Классификация сталей

Стали классифицируют по различным признакам: по химическому составу, качеству, степени раскисления, структуре, прочности, назначению, способу получения.

По химическому составу стали классифицируют на углеродистые и легированные. В зависимости от содержания углерода те и другие подразделяют на низкоуглеродистые (менее 0,3% С), среднеуглеродистые (0,3…0,7% С), высокоуглеродистые (более 0,7% С).

В легированные стали, кроме железа и углерода, вводят легирующие добавки для придания специальных свойств. Основными легирующими элементами являются Mn, Si , Cr, Ni, W, Mo, Co, Ti, V, Zr, Nb и другие, причем концентрация каждого из них в сталях превышает 1%. Легирующие элементы по-разному влияют на свойства стали.

Марганец повышает прочность, износостойкость, а также глубину прокаливаемости стали при термообработке (прокаливаемость – способность стали закаливаться на определенную глубину. Зависит от химического состава, размеров детали, условий охлаждения).

Кремний способствует получению более однородной структуры, повышает упругие свойства, способствует магнитным превращениям, повышает жаростойкость.

Хром повышает твердость, прочность, при ТО увеличивает глубину прокаливаемости, улучшает жаропрочность, жаростойкость, повышает коррозионную стойкость.

Никель действует аналогично марганцу, а также повышает электрическое сопротивление, снижает ТКЛР, увеличивает пластичность.

Молибден, вольфрам способствуют измельчению зерна, повышают твердость, прочность, теплостойкость стали.

Бор добавляют в стали в микродозах (0,002- 0,005%) для увеличения прокаливаемости. Микролегирование бором эквивалентно введению 1% Ni; 0,5% Cr; или 0,2% Mo.

Легированные стали в зависимости от введенных элементов подразделяются на хромистые, марганцовистые, хромоникелевые и другие. По количеству введенного элемента их подразделяют на низко-, средне- и высоколегированные. Концентрация легирующего элемента составляет, соответственно, мене 5%, от 5 до 10%, более 10%.

По качеству стали классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особовысококачественные. Под качеством в рассматриваемом признаке классификации понимают совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства: мартеновские, электропечи, переплавы другие. Однородность химического состава, строения, свойств, и другие. во многом зависят от содержания газов и вредных примесей в стали. Так, стали обыкновенного качества содержат до 0,05% S и 0,004% Р, качественные – не более 0,04% S и 0,035% Р, высококачественные – не более 0,025% S и 0,025% Р (в обозначении марки таких сталей в конце ставиться буква А), особовысококачественные – не более 0,015% S и 0,025% Р (в обозначении таких марок в конце имеется буква Ш).

По степени раскисления (удаления из жидкого металла кислорода с целью предотвращения хрупкого разрушения при горячей деформации) стали классифицируют на спокойные (раскисляют Mn, Si, Al), полуспокойные (раскисление Mn, Si) и кипящие (раскисление Mn). Кипящие стали более дешевы, но имеют худшие механические свойства в сравнении со спокойными.

При классификации сталой по структуре учитывают ее строение в отожженном и нормализированном состояниях. По структуре в отожженном (равновесном) состоянии конструкционные стали разделяют на четыре класса: доэвтектоидные, имеющие в структуре избыточный феррит; эвтектоидные, структура которых состоит из перлита; аустенитные и ферритные. Углеродистые стали могут быть первых двух классов, легированные – всех классов. Стали аустенитного класса образуются при легировании их в большом количестве Ni, Mn, ферритного класса при введении Cr, Si, V, W и других элементов.