§ 7 . Класифікація углеродистых сталей

Стали класифікують:

1. по хімічному складі;

2. по ступені розкислення;

3. за структурою;

4. міцності;

5. по призначенню;

6. якості.

По хімічному складі стали ділять на углеродистые й леговані. По концентрації вуглецю й ті, і інші підрозділяють на низкоуглеродистые (0,3%З); среднеуглеродистые (0,3...0…0,7%С) і высокоуглеродистые (0,7%З).

Леговані сталі по кількості легуючих елементів розділяють на:

• низьколеговані, у яких сумарна кількість легуючих елементів не більше 5%;

• среднелегированные- від 5 до 10%;

• високолеговані – 10%.

По ступені розкислення й характеру затвердіння стали ділять на:

• -спокійні;

• напівспокійні;

• киплячі.

Спокійні сталі раскисляют Mn, Si, Al. Вони містять мало кисню й затвердевают спокійно без газовыделения. У злитках таких сталей утвориться усадочна раковина.

Киплячі сталі раскисляют тільки Mn. Перед розливанням у них утримується велика кількість кисню, що при затвердінні, частково взаємодіючи з вуглецем, віддаляється у вигляді З і створює враження киплячої сталі. Ці сталі дешеві, їх роблять низкоуглеродистыми й майже без Si.

Напівспокійні сталі займають проміжне положення між спокійними й киплячими.

За структурою углеродистые стали класифікуються в рівноважному (відпаленому) стані на:

• доэвтектоидные- Ф + П;

• эвтектоидные- П;

• заэвтектоидные – П + Ц_II.

Леговані сталі також підрозділяються на класи, які будуть розглянуті далі.

По міцності стали ділять по величині тимчасового опору на:

• стали нормальної (середньої) міцності;

• стали підвищеної міцності;

• високоміцні.

Стали по призначенню діляться на:

• конструкційні (будівельні (0,25% З) і машинобудівні);

• інструментальні.

У будівельних сталях зміст вуглецю звичайно не перевищує 0,25% С. Вони добре зварюються, добре деформуються в гарячому й холодному стані, але мають низьку міцність.

Машинобудівні сталі містять від 0,3...0…0,7%С. Ці сталі мають достатню твердість і міцністю, добре піддаються зміцненню, після чого застосовуються для виготовлення деталей машин. Однак вони гірше зварюються й погано піддаються деформації в холодному стані.

Інструментальні сталі містять від 0,7...1…1,4%С. Вони мають підвищену твердість і міцністю й застосовуються для виготовлення ріжучих і міряльних інструментів.

По якостістали класифікують на:

• стали звичайної якості;

• якісні;

• високоякісні;

• особливо високоякісні.

Під якістю стали розуміють сукупність властивостей, обумовлених металургійним процесом її виробництва. Однорідність хімічного складу, будови й властивостей стали, а також її технологічність багато в чому залежить від змісту газів і шкідливих домішок. Тому норми змісту шкідливих домішок служать основним показниками якості сталей.

Стали звичайної якості містять до 0,055%S і 0,045% Р.

Стали якісні – не більше 0,04% S і 0,035% Р.

Високоякісні – не більше 0,025% S і Р.

Особливо високоякісні – не більше 0,015% S b 0.025% P.

Стали звичайної якості – найбільш дешеві сталі. У них допускається підвищений зміст шкідливих домішок і забруднення неметалічними включеннями. Ці сталі випускають у вигляді прокату (балки, прутки, аркуші, куточки, труби й т.д.), а також кувань.

Залежно від гарантованих властивостей їх поставляють трьох груп: А, Б, В.

Стали групи А маркірують сполученням букв “Ст” і цифрою від 0 до 6, що показує номер марки. Стали груп Б и В мають перед мазкої букви Б и В, що вказують на їхню приналежність до цих груп. Група А в позначенні марки не вказується.

Ступінь розкислення позначається з додаванням букв : спокійних – “сп”, напівспокійних – “пc”, що киплять – “кп”.

Ст3кп, Бст3пс, Вст3кп. Спокійн і напівспокійними виготовляють сталі - Ст1 - Ст6, що киплять - Ст1 - Ст4 всіх трьох груп. Сталь Ст0 по ступені розкислення не розділяють.

Стали групи А поставляються з гарантованими механічними властивостями. Хімічний склад у марках не вказується. Зі збільшенням порядкового номера марки збільшується міцність і знижується пластичність сталі. Ці сталі використають для виробів, виготовлення яких не супроводжується гарячою обробкою.

Стали групи Б поставляють із гарантованим хімічним складом. Механічні властивості не гарантуються. Ці сталі призначені для виробів, виготовлених із застосуванням гарячої обробки (кування, зварювання, т/о), для чого важливий хімічний склад.

Стали групи В поставляють із гарантованими механічними властивостями й хімічним складом. Їх широко застосовують для виробництва зварених конструкцій. Вст1 - Вст5. Механічні властивості цих сталей відповідають нормам для аналогічних сталей групи А, і хімічний склад - групи Б. Вст4 - механічні властивості Ст4кп, а хімічний склад Бст4кп.

Углеродистые якісні сталі

Ці сталі характеризуються більше низьким змістом шкідливих домішок і неметалічних включень. Вони поставляються у вигляді прокату, кувань і ін. напівфабрикатів з гарантованим хім. сполукою й механічними властивостями.

Маркіруються двухзначными цифрами 05, 08, 10, 15, 20...85, що позначають середній зміст вуглецю в сотих частках відсотка. Спокійні сталі маркірують без індексу, напівспокійні й киплячі - з індексом “пс” і “ кп ” (08, 10, 15, 20).

Низкоуглеродистые стали 05, 08, 10 застосовують для деталей, одержуваних холодним штампуванням - шайби, прокладки, кожухи й т.д.

Стали 15, 20, 25 - цементуемые, після цементації й термообробки мають тверду поверхню й грузлу серцевину. Застосовують для деталей невеликого розміру (штовхальники, кулачки, малонагруженные шестірні). Ці сталі добре штампуються й зварюються (кріпильні деталі, штуцери, втулки, труби перегрівників, змійовики).

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 відрізняються великою міцністю, але меншою пластичністю, чим низкоуглеродистые. Застосовуються для деталей невеликого розміру, що працюють на утому (шатуни, колінчаті вали малооборотных двигунів, маховики, осі). Для більших деталей використаються сталі 40, 45, 50, які застосовуються після поверхневого зміцнення (для виготовлення шестірень, кулачків, распредвалов, колінчатих валів).

Стали з високою концентрацією вуглецю 60, 65, 70, 75, 80, 85, а також зі збільшеним змістом марганцю - 60М, 65М, 70М застосовують переважно для виготовлення ресор і пружин, тому що вони мають високу міцність, зносостійкістю й гарними пружними властивостями.

Автоматні сталі

Ці сталі добре обробляються при більших швидкостях різання й при цьому виходить висока якість поверхні. При їхньому застосуванні знижується витрата різального інструменту. Ці властивості досягаються підвищеним змістом S і Р: S - до 0,3%; Р - до 0,15%. Стали маркіруються буквою А (автоматна), після якої треба цифра, що вказує зміст вуглецю в сотих частках відсотка. При підвищеному змісті Mn ставиться наприкінці буква Г: А40М. Є А12, А20, А30, А40М. А12 використається для виготовлення на швидкохідних автоматах гвинтів, болтів, гайок і ін. дрібних деталей складної конфігурації. Стали А20, А30, А40М застосовують для виготовлення деталей, що працюють в умовах підвищених напруг.