2.2 Области применения.

В значительной степени свойства углеродистых сталей а, следовательно, и области их применения зависят от содержания в них вредных примесей серы и фосфора. Чем меньше их в стали, тем выше ее качество. Соответственно различают стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.

Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) содержат до 0,07% фосфора, 0,06% серы, 0,06-0,49% углерода, являются конструкционными в равновесном состоянии имеют ферритно-перлитную структуру.

Буквы Ст в марке означают – сталь обыкновенного качества, цифры условный номер марки в зависимости от нормируемых показателей. Чем больше условный номер стали, тем больше содержание углерода и перлита в ней и тем выше ее прочность.

Таблица 1.

Марка стали	Ст0	Ст1кп	Ст1пс	Ст2пс	Ст3кп
Предел прочности, МПа	310	310-400	320-420	330-420	330-440
Марка стали	Ст3пс	Ст4кп Ст3сп	Ст4пс Ст4сп	Ст5пс Ст5сп	Ст6пс Ст6сп
Предел прочности, МПа	370-470	380-490	410-520	420-540	500-640

Буквы кп, пс, сп, стоящие за цифрой, указывают степень раскисления стали (кипящая, полуспокойная, спокойная). Из спокойных сталей наиболее полно удален кислород. В термически упрочненном состоянии они обладают высокой вязкостью и надежно эксплуатируются при температурах до -50 ⁰С.

Стали обыкновенного качества являются сталями общего назначения и используются для изготовления проката различных профилей и листовой стали, применяемых для производства заклепок, болтов, шайб, кровельного железа и другой продукции.

Стали качественные конструкционные (ГОСТ 1050-88) содержат не более 0,035% фосфора, не более 0,04% серы, 0,05-0,6% углерода и выпускаются следующих марок: 05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 15кп, 15пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25 и т.д.

Двузначные числа в марке показывают содержание углерода в сотых долях процента. Перечисленные выше стали характеризуются высокими пластичностью и свариваемостью. Они могут использоваться без упрочняющей термической обработки или после нее.

Стали 05кп, 08кп, 08, 10 идут на изготовление деталей сложной конфигурации методом холодной штамповки. Из сталей 15кп, 15, 20 изготавливают болты, гайки, винты, пальцы, валки, оси, крюки, шпильки и другие детали неответственного назначения. Часто детали из этих сталей работают в условиях, при которых изнашивается их поверхности и поэтому подвергаются предварительному поверхностному упрочнению цементацией или цианированием.

К углеродистым сталям, используемым для изготовления деталей с высокими прочностью и вязкостью сердцевины (оси, валики, винты, шайбы, втулки, коленчатые валы, тяги, шатуны и др.), относятся стали 30,35,40,45. Из сталей с большим содержанием углерода изготавливают детали, работающие в условиях трения и вибрационных нагрузок прокатные валки, крановые колеса, диски сцепления и др. Рекомендуемыми режимами термической обработки углеродистых качественных конструкционных сталей, в зависимости от условий эксплуатации изделий, являются нормализация, закалка с отпуском, поверхностная закалка с нагревом ТВЧ, с отпуском или без него.

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-90) выпускаются качествами (У7, У8, У9,………, У13, содержание серы не превышает 0,02%, фосфора – 0,03%). В марке буква У означает – инструментальная сталь, буква А в конце марки – высококачественная, цифра показывает содержание углерода в десятых долях процента.

Наиболее пластичные из названных сталей (доэвтектоидная ферритно-перлитная У7, эвтектоидная У8, У8А) идут на производство молотков, стамесок, долот, зубил, штампов и прочего инструмента, работающего в условиях ударных нагрузок. Из сталей У10, У11, У11А изготавливают резцы, сверла, метчики, фрезы, плитки и прочий мерительный и режущий инструмент для резания мягких материалов, из сталей У12, У13, У13А – твердый, работающий без ударных нагрузок инструмент (напильники, рашпили, бритвы).

Для изготовления обработкой резанием на станках-автоматах деталей массового спроса (шайбы, болты, гайки, шпильки и др.) применяют низкоуглеродистые стали (0,08-0,40 %С) с повышенным содержанием серы (0,08-0,3%), фосфора (0,05-0,16%) и часто марганца (0,6-1,55%). Такие стали, называется автоматами. Обогащение границ зерен феррита растворенным в ней фосфором и образование хрупких включений (MnS и др.) на границах зерен стали облегчает резанием, способствует дроблению и легкому отделению стружки. Увеличивает срок службы режущего инструмента и улучшает качество обрабатываемых поверхностей.

В соответствии с ГОСТ 1414-75 автоматные стали маркируют А11, А12, А20, А30, А401. В обозначении марки А указывает, что сталь автоматная, цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента. Улучшение обрабатываемости стали достигается также введением в нее свинца.