Качественные конструкционные углеродистые стали

Эти стали выплавляют в мартеновских и электрических печах и в зависимости от степени раскисления преимущественно могут быть спокойными или кипящими. По сравнению со сталями обыкновенного качества качественные стали выплавляются с соблюдением более строгих условий ведения плавки и разливки. К сталям этой группы предъявляются более высокие требования относительно химического состава. Ограничены пределы по содержанию углерода, неметаллических включений и вредных примесей: содержание серы – не более 0,04% и фосфора не более 0,035%.

Качественные углеродистые стали маркируются двузначными цифрами 05, 08, 10, 15, 20…35, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 08 содержит 0,08% углерода (пределы содержания 0,056 – 0,11 %), сталь 15 – 0,15% (0,12 – 0,19%), сталь 45 – 0,45% (0,42 – 0,5%) и т.д.

При обозначении кипящей и полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскисления: кп или пс (например, 08кп или 20пс). В случае спокойной стали индекс раскисления не указывается.

Химический состав и механические свойства углеродистых качественных конструкционных сталей.

Сталь	С	Mn	Si	Механические свойства нормализованной стали
				Предел прочности		Относ. удлине- ние δ, %	Относ. сужение ψ, %
				σв, МПа не менее	σв, кг/мм^2не менее
05кп	0,06	0,40	0,03	-	-	-	-
08кп	0,5-0,11	0,25-0,50	0,03	294	30	35	6
10	0,07-0,14	0,35-0,65	0,17-0,37	333	34	31	55
15	0,12-0,19	0,35-0,65	0,17-0,37	373	38	27	55
20пс	0,17-0,24	0,35-0,65	0,17-0,37	142	42	25	55
25	0,22-0,30	0,50-0,80	0,17-0,37	451	46	23	50
30	0,27-0,35	0,50-0,80	0,17-0,37	490	50	21	50
35	0,32-0,40	0,50-0,80	0,17-0,37	530	54	20	45
40	0,37-0,45	0,50-0,80	0,17-0,37	569	58	19	45
45	0,42-0,50	0,50-0,80	0,17-0,37	598	61	16	40
50	0,47-0,55	0,50-0,80	0,17-0,37	628	64	14	40
55	0,52-0,60	0,50-0,80	0,17-0,37	647	66	13	35
60	0,57-0,65	0,50-0,80	0,17-0,37	677	69	12	35
65	0,62-0,70	0,50-0,80	0,17-0,37	696	71	10	30
70	0,67-0,75	0,50-0,80	0,17-0,37	716	73	9	30

Низкоуглеродистые стали 05кп, 08, 08кп, 10, 10кп обладают невысокой прочностью и высокой пластичностью. Эти стали без термической обработки применяются для малонагруженных деталей (прокладки, шайбы, капоты тракторов, змеевики и т. д.), элементов сварных конструкций, штампованных изделий и т. д. Штампуемость стали тем хуже, чем больше в ней углерода. Кремний, повышая предел текучести, снижает штампуемость, особенно способность принимать вытяжку. Поэтому для холодной штамповки более широко применяют холоднокатаные кипящие стали 08кп, 10кп, 15кп.

Стали 15, 20, 20кп, 25 поступают в виде проката, поковок, труб, листов, ленты и проволоки и предназначаются для неответственных деталей. Сталь хорошо сваривается. Эти стали после последующей упрочняющей химико-термической обработки (цементации и цианирования) применяются и для деталей, работающих в условиях изнашивания при невысоких нагрузках, например, кулачковых валиков, рычагов, осей, втулок, малонагруженных шестерен, шпинделей, вилок и валиков переключения передач, толкателей клапанов, пальцев рессор и др. Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 применяются для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения (коленчатые и распределительные валы, шатуны, шестерни, шпиндели, фрикционные диски, штоки, траверсы, плунжеры и т.д.). Стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью и высокими упругими свойствами. Из этих сталей изготовляют пружины и рессоры, замковые шайбы, прокатные валки, бандажи трамвайных вагонов и т. д.

Качественные стали могут быть с повышенным содержанием марганца 0,7 – 1,0 % (15Г, 25Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г и др.). Марганец повышает пределы прочности и текучести, но несколько снижает пластичность и вязкость. Эти стали применяются для тех же случаев, что и аналогичные стали с нормальным содержанием марганца (0,25 – 0,7 %).

АВТОМАТНЫЕ СТАЛИ

Характерной особенностью автоматных сталей является хорошая обрабатываемость резанием на металлорежущих станках. Это достигается повышением в автоматных сталях содержания серы (0,08 – 0,3 %) и фосфора (0,05 – 0,15 %).

Для улучшения обработки стали резанием сталь нередко легируют свинцом (0,15 – 0,3 %). Стали маркируются буквой А – автоматная, после которой следует цифра, указывающая среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Химический состав и механические свойства автоматных сталей

(ГОСТ 1414-94)

Марка стали	Химический состав, %					Механические свойства
	С	Si	Mn	P	S	σв, Мпа	δ, %
А12	0,08-0,16	0,15-0,35	0,60-0,90	0,08-0,15	0,08-0,15	420-800	7-22
А20	0,15-0,25	0,15-0,35	0,60-0,90	0,06	0,08-0,15	460-820	7-20
А30	0,25-0,35	0,15-0,35	0,70-1,00	0,06	0,08-0,15	520-850	6-15
А40Г	0,35-0,45	0,15-0,35	1,20-1,55	0,05	0,18-0,30	-	-

Сталь А12 применяется для изготовления винтов, болтов, гаек и различных мелких деталей сложной конфигурации на быстроходных автоматах.

Стали А20, А30, А40Г используются для изготовления деталей, работающих в условиях повышенных напряжений.