Конструкционная сталь
| Конструкционная сталь |
|---|
| Фазы железоуглеродистых сплавов |
|
Феррит (твердый раствор внедрения C в α-железе с объемно-центрированной кубической решеткой) |
| Структуры железоуглеродистых сплавов |
|
Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит) |
| Стали |
|
Конструкционная сталь (до 0,8 % C) |
| Чугуны |
|
Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит) |
Конструкцио́нная сталь в сталь, которая применяется для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладает определёнными механическими, физическими и химическими свойствами. Конструкционные стали подразделяются на несколько подгрупп.
[править] Качество конструкционных углеродистых сталей
Качество конструкционных углеродистых сталей определяется наличием в стали вредных примесей фосфора (P) и серы (S). Фосфор в придаёт стали хладноломкость (хрупкость). Сера в самая вредная примесь в придаёт стали красноломкость. Содержание вредных примесей в стали:
- Обыкновенного качества в P и S в до 0.05 % (маркировка Ст).
- Качественная в P и S в до 0.035 % (маркировка Сталь).
- Высококачественная в P и S в до 0.025 % (маркировка А в конце марки).
- Особовысококачественная в Р и S в до 0.015 % (маркировка Ш в конце марки).
[править] Стали конструкционные углеродистые обыкновенного качества
Широко применяются в строительстве и машиностроении, как наиболее дешёвые, технологичные, обладающие необходимыми свойствами при изготовлении конструкций массового назначения. В основном эти стали используют в горячекатанном состоянии без дополнительной термической обработки с ферритно-перлитной структурой. В зависимости от последующего назначения конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества подразделяют на три группы: А, Б, В.
[править] Стали группы А
Поставляются с определёнными регламентированными механическими свойствами. Их химический состав не регламентируется. Эти стали применяются в конструкциях, узлы которых не подвергаются горячей обработке в ковке, горячей штамповке, термической обработке и т. д. В связи с этим механические свойства горячекатаной стали сохраняются.
[править] Стали группы Б
Поставляются с определённым регламентированным химическим составом, без гарантии механических свойств. Эти стали применяются в изделиях, подвергаемых горячей обработке, технология которой зависит от их химического состава, а конечные механические свойства определяются самой обработкой.
[править] Стали группы В
Поставляются с регламентируемыми механическими свойствами и химическим составом. Эти стали применяются для изготовления сварных конструкций. Их свариваемость определяется химическим составом, а механические свойства вне зоны сварки определены в состоянии поставки. Такие стали применяют для более ответственных деталей.
По степени раскисления углеродистые стали обыкновенного качества подразделяются на спокойные (СП), полуспокойные (ПС), кипящие (КП). Степень раскисления определяется содержанием кремния (Si) в этой стали. Спокойные в 0.012-0.03 % (Si), полуспокойные в 0.05-0.07 % (Si), кипящие в менее 0.07 % (Si).
[править] Маркировка
Основные марки конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества:
Ст1КП2; БСт2ПС; ВСт3ГПС; Ст4-2; в ВСт6СП3.
- Буква перед маркой показывает группу стали. Сталь группы А в буквой не обозначается.
- Ст в показывает, что сталь обыкновенного качества.
- Первая цифра в номер по ГОСТу (от 0 до 6).
- Буква Г после первой цифры в повышенное содержание марганца (Mn)-(служит для повышения прокаливаемости стали).
- СП; ПС; КП в степень раскисления стали.
- Вторая цифра в номер категории стали (от 1 до 6 в основные механические свойства). Сталь 1-ой категории цифрой не обозначается.
- Тире между цифрами указывает, что заказчик не предъявлял требований к степени раскисления стали.
[править] Применение
- Ст3; Ст4 в крепёжные детали, фасонный прокат.
[править] Стали углеродистые качественные
Качественными углеродистыми сталями являются стали марок: Сталь08; Сталь10; Сталь15 в; Сталь78; Сталь80; Сталь85. Также к этому классу относятся с повышенным содержанием марганца (Mn в 0.7-1.0 %): Сталь 15Г; 20Г в 65Г, имеющие повышенную прокаливаемость.
[править] Маркировка
- Сталь в слово «Сталь» указывает, что данная углеродистая сталь качественная. (В настоящее время слово "Сталь" не пишется, указывается только индекс и последующие буквы)
- Цифра в указывает на содержание в стали углерода (С) в сотых долях процента.
[править] Применение
Низкоуглеродистые стали марок Сталь08, Сталь08КП, Сталь08ПС относятся к мягким сталям, применяемым чаще всего в отожжённом состоянии для изготовления деталей методом холодной штамповки - глубокой вытяжки. стали марок Сталь10, Сталь15, Сталь20, Сталь25 обычно используют как цементируемые, а высокоуглеродистые Сталь60 в Сталь85 в для изготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделий с высокой упругостью и износостойкостью.
Сталь30 в Сталь50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца Сталь30Г, Сталь40Г, Сталь50Г применяют для изготовления самых разнообразных деталей машин.
[править] Стали повышенной обрабатываемости (автоматные)
К сталям с повышенной обрабатываемостью или автоматным сталям относят стали с высоким содержанием серы и фосфора, а также стали, специально легированные селеном (Se), теллуром (Те) или свинцом (Pb). Указанные элементы способствуют повышению скорости резания, уменьшают усилие резания и изнашиваемость инструмента улучшают чистоту и размерную точность обработанной поверхности, облегчают отвод стружки из зоны резания и т. д. Эти стали используют в массовом производстве для изготовления деталей на станках-автоматах.
Стали с повышенным содержанием серы и фосфора обладают пониженными механическими свойствами и их используют для изготовления малонагруженных деталей (например, метизов).
[править] Маркировка
Вначале марки автоматной стали всегда стоит буква А.
[править] Легированные конструкционные стали
Легированные конструкционные стали применяются для наиболее ответственных и тяжелонагруженных деталей машин. Практически всегда эти детали подвергаются окончательной термической обработке в закалке с последующим высоким отпуском в районе 550в680 °C (улучшение), что обеспечивает наиболее высокую конструктивную прочность. Легирующие элементы в химические элементы, которые вносят в состав конструкционных сталей для придания им требуемых свойств. Ведущая роль легирующих элементов в конструкционных сталях заключается и в существенном повышении их прокаливаемости. Основными легирующими элементами этой группы сталей являются хром (Cr), марганец (Mn), никель (Ni), молибден (Mo), ванадий (V) и бор (В). Содержание углерода (С) в легированных конструкционных сталях в в пределах 0.25-0.50 %.
[править] Маркировка
14ХН4А, 38Х2Н5М, 20ХН3А.
- Две цифры вначале маркировки указывают на конструкционные стали (одна цифра в на инструментальные). Это содержание в стали углерода в сотых долях процента.
- Буква без цифры в определённый легирующий элемент с содержанием в стали менее 1 %.(А-азот, Р-бор, Ф-ванадий, Г-марганец, Д-медь, К-кобальт, М-молибден, Н-никель, С-кремний, Х-хром, П-фосфор, Ч-редкоземельные металлы, В-вольфрам, Т-титан, Ю-алюминий, Б-ниобий)
- Буква и цифра после неё в определённый легирующий элемент с содержанием в процентах (цифра).
- Буква А в конце маркировки в указывает на высококачественную сталь.
- Например 38Х2Н5МА в это среднелегированная высококачественная хромоникелевая конструкционная сталь. Химический состав: углерод в около 0,38 %; хром в около 2 %; никель в около 5 %; молибден в около 1 %.
[править] Стали конструкционные теплоустойчивые
К теплоустойчивым конструкционным относятся стали, используемые в энергетическом машиностроении для изготовления котлов, сосудов, паронагревателей, паропроводов, а также в других отраслях промышленности для работы при повышенных температурах. Рабочие температуры теплоустойчивых сталей достигают 600в650 °C, причём детали из них должны работать без замены длительное время (до 100000-200000 ч.).
При давлениях 6 МПа и температурах до 400 °C используются углеродистые котельные стали (12К, 15К, 18К, 20К). Для деталей энергоблоков, работающих при давлении до 25.5 МПа и температурой до 585 °C применяются стали, легированные хромом, молибденом, ванадием. Содержание углерода 0.08-0.27 %. Термообработка этих сталей заключается в закалке или нормализации с обязательным высоким отпуском.
[править] Стали конструкционные подшипниковые
Особенностью эксплуатации подшипников являются высокие локальные нагрузки. В связи с этим к чистоте стали предъявляются чрезвычайно высокие требования, особенно по неметаллическим включениям карбидной неоднородности. Обеспечение высокой статической грузоподъёмности достигается применением в качестве материала для подшипников заэвтектоидных легированных хромом сталей, обработанных на высокую твёрдость.
[править] Маркировка
ШХ9, ШХ15.
- Содержание углерода в около 1 %;
- Содержание хрома в десятых долях процента (например: ШХ15 в хром в около 1.5 %)
[править] Стали конструкционные рессорно-пружинные
Общее требование, предъявляемое к рессорно-пружинным сталям, в обеспечение высокого сопротивления малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкости (сопротивление релаксации напряжений). Эти характеристики обеспечивают точность и надёжность работы пружин и постоянство во времени таких эксплуатационных свойств, как крутящий момент, силовые параметры. Пружинные стали в виде проволоки и ленты упрочняют холодной пластической деформацией и закалкой на мартенсит с последующим отпуском. Готовые пружины подвергают стабилизирующему отпуску.
[править] Литература
- Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд./ В. Г. Сорокин и др. Науч. С77. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев - М.: "Интермет Инжиниринг", 2001 - 608с, илл. ISBN 5-89594-056-0
[править] См. также
 |
Конструкционная сталь на Энциклоскладе? |
|---|
- Конвертерное производство
- Автоматная сталь
- Нержавеющая сталь
- Инструментальная сталь
- Жаростойкая сталь
- Жаропрочная сталь
- Сталеплавильное производство
- Сталеплавильный процесс
- Стальная пена
- Чугун
