Классификация и маркировка сталей
Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% углерода. В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).
В свою очередь углеродистые стали могут быть:
· малоуглеродистыми, углерода менее 0,25%;
· среднеуглеродистыми, углерода 0,25…0,60%
· высокоуглеродистыми, углерода более 0,60%.
Легированные стали подразделяют на:
· низколегированные, легирующих элементов до 2,5%
· среднелегированные, легирующих элементов 2,5… …10%;
· высоколегированные, легирующих элементов более 10%.
В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:
· стали обыкновенного качества, содержание до 0,06% серы и до 0,07% фосфора;
· качественные – до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно;
· высококачественные – до 0,025% серы и фосфора.
· особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.
По степени удаления кислорода из стали, т. е. по степени её раскисления, существуют:
· спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами «сп» в конце марки (иногда буквы опускаются);
· кипящие стали – слабо раскисленные; маркируются буквами «кп»;
· полуспокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами «пс».
Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:
· сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);
· сталь группы Б – по химическому составу;
· сталь группы В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.
Конструкционные стали.
Нелегированные конструкционные стали обыкновенного качества обозначают буквами «Ст» и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер.
Буква «Г» после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа «А» в обозначении марки стали не ставится.
Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают.
Содержание углерода:
Ст0 до 0,23%,
Ст1 – 0,06…0,12%,
Ст2 – 0,09…0,15%,
Ст3 – 0,14…0,22%,
Ст4 – 0,18…0,27%,
Ст5 – 0,28…0,37%,
Ст6 – 0,38…0,49%.
ПРИМЕРЫ:
Ст1кп2 – углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А).
ВСт5Г – углеродистая сталь обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, спокойная, марки 5, первой категории с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В).
Нелегированные конструкционные качественные стали маркируются двухзначными числами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 05; 08; 10; 25; 40.
ПРИМЕРЫ:
Сталь 20 – углеродистая качественная сталь с содержанием углерода около 0,2%.
Сталь 40 – углеродистая качественная сталь с содержанием углерода около 0,4%.
Конструкционные легированные сталиобозначаются цифрами и буквами.Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь.
Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленное до целого числа, при содержании легирующего элемента до 1,5% цифра за соответствующей буквой не указывается.
Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (S < 0,03%, P < 0,03%) и сталь относится к группе высококачественных в конце ее обозначения ставят букву А.
Легирующие элементы обозначаются буквами русского алфавита:
А – азот
М – молибден
Ю алюминий
Н – никель
Р – бор
Б – ниобий
Ф – ванадий
Е – селен
В – вольфрам
Т – титан
К – кобальт
У – углерод
С – кремний
П – фосфор
Г – марганец
Х – хром
Д – медь
Ц – цирконий
Влияние легирующих элементов:
Никель сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, повышает сопротивление удару.
Вольфрам образует в стали очень твердые соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость стали. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске.
Ванадий повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали.
Кремний в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1…1,5% Si увеличивает прочность, причем вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличиваются электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, окалийность.
Марганец при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.
Кобальт повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.
Молибден увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах.
Титан повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.
Ниобий улучшает кислотостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.
Алюминий повышает жаростойкость и окалийность.
Медь увеличивает антикоррозионные свойства.
Церий повышает прочность и пластичность.
Цирконий позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.
Лантан, церий, неодим уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчает зерно.
ПРИМЕРЫ:
12ХН– сталь состава: C – 0,09…0,15%, Cr – 0,4…0,7%, Ni – 0,5…0, 8%.
30Х3МФ – сталь состава: C – 0,27…0,34%, Cr – 2,3…2,7%, Mo – 0,2…0,3%, V – 0.06…0,12%.
Литейные конструкционные стали обозначаются по тем же правилам, что и качественные и легированные стали. Отличие заключается лишь в том, что в конце наименований литейных сталей приводится буква Л, например, 15Л, 20Г1ФЛ, 35 ХГЛ.
Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами «ШХ», после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента. Для сталей, подвергнутых электрошлаковому переплаву, буква Ш добавляется также и в конце их наименований через тире. Например: ШХ15, ШХ20СГ, ШХ4-Ш.
Автоматные стали начинаются с буквы А. Если сталь при этом легирована свинцом, то ее наименование начинается с букв АС. Для отражения содержания в сталях остальных элементов используются те же правила, что и для легированных конструкционных сталей. Например: А20, А40Г, АС14, АС38ХГМ.
Дата добавления: 2016-05-31; просмотров: 1385;
Источник: https://poznayka.org/s6317t1.html
Классификация и маркировка сталей
I Классификация и маркировка сталей
Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержание до 2,14% углерода. Кроме того, в состав сплава обычно входят марганец, кремний, сера и фосфор; некоторые элементы могут быть введены для улучшения физико-химических свойств специально (легирующие элементы).
Стали, классифицируют по самым различным признакам. Мы рассмотрим следующие:
1. Химический состав.
В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-94, ГОСТ 1050-88) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).
В свою очередь углеродистые стали могут быть:
а) низкоуглеродистыми, т. е. содержащими углерода менее 0,25% (0,3%);
б)среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25…0,60% (0,3…0,7%);
в) высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60% (0,7%).
Легированные стали подразделяют на:
а) низколегированные содержание легирующих элементов до 2,5% (5%);
б) среднелегированные, в их состав входят от 2,5 до 10% (от 5 до 10%) легирующих элементов;
в) высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов.
2. Назначение.
По назначению стали бывают:
1) конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроитель-ных изделий.
2) Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.
3) С особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характе-ристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар.
4) С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.
3. Качество.
В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:
1. Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора.
2. Качественные – до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно.
3. Высококачественные – до 0.025% серы и фосфора.
4. Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.
Стали обыкновенного качества выплавляют только углеродистыми, качественные и высококачественные — углеродистыми и легированными, а особо высококачественные—только легированными.
Для повышения степени чистоты стали (по газам и S) используют: вакуумный, электрошлаковый, электроннолучевой, плазменный и другие переплавы; обработку жидкой стали синтетическими шлаками; метод внепечного вакуумирования и др.
4. Степень раскисления.
По степени раскисления (удаления из нее кислорода) стали клас-сифицируют на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс). Раскисление — это удаление из жидкой стали кислорода. Сталь раскисляют перед разливкой вводом в расплав элементов, связывающих кислород в нерастворимые в металле оксиды и переводящих их в шлак.
Кипящую сталь (кп) раскисляют только Мn, что недостаточно для полного удаления газов. При разливке и охлаждении кипящей стали выделяются пузырьки газов (CO), создающих впечатление кипения металла.
Слиток такой стали имеет большое количество газовых пор, поэтому в нем не образуется концентрированная усадочная раковина. При горячей прокатке слитка газовые поры завариваются.
Кипящие стали наиболее дешевые (вследствие меньшего расхода раскислителей), однако из-за повышенной газонасыщенности они хуже свариваются и более склонны к хрупкому разрушению, в том числе и при горячей обработке давлением.
Спокойную сталь (cп)получают, раскисляя металл в печи, а затем в ковше Мп, Si и Аl.
Спокойная сталь затвердевает в изложнице без выделения газов с образованием в верхней части слитка усадочной раковины, которую впоследствии удаляют.
Спокойная сталь более однородна по химсоставу в слитке и содержит меньше растворенных газов. По сравнению с кипящей в спокойной стали выше концентрация Si, она менее склонна к хрупкому разрушению.
Полуспокойная сталь (СП) по степени раскисления и другим показателям занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями. Раскисление осуществляется Мп и Si или Мп и Аl
Степень раскисления (сп, кп, пс)указывается в конце марки стали. Степень сп иногда не указывают (по умолчанию).
5. По прочности стали различают:
– нормальной (средней) прочности с пределом прочности при растяжении в до 1000 Мпа;
– повышенной прочности с пределом прочности при растяжении в от 1000 до 1500 Мпа;
– высокопрочные с пределом прочности при растяжении в боле 1500 Мпа.
Углеродистые конструкционные стали
Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-94)
Это наиболее дешевые стали. В них допускается повышенное содержание вредных примесей. Они выплавляются по дешевой технологии массового производства (выплавки). Эти стали выпускаются в виде сортового проката, поковок. По поставкам они подразделяются на три группы: А, Б, В.
| Груп-пастали | Вид поставки | Номерасталей | Примерымарок сталей | Область применения |
| А | Поставляются с гаранти-рованными механическимисвойствами.Химсостав не указывается | Ст0 – Ст6 | Ст2кп ГОСТ380-94 | Используются в горячекатанномсостоянии для изделий, изготов-ление которых не сопровождается горячей обработкой |
| Б | Поставляются с гарантиро-ванным химсоставом. Ме-ханические свойства негарантируются | БСт0 – БСт6 | БСт3псГОСТ380-94 | Предназначены для изделий, изго-товляемых с применением горячейобработки (ковка, штамповка, сварка, термическая обработка) |
| В | Поставляются с гаранти-рованными механическимисвойствами и химсоставом | ВСт0 – ВСт6 | ВСт4спГОСТ380-94 | Широко применяются для произ-водства сварных металлоконст-рукций |
В зависимости от нормируемых показателей (предел прочности σ, относительное удлинение δ%, предел текучести δт, изгиб в холодном состоянии) сталь каждой группы делится на категории, которые обозначаются арабскими цифрами.
Стали обыкновенного качества обозначают буквами “Ст” и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер.
Буква “Г” после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа “А” в обозначении марки стали не ставится.
Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают.
Например:
Ст1кп2 – углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А);
ВСт5Г – углеродистая сталь обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, спокойная, № марки 5, первой категории с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В);
БСт0 – углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 0, группы Б, первой категории (стали марок Ст0 и Бст0 по степени раскисления не разделяют).
Углеродистые конструкционные качественные стали (ГОСТ 1050-88)
У этих сталей по сравнению со сталями обыкновенного качества значительно меньше содержание примесей и неметаллических включений. Они поставляются в виде проката, поковок и других полуфабрикатов с гарантированными химсоставом и механическими свойствами.
Углеродистые конструкционные качественные стали находят широкое примене-
ние в технике, т.к. в зависимости от содержания углерода и термической обработки обладают разнообразными механическими и технологическими свойствами.
Низкоуглеродистые конструкционные качественные стали (с содержанием углерода<\p>
Источник: http://stud24.ru/technology/klassifikaciya-i-markirovka-stalej/322325-968598-page1.html
Сталь: классификация и маркировка
Большинство современных конструкций подразумевает применение стали. Сплав с различной маркировкой применяется в различных сферах нашей жизни: от крупномасштабного строительства до художественной ковки. Но в чем его особенность, ведь это лишь сочетание железа и углерода. К слову, чугун состоит из аналогичных составляющих.
Вся разница в том, что сталь состоит на 98% из железа и лишь на 2% — из углерода. Если добавить чуть больше углерода, в конечном результате получиться чугун. Но металлурги не останавливаются лишь на этих двух составляющих и дополняют сплав хромом, магнием, никелем и иными элементами.
Это позволяет изменить процентное содержание легирующих компонентов, а также свойства стали.
Разновидности стали
Как уже говорилось ранее, основными составляющими стали являются железо и углерод. Отсюда исходит то, что сплав бывает легированным, низколегированным и углеродистым.
Качество стали напрямую зависит от процентного соотношения углерода к железу. Чем меньше углерода присутствует в сплаве, тем он мягче, эластичнее и более пригоден для изготовления деталей по технологии холодной или горячей прокатки. Такой сплав используется исключительно для изготовления несложных механизмов, которые не должны выдерживать большой вес объемной конструкции.
Сталь, в которой присутствует углерод свыше 0,55%, называется твердой. Она применяется в строительной отрасли в качестве фундаментальной поддержки, крепежных изделий и многое другое. Она превосходно обрабатывается и шлифуется, при этом совершенно не деформируясь.
Из нее изготавливают элементы, которые способны выдержать серьезную нагрузку, при этом, не теряя исходный эксплуатационный срок. К примеру, зубчатые колеса, ходовые валы.
Иными словами, изделия из твердой стали должны иметь укрепленную поверхность, а также высокий коэффициент износоустойчивости.
К примеру, в машиностроительной индустрии, распространенной разновидностью стали является легированная хромистая. Ее характерные свойства – повышенная прочность и выдержка любой температуры.
Сплав практически не поддается свариванию, поэтому объединить два элемента из легированной хромистой стали можно лишь после подогрева, а также термообработки. Сталь маркировки 40X – идеальный пример. Она устойчива к любым видам внешнего механического воздействия.
Благодаря внешнему антикоррозийному покрытию практически не поддается влиянию ржавчины. Используется для изготовления валов, небольших оправ, втулок для крепления металлопрокатной продукции и т.д.
Нержавеющая сталь – как отдельная разновидности сплава
Главным врагом, а также фактором, который способен в разы уменьшить эксплуатационный срок является ржавчина (коррозия).
Она разрушает металлические изделия внешне, но после проникновения внутрь, за несколько лет способно полностью деформировать металлургический продукт.
Исходя из этого, более 20 лет назад была изготовлена первая деталь из нержавеющей стали (еще называют коррозийно-стойкой).
Продукцию, изготовленную из нержавейки можно эксплуатировать в среде с высокой влажностью, а также при очень высоких температурах (до 500 градусов). Она практически не деформируется и коррозия не оказывает на нее влияния. Из этого сплава изготавливают мерительные и режущие инструменты, посуду и столовые приборы, детали для автомобилей и т.д.
Подобная популярность обусловлена высокой устойчивостью к коррозии и выдержкой абсолютно любых температур. Нержавеющая сталь широко применяется в судостроении и мостостроении.
Маркировка стали
Сталь относится к многочисленной группе используемых материалов. Марка стали обозначает, к какой группе относится тот или иной сплав.
Зачастую, марка позволяет определить основные свойства стали (износоустойчивость, выдержку температур, сопротивляемость коррозии и т.д.).
На некоторых видах марка стали позволяет установить процентное соотношение железа и углерода, а также входящие в состав дополнительные элементы.
Расшифровка марки позволяет понять, к какой группе относится конечное изделие или сам сплав. Групп выделяют всего три:
- Конструкционные;
- Строительные;
- Инструментальные.
Последняя группа в свою очередь делиться на несколько небольших подвидов.
Конструкционные стали
Применяется для изготовления крупногабаритных изделий, металлопрокатных единиц, а также конструкций с высоким коэффициентом свариваемости.
Делятся на две разновидности: легированные и углеродистые стали.
Легированная сталь должна состоять наполовину из железа, остальная часть – углерод и посторонние примеси, придающие сплаву максимальную прочность. Выделяют четыре категории качества этой стали:
- Стандартное качество. Количество посторонних примесей практически равно нулю. Обозначается буквами «Ст»;
- Качественная или обычная. Количество посторонних элементов в составе достигает 0,040%. Как правило, никак не маркируется;
- Высококачественная. Зачастую, в нее добавляют хром или никель, в процентном соотношении 0,030% на 1 кг сплава. В обозначении присутствует буква «А»;
- Легированная сталь повышенного качества. Высокопрочный продукт, с 0,015% лишних элементов. В середине обозначения, после слова «сталь» вставляется буква «Ш».
Существует отдельный вид, вернее вторичная категория конструкционных сталей – быстрорежущие.
Они подходят для многоступенчатой обработки, в результате которой можно добиться идеально ровной поверхности изделия, с высокими показателями прочности, твердости и устойчивости к коррозии.
Термообработка позволяет закалить сталь до максимально допустимого уровня, но при условии, что процент содержания углерода не будет превышать 0,32%. Эта марка стали отмечается буквами «КБ».
Инструментальные
Как можно понять из названия, основное применение этих сталей – изготовка инструментов широкого спектра пользования. К примеру, изготавливаются инструменты для дальнейшей обработки металлопродукции, также применяется для стандартных бытовых инструментов (гаечный ключ, молоток и т.д.).
Усиленная поверхность позволяет использовать конечное изделие по назначению, при этом, не боясь за то, что оно может деформироваться. Соотношение железа и углерода составляет 97,6% к 2,4%, что приблизительно равно самому слабому сплаву чугуна.
Однако, это все еще инструментальная сталь с очень высоким коэффициентом прочности. Маркировка – буква «У».
Строительные
Применяются исключительно в строительной отрасли, но разных течениях. Один из возможных способов применения – в качестве опорных конструкций многоэтажного здания. Стальные сваи выдерживают многотонный вес конструкции, при этом практически не деформируются. На изделии или первоначальном материале обозначается буквой «С», в начале обозначения.
И это далеко не весь список возможной маркировки. Зачастую, на каждом изделии присутствует длинный ряд из обозначений, в котором одной или двумя буквами описывается уровень качества, прочности, входящие в состав продукта или первичного материала примеси и т.д. Желательно научиться владеть терминологическим языком маркировки сталей, чтобы в нужный момент осуществить грамотный выбор.
Классификация сталей
Еще один важный момент – классификация сталей. Она определяется по нескольким основным критериям:
- Химический и структурный состав;
- Наличие посторонних примесей;
- Степенью устойчивостью к коррозии, а также подверженности к ней;
- Применением.
Мы рассмотрим некоторые аспекты классификации сталей, чтобы лучше понять, что собой представляет столь необычный, и в то же время привычный сплав.
Химический и структурный состав
Химический состав обуславливает количество применяемого углерода при изготовлении конкретной марки стали. Существует специальный свод правил и установок — ГОСТ, по которому допустимое количество входящих в состав элементов не должно быть превышено или уменьшено.
Чтобы увеличить основные характеристики до максимального предела, в сплав добавляют посторонние металлы или элементы – хром, никель иногда небольшое количество алюминия. Это позволяет произвести сложный технологический процесс — легирование.
Второй атрибут классификации — структурный состав. Структура зависит от вхождения дополнительных компонентов, а также способности стали быстро охлаждаться при достигнутой температуре свыше 800 градусов.
Сплавы, которые быстро остывают, более мягкие и подходят лишь для изготовления небольших деталей не несущие на себе основную нагрузку.
Долго остывающие сплавы — прочные, надежные и обладают внушительным эксплуатационным сроком.
Наличие посторонних примесей
Уже неоднократно упоминалось о том, что в сплав добавляются посторонние примеси, которые значительно влияют на конечные характеристики стального изделия или его механические свойства.
К примеру, чтобы достигнуть особо качественного состава, необходимо добавить 0,0020% серы в сплав. Таким образом, внешняя оболочка укрепиться в несколько раз.
Придание термообработке позволит в разы усилить результат.
Бром, никель, молибден увеличивают сопротивляемость к коррозии, о чем дальше и пойдет речь.
Устойчивость к коррозии
Это заключительный аспект классификации стали. Применение мы рассматривали несколько выше (маркировка стали). Этот сплав стал по-настоящему популярен благодаря высокой устойчивости к природному фактору – разложению, посредством воздействия на железо ржавчины.
Углерод препятствует распространению ржавчины, но не способен полностью остановить этот процесс. Поэтому, в целях увеличения эксплуатационного срока, была разработана нержавеющая сталь.
Но это не единственная разновидность стали, способная долгое время выдерживать агрессивное действие коррозии. Особо качественный сплав имеет аналогичные свойства, за счет нахождения в составе серы.
Мягкие сплавы в течение нескольких лет могут быть разрушены коррозией, если при строительстве будут размещены в неподобающих условиях.
В заключение можно добавить, что любому строителю необходимо овладеть терминологическим языком маркировки. В последние несколько лет, изготовители металлопрокатной продукции и вся металлургическая отрасль в целом использует довольно обширные обозначения, которые могут рассказать о свойствах, прочности, характеристике и даже сфере применения стали.
Источник: https://SoproMats.ru/materialyi/metallyi/stal/
Классификация и маркировка сталей
Сталь является сплавом железа с углеродом, которого может быть до 2%.
По химическому составу сталь разделяется на углеродистую и легированную.
По качеству сталь бывает: обыкновенного качества, качественная, повышенного качества, высококачественная.
Классификация углеродистых сталей
По назначению стали разделяются на конструкционные с содержанием углерода в сотых долях процента и инструментальные с содержанием углерода в десятых долях процента.
Углеродистые стали производятся обыкновенного качества и качественные.
Углеродистые стали обыкновенного качества подразделяются на группы:
- группа А поставляется по механическим свойствам и применяется в случаях, когда изделия из нее подвергаются горячей обработке (сварка, ковка и др.), при этом могут измениться регламентируемые механические свойства (Ст0, Ст1 и др.);
- группа Б поставляется по химическому составу и предназначается для изготовления деталей, при обработке которых меняются механические свойства, которые определяются также составом стали (БСт0, БСт1 и др.).
- группа В поставляется по механическим свойствам и химическому составу для производства деталей, подвергаемых сварке (ВСт1, ВСт2 и др.).
Примеры марок стали углеродистой обыкновенного качества: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2 и Ст3 с теми же индексами и Ст3Гпс, СтГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, где
Ст — сталь;
цифра — условный номер марки стали в зависимости от химического состава;
кп, пс, сп — степень раскисления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная.
Кипящая сталь содержит кремния не более 0,07% и получается при неполном раскислении ее марганцем.
Она характеризуется неравномерностью распределения вредных примесей — серы и фосфора, по толщине проката из этой стали.
Повышенная концентрация серы в отдельных местах может привести к образованию кристаллизационных трещин в шве и околошовной зоне. В тех же местах сталь склонна к старению и переходу в хрупкое состояние при отрицательных температурах.
Спокойная сталь получается при раскислении марганцем, алюминием и кремнием, содержит кремния не менее 0,12%. Сталь менее склонна к старению и к отрицательным реакциям На нагрев при сварке, так как в ней сера и фосфор распределены более равномерно.
Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью. Стали с номерами марок от 1 до 5 выплавляют с нормальным и повышенным содержанием марганца в пределах до 1%, при этом после номера марки стали ставят букву Г.
Стали группы Б делятся на две категории.
В стали первой категории регламентировано содержание углерода, кремния и марганца; ограничено содержание серы, фосфора, азота и мышьяка.
В стали второй категории ограничено дополнительно содержание хрома, никеля и меди.
Стали группы В делятся на шесть категорий. Обозначение стали включает марку, степень раскисления и номер категории, например, ВСт3Гпс5, где В — сталь группы В, Ст3Г — марка, пс — полуспокойная, 5 — пятая категория.
Стали группы В имеют такой же состав, как стали группы Б второй категории.
Углеродистая качественная сталь имеет пониженное содержание серы, отклонение по углероду — 0,03…0,04%. Стали при содержании углерода до 0,20% могут быть кипящими (кп), полуспокойными (пс) и спокойными (сп).
Остальные стали — спокойные, при этом буквы «сп» не ставят.
Углеродистые стали подразделяются на подклассы:
- низкоуглеродистые с содержанием углерода до 0,25%;
- среднеуглеродистые с содержанием углерода 0,25…0,60%;
- высокоуглеродистые с содержанием углерода более 0,60%.
Для сварных конструкций применяют в основном низкоуглеродистые стали.
Сталь углеродистая качественная конструкционная по видам обработки делится на виды: горячекатаная и кованая, калиброванная, круглая со специальной отделкой поверхности.
Классификация легированных сталей
По степени легирования сталь может быть:
- низколегированная — до 2,5% легирующих элементов;
- среднелегированная — 2,5… 10% легирующих элементов;
- высоколегированная — 10…50% легирующих элементов.
Высоколегированные стали включают:
- коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, стойкие против электрохимической и химической коррозии, межкристаллической коррозии, коррозии под напряжением и т. п.;
- жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения в газовых средах при температуре выше 50 °С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии;
- жаропрочные стали и сплавы, с достаточной жаростойкостью при работе в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени.
Таблица 1. Обозначения химических элементов в марках сталей
| Обозначения элементов | Наименование элемента | |
| в марке стали | в таблице Менделеева | |
| А | Cu | Медь |
| Б | Nb | Ниобий |
| В | W | Вольфрам |
| Г | Mn | Марганец |
| Е | SE | Селен |
| К | Co | Кобальт |
| М | Mo | Молибден |
| Н | Ni | Никель |
| Р | B | Бор |
| С | Si | Кремний |
| Т | Ti | Титан |
| Ф | V | Ванадий |
| Х | Cr | Хром |
| Ц | Zr | Цирконий |
| Ю | Al | Алюминий |
Сталь легированная конструкционная в зависимости от химического состава может быть: качественная, высококачественная А, особовысококачественная Ш (электрошлакового переплава).
По видам обработки сталь может быть: горячекатаная, кованая, калиброванная, серебрянка (с особой отделкой поверхности).
В табл. 1 приведены обозначения химических элементов в марках легированных сталей.
Источник: http://otdelka-profi.narod.ru/svarka/3/class_stali.htm
1. Классификация и маркировка сталей
Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержание до 2,14% углерода. Кроме того, в состав сплава обычно входят марганец, кремний, сера и фосфор; некоторые элементы могут быть введены для улучшения физико-химических свойств специально (легирующие элементы).
Стали, классифицируют по самым различным признакам. Мы рассмотрим следующие:
Химический состав.
В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79). В свою очередь углеродистые стали могут быть:
A) малоуглеродистыми, т. е. содержащими углерода менее 0,25%;
Б) среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60%
B) высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60% Легированные стали подразделяют на:
а) низколегированные содержание легирующих элементов до 2,5%
б) среднелегированные, в их состав входят от 2,5 до 10% легирующих элементов;
в) высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов.
Назначение
По назначению стали бывают:
конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий.
Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.
С особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар.
С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.
Качество
В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:
Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора.
Качественные – до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно.
Высококачественные – до 0.025% серы и фосфора.
Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.
Степень раскисления
По степени удаления кислорода из стали, т. е. По степени её раскисления, существуют:
спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами “сп” в конце марки (иногда буквы опускаются);
кипящие стали – слабо раскисленные; маркируются буквами “кп”;
полу спокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами “пс”.
Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:
сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);
сталь группы Б – по химическому составу;
сталь группы В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.
В зависимости от нормируемых показателей (предел прочности у, относительное удлинение д%, предел текучести дт, изгиб в холодном состоянии) сталь каждой группы делится на категории, которые обозначаются арабскими цифрами.
Стали обыкновенного качества обозначают буквами “Ст” и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер.
Буква “Г” после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа “А” в обозначении марки стали не ставится.
Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают.
Например:
Ст1кп2 – углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А);
ВСт5Г – углеродистая сталь обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, спокойная, № марки 5, первой категории с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В);
Вст0 – углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 0, группы Б, первой категории (стали марок Ст0 и Бст0 по степени раскисления не разделяют).
Качественные стали маркируют следующим образом:
в начале марки указывают содержание углерода цифрой, соответствующей его средней концентрации;
а) в сотых долях процента для сталей, содержащих до 0,65% углерода;
05кп – сталь углеродистая качественная, кипящая, содержит 0,05% С;
60 – сталь углеродистая качественная, спокойная, содержит 0,60% С;
б) в десятых долях процента для индустриальных сталей, которые дополнительно снабжаются буквой “У”:
У7 – углеродистая инструментальная, качественная сталь, содержащая 0,7% С, спокойная (все инструментальные стали хорошо раскислены);
У12 – углеродистая инструментальная, качественная сталь, спокойная содержит 1,2% С;
2) легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначают русскими буквами:
А – азот
К – кобальт
Т – титан
Б – ниобий
М – молибден Ф- ванадий
В – вольфрам
Н – никель
Х – хром
Г – марганец
П – фосфор
Ц – цирконий
Д – медь
Р – бор
Ю – алюминий
Е – селен
С – кремний
Ч – редкоземельные металлы
Если после буквы, обозначающей легирующий элемент, стоит цифра, то она указывает содержание этого элемента в процентах. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5% легирующего элемента, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в солях обычно до 0,2-0,3%), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010%).
Примеры:
14Г2 – низко легированная качественная сталь, спокойная, содержит приблизительно 14% углерода и до 2,0% марганца.
03Х16Н15М3Б – высоко легированная качественная сталь, спокойная содержит 0,03% C, 16,0% Cr, 15,0% Ni, до З,0% Мо, до 1,0% Nb.
Высококачественные и особовысококачественные стали
Маркируют, так же как и качественные, но в конце марки высококачественной стали ставят букву А, (эта буква в середине марочного обозначения указывает на наличие азота, специально введённого в сталь), а после марки особовысококачественной – через тире букву “Ш”.
Например:
У8А – углеродистая инструментальная высоко качественная сталь, содержащая 0,8% углерода;
30ХГС-III – особовысококачественная среднелегированная сталь, содержащая 0,30% углерода и от 0,8 до 1,5% хрома, марганца и кремния каждого.
Отдельные группы сталей обозначают несколько иначе.
Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами “ШХ”, после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента:
ШХ6 – шарикоподшипниковая сталь, содержащая 0,6% хрома;
ШХ15ГС – шарикоподшипниковая сталь, содержащая 1,5% хрома и от 0,8 до 1,5% марганца и кремния.
Быстрорежущие стали (сложнолегированные) обозначают буквой “Р”, следующая за ней цифра указывает на процентное содержание в ней вольфрама:
Р18-быстрорежущая сталь, содержащая 18,0% вольфрама;
Р6М5К5-быстрорежущая сталь, содержащая 6,0% вольфрама 5,0% молибдена 5,0% кобольта.
Автоматные стали обозначают буквой “А” и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента:
А12 – автоматная сталь, содержащая 0,12% углерода (все автоматные стали имеют повышенное содержание серы и фосфора);
А40Г – автоматная сталь с 0,40% углерода и повышенным до 1,5% содержанием марганца.
2 Классификация и маркировка чугунов
Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода. Они содержат те же примеси, что и сталь, но в большем количестве. В зависимости от состояния углерода в чугуне, различают:
Белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида, и чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита, что определяет прочностные свойства сплава, чугуны подразделяют на:
1) серые – пластинчатая или червеобразная форма графита;
2) высокопрочные – шаровидный графит;
3) ковкие – хлопьевидный графит. Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами,
соответствующими минимальному значению временного сопротивления дв при растяжении в МПа-10. Серый чугун обозначают буквами “СЧ” (ГОСТ 1412-85), высокопрочный – “ВЧ” (ГОСТ 7293-85), ковкий – “КЧ” (ГОСТ 1215-85).
СЧ10 – серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;
ВЧ70 – высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;
КЧ35 – ковкий чугун с дв растяжением примерно 350 МПа.
Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом: АЧ – антифрикционный чугун:
С – серый, В – высокопрочный, К – ковкий. А цифры обозначают порядковый номер сплава согласно ГОСТу 1585-79.
“right”>Таблица 1
| МАРКА | НАИМЕНОВАНИЕ | РАСШИФРОВКАМАТЕРИАЛА | КАЧЕСТВОМАТЕРИАЛА | НАЗНАЧЕНИЕ |
| БСт3 | СТАЛЬ | Номер марки 3.среднеуглеродистая | обыкновенногокачества | конструкционная |
| 20 | СТАЛЬ | 0,20% углероданизкоуглеродистая | качественная | конструкционная |
| 38ХМА | СТАЛЬ | 0,38% углерода,лигирующий элементхром , до 1%,молибден до 1%.среднеуглеродистая | высококачественнаялигированная | конструкционная |
| У 7 | СТАЛЬ | 0,7% углеродасреднеуглеродистая | качественная | инструментальная |
| 35ГЛ | СТАЛЬ | 0,35% углерода,лигирующий элемент марганецдо 1%.низкоуглеродистая | качественная | Сталь для отливок |
| ВЧ45 | ЧУГУН | Хв=450Мпа(50кгс/ммІ) | высокопрочный | Применяют длядеталей машин,работающих втяжелых условия |
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
Источник: http://prod.bobrodobro.ru/14539
Классификация и маркировка стали
Классификация и маркировка стали
План:
- Классификация и маркировка стали
- Углеродистые и легированные стали.
- Конструкционные и инструментальные стали
- Стали классифицируются по множеству признаков.
По химическому: составу: углеродистые и легированные.
По содержанию углерода:
низкоуглеродистые, с содержанием углерода до 0,25 %;
среднеуглеродистые, с содержанием углерода 0,3…0,6 %;
высокоуглеродистые, с содержанием углерода выше 0,7 %
По равновесной структуре: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные.
По качеству. Количественным показателем качества является содержания вредных примесей: серы и фосфора:
, – углеродистые стали обыкновенного качества:
– качественные стали;
– высококачественные стали.
По способу выплавки:
в мартеновских печах;
в кислородных конверторах;
в электрических печах: электродуговых, индукционных и др.
По назначению:
конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;
инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;
специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.
Маркировка сталей
Принято буквенно-цифровое обозначение сталей
Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).
Стали содержат повышенное количество серы и фосфора
Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.
Ст – индекс данной группы стали. Цифры от до 6 – это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В.
Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав.
Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.
Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная.
Качественные углеродистые стали
Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.
Конструкционные качественные углеродистые стали Маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.
Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.
Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.
Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.
Сталь У8, сталь У13.
Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %
Инструментальные высококачественные углеродистые стали. Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.
Сталь У10А.
Качественные и высококачественные легированные стали
Обозначение буквенно-цифровое. Легирующие элементы имеют условные обозначения, Обозначаются буквами русского алфавита.
Обозначения легирующих элементов:
Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам,
К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки),
Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний,
П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,
Ю – алюминий
Легированные конструкционные стали
Сталь 15Х25Н19ВС2
В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,
Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.
В указанной марке стали содержится 0,15 % углерода, 35% хрома, 19 % никеля, до 1,5% вольфрама, до 2 % кремния.
Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.
Назначение легирующих элементов.
Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей – (0…-100)oС.
Дополнительные легирующие элементы.
Бор – 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а такхе повышает порог хладоломкости (+20…-60 oС.
Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)oС.
Титан (~0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.
Введение молибдена (0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снихает порог хладоломкости до –20…-120oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.
Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.
Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.
Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.
При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием.Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.
Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.
Распределение легирующих элементов в стали.
Легирующие элементы растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов ( феррит, аустенит, цементит), или образуют специальные карбиды.
Растворение легирующих элементов в происходит в результате замещения атомов железа атомами этих элементов. Эти амомы создают в решетке напряжения, которые вызывают изменение ее периода.
Изменение размеров решетки вызывает изменение свойств феррита – прочность повышается, пластичность уменьшается. Хром, молибден и вольфрам упрочняют меньше, чем никель, кремний и марганец. Молибден и вольфрам, а твкже кремний и марганец в определенных количествах, снижают вязкость.
В сталях карбиды образуются металлами, расположенными в таблице Менделеева левее железа (хром, ванадий, титан), которые имеют менее достроенную d – электронную полосу.
В процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение d – электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обуславливающую металлические свойства карбидов.
При соотношении атомных радиусов углерода и металла более 0,59 образуются типичные химические соединения: Fe3C, Mn3C, Cr23C6, Cr7C3, Fe3W3C – которые имеют сложную кристаллическую решетку и при нагреве растворяются в аустените.
При соотношении атомных радиусов углерода и металла менее 0,59 образуются фазы внедрения: Mo2C, WC, VC, TiC, TaC, W2C – которые имеют простую кристаллическую решетку и трудно растворяются в аустените.
Все карбиды обладают высокой твердостью и температурой плавления.
4. Случайные примеси.
Легированные инструментальные стали
Сталь 9ХС, сталь ХВГ.
В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 %, число не указывается,
Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.
Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.
Быстрорежущие инструментальные стали
Сталь Р18
Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость). Содержание углерода более 1%. Число показывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама.
В указанной стали содержание вольфрама – 18 %.
Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.
Шарикоподшипниковые стали
Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС
Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 % и 1,5 %. Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более 1 %.
Источник: http://aim.uz/referaty/356-mashinostroenie-referaty/6008-klassifikatsiya-i-markirovka-stali.html
Загрузка...
