Класифікація сталі за призначенням. Класифікація і маркування сталі

Сталлю іменується ковкий, деформований сплав заліза деякої кількості вуглецю (не більше 2,14 %), а також незначної кількості інших елементів. Саме цей матеріал широко застосовується для виготовлення найрізноманітніших приладів, інструментів і будівельних конструкцій. Класифікація і застосування сталей залежать від багатьох факторів, які необхідно розібрати детальніше. Змінюючи хімічний склад цього матеріалу за рахунок концентрації вуглецю і привнесення легуючих елементів, можна отримувати широкий діапазон сталей з абсолютно різними властивостями, що дозволяє використовувати цей матеріал у всіх галузях господарювання.

Сталь: класифікація, застосування, маркування

Насамперед варто сказати, що сталь буває вуглецева та легована. Це залежить від того, чи були додані в сплав спеціальні легуючі елементи — алюміній, нікель, хром, молібден, титан, бор, ванадій, марганець та інші. Всі ці добавки застосовуються для підвищення специфічних властивостей сталі, а найкращий результат досягається комплексним легуванням.

У загальному випадку сталі класифікують:

  • за призначенням;
  • за якістю;
  • за способом виробництва;
  • за мікроструктурою;
  • за хімічним складом.

Хімічний склад

Як вже було сказано, класифікація сталей в залежності від хімскладу поділяє цей матеріал на дві великі групи:

  • леговані;
  • вуглецеві.

У свою чергу, кожну з цих груп можна додатково розділити на декілька частин. Класифікація легованих сталей передбачає наявність таких видів:

  • низьколеговані містять незначну кількість (до 2,5 %) легуючих добавок;
  • середньолеговані — кількість додаткових елементів не перевищує 10 %;
  • високолеговані характеризуються наявністю легуючих елементів у кількості більше 10 %.

Можна також розділити і другу групу. Класифікація вуглецевих сталей виглядає так:

  • високовуглецеві характеризуються вмістом вуглецю більше 0,6 %;
  • середньовуглецеві містять від 0,25 до 0,6 % вуглецю;
  • маловуглецеві — до 0,25 %.

Мікроструктура

В нормалізованому стані стали бувають:

  • перлітні — характеризуються низьким вмістом елементів легування і мають після нормалізації структуру: перліт, перліт + ферит, перліт + заевтектоідний карбід;
  • мартенситні — мають знижену критичну швидкість загартування і досить високий вміст легуючих елементів;
  • аустенітні — підвищений вміст легуючих елементів, під впливом яких досягається структура: аустеніт, аустеніт + карбід.

Класифікація вуглецевих сталей у відпаленому стані:

  • доэвтектоидная застосовується, наприклад, для штампів гарячого деформування;
  • заэвтектоидная має структуру, що складається з перліту і цементиту, зазвичай використовується для виготовлення інструменту;
  • карбідна (ледебуритная) — наприклад, швидкорізальна сталь;
  • феритної — нержавіюча, жароупорная, жаростійка, высокохромистая сталі.

Якість і спосіб виробництва

Безумовно, якість сталі залежить від присутності в ній шкідливих домішок у вигляді сірки і фосфору. В залежності від цього показника класифікація сталей виглядає так:

  • звичайні — сірки (S) до 0,06 %, фосфору (P) до 0,07 %;
  • якісні — сірки до 0,04 %, а фосфору до 0,035 %;
  • високоякісні — ті ж показники зменшені до 0,025 %;
  • особовысококачественные — менш 0,015 % сірки і до 0,025 % фосфору.

Спосіб виготовлення сталі зумовлює її будова, склад і властивості. Так, звичайна сталь (звичайна) найчастіше виплавляється в мартені або томасовских і бессемеровских конвертерах, після чого формується у досить великі злитки. Така сталь має підвищену кількість неметалевих домішок. Високоякісні сталі виготовляють більш досконалими методами, наприклад в електропечі, а особовысококачественные додатково очищуються від оксидів і сульфідів за допомогою ЕШП — електрошлакового переплаву. Такі сталі виготовляються виключно легованими.

Розкислення

Також існує класифікація сталей в залежності від ступеня розкислення, тобто від того, яка кількість кисню було видалено в процесі виготовлення. Виходячи з цього параметра, стали бувають:

  • киплячі — мало розкислені, насичені киснем;
  • спокійні — абсолютно розкислені;
  • напівспокійну — стали, в яких кисень вилучено частково.

Для розкислення маловуглецевих сталей застосовують алюміній, марганець і кремній. Киплячу сталь зазвичай розкислюють за допомогою феромарганцю в полуспокойную, крім цього, додають невелику кількість феросиліцію, а спокійну, крім попередніх компонентів, обробляють алюмінієм і силикомарганцем.

Що означає маркування стали?

Як не дивно, але класифікація марок стали досить різноманітна, і єдиної світової системи не існує. У ряді країн, у тому числі і в Росії, прийнята буквено-чисельна маркування.

Якісні вуглецеві сталі позначаються двозначним числом, яке вказує на кількісний вміст вуглецю (в сотих %). Вуглецеві сталі маркуються літерою «У» і числом, що виражає кількість вуглецю (до десятих %) — В9, В12 і т. д.

Літери використовуються також і для позначення основного елемента легування, наприклад: «П» — фосфор, «А» — азот, «T» — титан, Б — ніобій, «Г» — марганець, «Ю» — алюміній, Д — мідь, «M» — молібден, «P» — бор, «До» — кобальт, «В» — вольфрам, «E» — селен, «H» — нікель, «С» — кремній, «X» — хром, «Ц» — цирконій. Цифра, що стоїть за буквою, характеризує кількість відповідного елемента, а та, що знаходиться в самому початку, вказує на вміст вуглецю (в сотих %). Якщо кількість останнього перевищує або дорівнює 1 %, то первісна цифра може не вказуватись взагалі.

Літера «А», що стоїть в кінці марки, вказує на приналежність її до високоякісним. Та сама буква, що знаходиться в середині, повідомляє, що сталь легована азотом. Якщо ж вона стоїть спочатку, то це говорить про те, що перед вами автоматна сталь, що володіє підвищеною оброблюваністю. Особливо високоякісна сталь маркується літерою «Ш», доданої в кінці і написаної через дефіс. Марки, які не містять літер «А» або «Ш», є якісними.

Також існують певні групи сталей, додатково маркирующиеся літерами:

  • «Е» — магнітні;
  • «Е» — електротехнічні;
  • «Р» — швидкорізальні;
  • «Ш» — шарикопідшипникові.

Звичайно, існує ще досить тонкощів, однак можна сказати, що російська маркування досить проста і зрозуміла, в той час як позначення, прийняті в інших країнах, набагато складніше.

Не менш цікава класифікація сталей за призначенням, поговоримо про неї докладніше.

Конструкційні сталі

  • Будівельні — низьколеговані, а також звичайного якості, володіють хорошою зварюваністю.
  • Для холодної штамповки — листовий прокат з низьковуглецевих марок нормальної якості.
  • Цементовані — маловуглецеві і деякі леговані сталі застосовуються для виготовлення деталей, що зазнають динамічні навантаження і працюють з поверхневим зносом.
  • Покращувані піддаються термообробці (загартуванню і високому відпуску). Це середньовуглецеві, хромові, хромонікелеві, хромоникельмолибденовые, хромокремниемарганцевые, хромисті сталі з бором.
  • Високоміцні стали, у яких за допомогою термообробки і особливого складу досягнутий подвійний межа міцності в порівнянні із звичайними конструкційними аналогами.
  • Ресорно-пружинні можуть тривалий час зберігати пружність, достатній опір втоми і руйнування; до них відносять сталі, леговані хромом, бором, кремнієм, ванадієм і марганцем.
  • Шарикопідшипникові характеризуються високою зносостійкістю, міцністю та витривалістю, що досягається за допомогою високого (до 1 %) вмісту вуглецю і включення хрому.
  • Автоматні застосовуються для виробництва масових деталей, оброблюваних за допомогою верстатів-автоматів (болти, гвинти, шайби, гайки тощо); для полегшення обробки в такі стали додатково вводиться сірка, свинець, телур і селен, що призводить до отримання ламкої короткої стружки і знижує тертя.
  • Корозійно-стійкі — высокохромистые сталі з вмістом нікелю; чим більше в них хрому, тим більше виражена стійкість до корозії, при цьому вміст вуглецю повинно бути мінімальним.
  • Зносостійкі використовуються в місцях абразивного тертя, ударів і високого тиску, наприклад ківш екскаватора або гусениці трактора.

Інструментальні сталі

Класифікація сталей інструментального призначення також може бути представлена декількома пунктами:

  • для різальних інструментів застосовуються вуглецеві, леговані і швидкорізальні сталі;
  • для вимірювальних інструментів матеріал повинен насамперед володіти стабільністю розмірів, шліфуватися, мати достатню твердість і зносостійкість; для отримання таких характеристик інструментальну сталь часто піддають загартуванню і цементизации;
  • штампові сталі повинні володіти достатньою зносостійкістю, твердістю, теплостійкістю та прокаливаемостью; цю групу також можна додатково розділити на сталі для холодної, гарячої штамповки і валкові сталі.

Стали з особливими хімічними і фізичними властивостями

Крім всіх перерахованих вище, існують також марки сталей з особливими властивостями:

  • електротехнічна сталь — сплав заліза і кремнію, іноді легованого алюмінієм; застосовується при виробництві магнітопроводів різноманітного електротехнічного обладнання;
  • суперинвар — сплав заліза, нікелю і кобальту, що застосовується при виготовленні високоточного обладнання;
  • жаростійкий — володіє підвищеною стійкістю проти руйнування при температурах від 900 °C, легується алюмінієм, кремнієм, нікелем;
  • жаростійка — застосовується для виготовлення деталей газотурбінних установок, такі стали покликані працювати в навантаженому стані при високій температурі протягом деякого часу.

 

Related posts

 
 

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

http://poradumo.com.ua/56563-klasifikaciia-stalei-za-priznachenniam-klasifikaciia-i-markyvannia-stali/