответствии с ГОСТ 1050—60 определенные химический состав и механические свойства.

Стандартизованы следующие марки качественной стали: 05кп, 08кп, 10кп, 10, 15 кп, 15, 20 кп, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 и 85.

В обозначении марки числа указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Качественная углеродистая сталь общего назначения имеет более высокую прочность, пластичность и удар­ную вязкость, чем сталь обыкновенного качества. Она применяется в основном для изготовле­ния деталей машин.

Стали марок 10, 15, 20 и 25 — цементируемые, остальные марки — калящиеся.

Низкоуглеродистые стали этой группы пластичны, хорошо свариваются, куются, штампуются, но обладают недо­статочной прочностью.

Из среднеуглеродистых сталей изготавливаются детали, от которых требуется высокая прочность и твердость. Наибольшее распространение имеет сталь марки 45. Свариваемость среднеуглеродистых сталей невысока.

Высокоуглеродистые стали отличаются высокой твердостью и прочностью.

Стали с повышенным содержанием марганца имеют более высокую износоустойчивость и прокаливаемость.

Легированными называются стали, в состав которых, кроме железа, углерода и обычных примесей, входят легирующие химические элементы, повышающие их физические, химические и механические свойства.

Стали классифицируют по следующим признакам:

- химическому составу;

- качеству;

- структуре;

- применению.

В зависимости от содержания легирующих элементов легированные стали делят на низколегированные (до 2, 5 %), среднелегированные (2, 5—10 %) и высоколегированные (более 10 %).

По качеству различают стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. При этом учитывается способ выплавки и содержание серы и фосфора.

По структуре различают стали в отожженном и нормализованном состояниях: в отожженном состоянии — доэвтектоидный, заэвтектоидный, ледебуритный (карбидный), ферритный и аустенитный классы; в нормализованном состоянии— перлитный, мартенситный и аустенитный классы, получение которых обусловлено влиянием легирующих элементов на изотермический распад аустенита и поло­жение точки М_н (температура начала мартенситного превращения). 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.

По применению стали подразделяют на следующие группы: конструкционные стали — для деталей машин и конструкций; инструментальные стали — для различного инструмента; стали и сплавы с особыми свойствами (жаропрочные, коррозионно-стойкие, магнитные и др. Конструкционные стали должны обладать высокими механиче­скими свойствами, технологичностью в обработке и быть дешевыми.