Классификация и маркировка углеродистых сталей.

По назначению углеродистые стали делят на конструкционные (применяются для деталей машин, строительных конструкций, содержат от 0,05 до 0,65 % углерода) и инструментальные (содержат от 0,65 до 1,35% углерода) .

Конструкционные стали изготавливают и поставляют по двум стандартам. По ГОСТ 380 – 94 изготавливают и поставляют стали обыкновенного качества, их обозначают:

Ст0

Ст1кп

Ст1пс

Ст1сп и так далее, вплоть до Ст6.

Цифры означают номер стали в таблице ГОСТ 380 – 94 и увеличиваются с ростом содержания углерода, буквы кп, пс и сп обозначают способ раскисления.

По ГОСТ 1050 - 88 изготавливают и поставляют качественные углеродистые стали, их обозначают:

08

10

15 и так далее, вплоть до 60. Допускается написание сталь10, но не Ст10.

Цифры обозначают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента, другие сведения следует искать в таблице ГОСТ. Качественные углеродистые стали отличаются от сталей обыкновенного качества меньшим содержанием вредных примесей и более узким допуском по содержанию углерода, но цена их выше.

Инструментальные стали обозначают

У7

У7А, если меньше содержание вредных примесей

У8 так далее, вплоть до У13.

Цифры обозначают среднее содержание углерода в стали в десятых долях процента. Эти стали применяют для режущего, ударного и мерительного инструмента, который нельзя нагревать выше 200С.

Тема 6 Чугуны

Чугун – сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода может быть от 2,14 до 6,67%. Максимальная растворимость углерода в железе с кристаллической решеткой ГЦК равна 2,14% при 1147С. Следовательно, весь содержащийся в чугуне углерод никогда не может раствориться в железе и должен образовать собственную фазу. Существует два варианта.

Если весь углерод, который содержится в чугуне, образует цементит с химической формулой Fe₃C,то такой чугун называют БЕЛЫМ. В СЕРОМ чугуне основная часть углерода образует ГРАФИТ – кристаллы углерода с гексагональной слоистой решеткой. В железе в серых чугунах остается от 0,02 до 0,8% углерода. Названия разных видов чугуна появились из – за внешнего вида излома (поверхности в месте разрушения). У белого чугуна в изломе блестит цементит, кристаллическая решетка которого похожа на решетку алмаза. У серого чугуна цвет излома определяется графитом.

Графитизация в чугунах.

Чтобы в чугуне образовался графит, должны быть созданы условия для ГРАФИТИЗАЦИИ – выделения кристаллов графита при кристаллизации жидкого чугуна или при длительном нагреве твердого чугуна. Графитизация - это диффузионный процесс, и для него требуется определенное время (в отдельных участках металла концентрация углерода должна увеличиться с 3 – 4% до 100%). Все детали из чугуна делают способом литья. Требуемое для графитизации время будет обеспечено при достаточно медленном охлаждении отливок. Скорость охлаждения отливок тем меньше, чем толще их стенки. Кремний способствует графитизации. Марганец и сера препятствуют графитизации.

Рис. 6.1. Влияние химического состава и толщины стенки отливки на структуру чугуна: I – белые чугуны, II – серые перлитные чугуны, – III - серые ферритные чугуны

На рис. 6.1 показано, как влияют толщина стенки отливки и химический состав на протекание графитизации и на структуру чугуна. Если содержание (C + Si) больше 6%, структура серого чугуна образуется при толщине стенки детали более 5 мм. Но если сумма указанных элементов составляет 4%, при толщине стенки 5 мм образуется структура белого чугуна.