Сталі: загальна класифікація, відмінності від чавунів

Сталь – сплав заліза (Fe> 90%) з вуглецем (C до 2,14%). Сталі широко застосовуються в машинобудуванні, будівництві.
Від чавунів сталь відрізняється більш низьким процентним вмістом вуглецю і всіх постійних домішок.
Сталі більш м’які і пластичні, ніж чавуни.

Крім заліза і вуглецю в сталях і чавунах завжди присутній кремній (Si), марганець (Mn), сірка (S), фосфор (P) і гази – кисень, азот, водень (O, N, H). Ці домішки називають постійними.
Крім постійних домішок в сталях і чавунах випадковим чином можуть міститися і інші елементи, які називають випадковими домішками (з руди, брухту).
Іноді в залізовуглецевих сплави для зміни їх структури і властивостей спеціально вводять хімічні елементи – хром (Cr), нікель (Ni), молібден (Mo), вольфрам (W), титан (Ti). Такі домішки називають легуючими, а відповідні сплави – легованими.

Класифікація за хімічним складом

За хімічним складом сталі поділяють на:

  • вуглецеві
  • леговані

Вуглецева – сталь, у якій властивості залежать, в основному, від вмісту вуглецю. Такі сталі в свою чергу поділяють на:
Низьковуглецеві – З <0,25%
Середньовуглецеві – 0,25% <C <0,6%
Високовуглецеві – З> 0,6%
Легована – сталь, до складу якої входять спеціально введені елементи для додання їй необхідних властивостей.

Класифікація за призначенням

Сталі ділять за призначенням на:

  • конструкційні
  • інструментальні

Сталі спеціального призначення
Конструкційні сталі призначені для виготовлення деталей машин, приладів та елементів будівельних конструкцій.
Інструментальні сталі використовують для виготовлення ріжучого, вимірювального інструмента, штампів для холодного і гарячого деформування.
Сталі спеціального призначення – нержавіючі (корозійно-стійкі), жаростійкі, жароміцні, зносостійкі і ін.

Класифікація за якістю

Сталіпідрозділяють за цією ознакою на:

  • Сталі звичайного якості
  • якісні
  • високоякісні
  • особливо високоякісні

Під якістю тут розуміється сукупність властивостей сталі, визначених металургійним процесом її виробництва.

Класифікація за ступенем розкислення

Сталі за ступенем розкислення класифікують на:

  • спокійні
  • напівспокійну
  • киплячі

При маркуванні таких сталей в кінці марки киплячій сталі пишуться літери “кп”, напівспокійну – літери “пс”
Розкислення – процес видалення кисню з рідкої сталі. Неокислених сталь володіє недостатньою пластичністю і схильна до руйнування при гарячій обробці тиском.

Класифікація за структурою

Сталі класифікують в стані після відпалу і нормалізації. У отожженном (рівноважному) стані сталі поділяють на:

  • Доевтектоїдних, що мають в структурі надлишковий цементит
  • Евтектоїдні, структура яких складається з перліту
  • Завтектоідние, в структурі яких є вторинні карбіди, що виділяються з аустеніту
  • Ледебуритного, в структурі яких містяться первинні (евтектичних) карбіди
  • аустенітні
  • феритні
  • маркування сталей

В кінці марки киплячій сталі пишуться літери “кп”, напівспокійну – літери “пс”.

Легуючі елементи позначаються буквами: Н (нікель), К (кобальт), Г (марганець), Х (хром), В (вольфрам), М (молібден), Ю (алюміній), С (кремній), Ф (ванадій), Р (бор). Літери пишуться після цифри, що вказує вміст вуглецю. Якщо після букви немає цифри, то зміст легуючого елемента в стали 1-1,5%. Виняток зроблено для молібдену і ванадію, зміст яких в більшості сталей 0,2-0,3%.

Якщо легуючого елемента в стали більше 1,5%, то цифра після букви вказують його вміст у відсотках. Наприклад, марка 15Х позначає сталь, що має в середньому 0,15% С і 1-1,5% Cr, сталь 35Г2 – 0,35% С і 2% Mn.

Відмінність в позначенні якісних сталей від високоякісних полягає в тому, що в кінці марки високоякісної ссталі приписується буква А. Наприклад, сталь 40ХНМ – якісна, а сталь 40ХНМА – високоякісна. Якщо сталь особливо високоякісна, то в кінці марки пишеться буква Ш.

У сталей, що застосовуються у вигляді лиття (в литві), в кінці марки ставиться буква Л.

Шарикопідшипникових хромисті сталі позначаються на початку буквами ШХ, вміст хрому в цих сталях вказується в десятих частках відсотка, а вміст вуглецю, однакове при різному вмісті хрому, не вказується. Наприклад, сталь ШХ15 містить в середньому 1% C і 1,5% Cr.

Швидкорізальної сталі позначають буквою Р (ріжучі). Наступна за буквою цифра вказує зміст головного для цих сталей легуючого елемента – вольфраму.
Приклад: Р6М5К4 – швидкоріжуча сталь з вмістом вольфраму 6%, молібдену 5%, кобальту 4%.

Електротехнічні сталі (трансформаторні) позначаються літерою Е. Наступна за буквою цифра вказує зміст легуючого елемента – кремнію – у відсотках.

За Марочник SAE (США) конструкційні сталі: вуглецеві і леговані одним і двома елементами позначаються чотирма цифрами. Перша цифра вказує основний легуючий елемент, друга – його зміст у відсотках, третя і четверта – вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Перша цифра 1 прийнята для позначення вуглецевих сталей; тоді друга цифра 0. Перша цифра: 2 позначає нікелеві сталі; 3 – нікелеві з хромом; 4 – молібденові; 5 – хромисті; 6 – хромисті з ванадієм; 7 – вольфрамові; 8 – ванадієві; 9 – крем’янисті з марганцем.

Наприклад, сталь 1045 відповідає сталі 45 по ГОСТ; сталь 5140 – сталі 40Х і т.д. Для сталей, легованих великим числом елементів, прийнято більш складне позначення.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Тертя Амонтона