2.Сплавы на основе железа и их классификация

В настоящее время нет единой классификации сталей. Существует много признаков, по которым классифицируют стали, но зачастую и они не могут быть однозначными для большого числа марок сталей.

По химическому составу стали и сплавы черных металлов условно подразделяются на:

1.Углеродистые (нелегированные) стали;

2.Низколегированные стали;

3.Легированные стали;

4.Высоколегированные стали;

5.Сплавы на основе железа.

Углеродистые стали не содержат специально введенных легирующих элементов. Их количество в этих сталях должно быть в пределах, регламентированных для примесей соответствующими ГОСТами. По концентрации углерода стали подразделяются на:

1.Низкоуглеродистые (<0,25 % С);

2.Среднеуглеродистые (0,25 - 0,6 % С);

3.Высокоуглеродистые (>0,6 % С).

В низколегированных сталях суммарное содержание легирующих элементов должно быть не более 2,5 % (кроме углерода), в легированных - от 2,5 до 10 %, в высоколегированных - более 10 % при содержании железа не менее 45 %.

Сплавы на основе железа содержат железа менее 45 %, но его количество больше, чем любого другого легирующего элемента.

В зависимости от наличия тех или иных легирующих элементов стали называют марганцовистыми, кремнистыми, хромистыми, никелевыми, а также хромоникелевыми, хромомарганцовистыми, никельмолибденовыми, хромоникельмолибденовыми, хромокремнистыми, хромованадиевыми, хромомолибденованадиевыми, хромокремнемарганцовоникелевыми и т.п.

По назначению специальные стали подразделяются на:

1.Конструкционные;

2.Инструментальные;

3.Стали с особыми свойствами (к ним относятся стали, обладающие каким-нибудь резко выраженным свойством: нержавеющие, жаропрочные и теплоустойчивые, износоустойчивые, с особенностями теплового расширения, с особыми магнитными и электрическими свойствами и т.д.).

Конструкционной сталью называется сталь, применяемая для изготовления различных деталей машин, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладающая определенными механическими физическими и химическими свойствами. Конструкционная сталь, как правило, у потребителя подвергается термообработке, поэтому конструкционные стали подразделяют на :

1.Цементуемые (подвергаемые цементации) ;

2.Улучшаемые (подвергаемые закалке и отпуску, практически не обязательно высокому) ;

3.Строительные (близкие по составу к конструкционным сталям, но не предназначенные для термической обработки у потребителя объединяются в эту группу, название следует из того, что применение эта группа находит в основном в строительстве).

Инструментальной сталью называется сталь, применяемая для

обработки материалов резанием или давлением и обладающая высокой. твердостью, прочностью, износостойкостью и рядом других свойств.

Инструментальные стали условно подразделяются следующие четыре категории:

1.Углеродистые;

2.Легированные;

3.Штамповые;

4.Быстрорежущие.

Внутри указанной классификации существуют более узкие подразделения сталей как по назначению, так и по свойствам.

Классификация сталей по структуре в значительной степени условна.

По структуре сталей в равновесном состоянии (т.н. классификация по Обергофферу) их делят на:

1.Доэвтектоидные;

2.Эвтектоидные;

3.Заэвтектоидные.

Доэвтектоидные стали имеют в структуре избыточный феррит, эвтектоидные стали имеют перлитную структуру, заэвтектоидные стали имеют в структуре избыточные (вторичные) карбиды.

Также стали классифицируют по структуре после охлаждения на воздухе (классификация по Гийе) на:

1.Перлитные;

2.Мартенситные;

3.Аустенитные.

Стали первого класса характеризуются относительно малым содержанием легирующих элементов, второго класса – более значительным и, наконец третьего класса – высоким содержанием легирующих элементов.

По качеству стали подразделяются на:

1.Стали обыкновенно качества;

2.Качественные;

3.Высококачественные;

4.Особо высококачественные.

Главными качественными признаками стали являются более жесткие требования по химическому составу и прежде всего по содержанию вредных примесей, таких как фосфор и сера. Ниже приведено предельное содержание фосфора и серы, % (не более), в сталях разной категории качества (таблица 2).

Категория обыкновенного качества может относиться только к углеродистым сталям. Все остальные категории качества могут относиться к любым по степени легирования сталям.

Таблица 2 - Содержание вредных примесей в сталях разного качества [3]

Категория качества стали	Р,%	S,%
Обыкновенного качества	0,040	0,050
Качественная	0,035	0,035
Высококачественная	0,025	0,025
Особо высококачественная	0,025	0,015

По степени раскисления и характеру затвердевания стали классифицируются на:

1.Спокойные;

2.Полуспокойные;

3.Кипящие.

Спокойные стали раскисляются марганцем, кремнием и алюминием. Они содержат мало кислорода и затвердевают спокойно, без газовыделения. Кипящие стали раскисляются только марганцем. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании удаляется в виде СО. Кипящие стали дешевы, их производят низкоуглеродистыми и практически без кремния, но с повышенным количеством газообразных примесей. Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими. [3]