Стали виды и свойства стали: Виды и свойства сталей – статья SuperBolt

Содержание

Сталь её виды и свойства. Термическая обработка сталей.

7класс

Раздел: Технология обработки металла.

Тема урока: Сталь её виды и свойства. Термическая обработка сталей.

Цели: образовательная: познакомить учащихся с видами и свойствами стали, дать общее представление о термической обработке стали;

воспитательная: воспитывать у учащихся навыки рационального и ответственного использования материалов;

развивающая: способствовать развитию логического мышления.

Тип урока: Комбинированный.

Методы обучения: рассказ, беседа, инструктаж.

1. Организационный момент.

Приветствие учащихся.

Проверка явки.

Назначение дежурных.

Объявление темы урока: Сталь её виды и свойства. Термическая обработка стали (ученикам записать дату и тему урока в тетрадь).

Объявление цели урока.

2. Повторение материала изученного на предыдущем занятии (по вопросам).

1.Что называют сортовым прокатом?

2.Что такое профиль проката?

3. Где применяется сталь в народном хозяйстве?

3.Объяснение нового материала.

Сталь занимает особое место среди металлов и сплавов. Она служит материальной основой для практически всех отраслей техники и производства. В зависимости от состава стали подразделяются на углеродистые и легированные. Углеродистые стали — это сплавы железа с углеродом в состав которых входят некоторые обычные примеси. Углерод придаёт стали твёрдость, но увеличивает хрупкость и снижает пластичность.

Легированные стали— сплавы, в которые, кроме железа, углерода и обычных примесей, входят так называемые легирующие элементы (хром, никель, вольфрам и др.) Добавление их в сталь во время плавки изменяет её свойства. Одни элементы повышают твёрдость и прочность, другие — упругость, третьи повышают коррозийную стойкость стали, улучшают другие полезные свойства и качества. По назначению стали делят на конструкционные, инструментальные и специальные с особыми свойствами. Конструкционные стали применяются для изготовления различных металлических конструкций, деталей механизмов и машин. Конструкционная углеродистая сталь бывает обыкновенного качества и качественная. Сталь обыкновенного качества обладает невысокой прочностью и применяется для изготовления болтов, шайб, мягкой проволоки, заклёпок. Качественная углеродистая сталь более прочная, и из неё изготовляют зубчатые колёса, шкивы и другие детали машин. Свойства сталей можно изменять с помощью теплового воздействия — термической обработки (термообработки), заключающейся в нагреве, выдержке при температуре нагрева и последующем охлаждении. Основные виды термической обработки сталей – отжиг, нормализация, закалка и отпуск. При
закалке
металл нагревают до определённой температуры (до-800С), выдерживают при этой температуре, а затем быстро охлаждают в воде, масле. Закалка повышает твердость, и прочность стали, но вместе с тем повышается и её хрупкость.
Отпуск
— представляет собой нагрев остывшей закалённой детали до определённой температуры (400-500С) с последующим охлаждением в воде или на воздухе. Отпуск повышает пластичность стали, что улучшает её обрабатываемость. Отжиг — состоит из нагрева стали до температур, определяемых целью отжига, выдержки при этих температурах с последующим медленным охлаждением. Отжиг резко снижает твёрдость стали, она становится мягче и лучше обрабатывается. Нормализация- разновидность отжига, только охлаждение происходит на воздухе. Цель  нормализации — снятие внутренних напряжений в металле, повышение прочности стали.

Спросить, понятен ли учащимся новый материал? При положительном ответе — проверить усвоение нового материала, при отрицательном — ответить на вопросы.

4. Проверка усвоения нового материала (по вопросам).

1.В зависимости от состава, на какие виды делятся стали?

2.Что является основными видами термической обработки?

3. Что такое закалка?

5.Практическая работа по художественному выпиливанию.

1. Выполнение работ связанных с завершающим этапом изготовления поделок.

2. Напомнить правила техники безопасности при выпиливании из фанеры.

3. Самостоятельная работа учащихся.

6. Подведение итогов занятия.

1. Контроль выполненной работы.

2. Разборка допущенных учащимися ошибок.

3. Оценка выполненной работы.

4. Сдача дежурным инструмента.

 

                                      

Виды стали и их свойства

Сталь – это сплав железа (от 45%) и углерода (до 2,14%), который отличается от чугунов более низким содержанием углерода и других примесей. Материал достаточно эластичный и пластичный, потому широко используется в многих сферах. В машиностроении, строительстве и промышленности применяются стали разных видов. Она классифицируется по химическому составу, качеству и назначению. Наша компания предлагает разные виды стали и у нас на сайте можно выбрать подходящий материал для любой сферы деятельности.

Выбирая марки стали, важно обращать внимание на содержание углерода в стали и другие значения. Для каждой позиции из ассортимента необходимая информация указывается отдельно. Различные примеси могут как улучшать эксплуатационные свойства материала, так и сделать его недопустимым для использования в определенных областях.

Классификация стали по химическому составу

Углеродистая сталь – это сплав с высокой концентрацией железа (до 99%). К достоинствам материала относят твердость и высокую прочность, невысокую стоимость и долговечность. Отметить стоит легкость обработки материала, а также упругость и мягкость его внутреннего слоя. Недостатком стали данного типа можно назвать разве что низкую теплоустойчивость.

Легированная сталь бывает:

  • Низколегированной
  • Среднелегированной
  • Высоколегированной

Материал достаточно универсален и широко используется в самых разных областях человеческой деятельности. Свое название данная сталь получила, благодаря использованию в ее составе легирующих добавок. Они необходимы для получения специальных физических или механических характеристик.

Классификация стали по производству и примесям

Процентное соотношение элементов в каждом сплаве определяет свойства и структуру стали. Для промышленной стали могут использоваться примеси:

  • 1 — Феррит
  • 2 — Цементит
  • 3 — Аустенит
  • 4 — Перлит
  • 5 — Сорбит и многие другие

Низкоуглеродистая сталь – это материал, отличающийся мягкостью и малым содержанием марганца в сплаве. Может содержать различные примеси, но без легируемых элементов. Сталь такого типа не имеет высоких показателей по прочности, но характеризуется своей пластичностью и вязкостью. Сталь часто классифицируют по структуре и степени окисления. Эти данные указываются в маркировке, также достаточно популярна услуга «раскисления материала», предполагающая процесс удаления кислорода из жидкого сплава.

Химическая и термическая обработка

Цементация – это поверхностное насыщение стали углеродом, процесс важен для достижения высокой твердости поверхности материала. Как результат, сталь становится более износоустойчивой и прочной. Чаще всего, такого типа обработка выполняется для деталей, работающих при повышенном трении.

Цианирование – это насыщение поверхности материала азотом и углеродом. Процесс бывает низкотемпературным и высокотемпературным, назначается для режущих инструментов и зубчатых колес. Часто используется для мелких деталей, таких как гайки или болты.

Азотирование – это обработка поверхности азотом в среде диссоциированного аммиака. Процедура позволяет добиться упрочнения верхних слоев сплавов, улучшения показателей износоустойчивости и получения антикоррозионной поверхности. Используется для зубчатых колес, мерительных инструментов, гильз насосов и моторов, валиков и шпинделей.

Алитирование – это химическая и термическая обработка готовых изделий алюминием. Процедура обеспечивает термодиффузию, результатом которой является появление пленки окиси алюминия. Она улучшает жаропрочность изделий, что позволяет использовать их при высоких температурах.

Классификация стали по производству и примесям

Низколегированная сталь характерна тем, что содержит в себе легирующие элементы в небольшом количестве. Она прочная и легкая в обработке, хорошо проявляет устойчивость к коррозии. Такой материал производится в большом разнообразии видов и наименований.

Механическая прочность стали такого вида позволяет снижать вес стальных конструкций вплоть до 30%. Материал обеспечивает не только надежность и долговечность для каркасов, но и дает возможность сэкономить на материале для строительства. Широко используется в судостроении и строении мостов.

Конструкционная сталь, как и понятно по названию, используется обычно для строительных конструкций. Ее также применяют для самого разного рода стальных механизмов и деталей машиностроения. По химическому составу такой материал может быть легированным или углеродистым. Также данная сталь отличается по физическим и механическим свойствам.

Качество такого вида стали напрямую зависит от количества примесей серы (S) и фосфора (Р). Материал полезен в вагоностроении, при производстве и ремонте сельскохозяйственной техники, при строительстве крупных зданий. Чтобы добиться улучшения стального сплава, может быть также выполнено легирование материала (добавление никеля, хрома, меди, кремния и т.д.).

Строительная сталь может использоваться для ферм, котлов, газопроводов и нефтепроводов. Как правило, такая сталь выпускается сварной, свариваемость – это одна из ключевых характеристик материала данного типа. В ее состав могут добавляться отдельные элементы для улучшения физических свойств.

Основные свойства и характеристики такого материала зависят от элементов в составе, данный вид стали может производиться на заказ для нужд крупных строительных компаний. Поверхность материала часто обрабатывают, чтобы добиться высоких антикоррозийных свойств.

Инструментальная сталь – это группа сплавов, которые хорошо подходят для обработки резаньем или давлением. Такие материалы износоустойчивы и прочны, отличаются долговечностью. Они используются для измерительного и режущего инструмента, холодной и горячей деформации.

Материал достаточно хорошо востребован, благодаря отличным физическим свойствам и приемлемой стоимости. С ним комфортно работать, и он легко обрабатывается в целях подготовки к интенсивной эксплуатации. Подобрать инструментальную сталь с нужной маркировкой сегодня не проблема.

Категории стали и выводы

Номер категории указывается в конце марки стали и указывает на испытание механических свойств (ударная вязкость, растяжение). Сталь отличается и по технологии проката, от которой зависят ее физические и также химические характеристики. Сегодня выбрать сталь по назначению и составу сплава не будет проблемой для любого строительного проекта.

Выбирать сталь стоит, отталкиваясь от особенностей эксплуатации нужного изделия и его сферы использования. Наша компания предлагает широчайший ассортимент стали и возможность выбора по разным критериям. Вы можете заказать нержавеющий металлопрокат единоразово или подписать договор и его поставках на предприятие на регулярной основе.

Мы используем для стали только высококачественные компоненты и можем гарантировать соответствие продукта заявленным характеристикам. У нас не бывает дефицита в разного типа материалах и по заказам клиентам продукт предоставляется за кратчайшие сроки и без задержек.

Если вам нужна консультация по характеристикам, категориям или составу разных типов стали, смело обращайтесь к нам по указанным телефонам. На все вопросы вам дадут ответы высококвалифицированные специалисты. Мы дорожим доверием клиентов и всегда рады оказать помощь в выборе товара. О качестве стали всех видов мы получаем положительные отклики и уверены, что характеристики представленного материала не разочаруют и вас!

Виды стали и где они применяются RMS

Согласно Всемирной Ассоциации Производителей Стали, сталь – это сплав железа (не менее 45%) и углерода (от 0,02 до 2,14%) вместе с другими элементами. При повышенном содержании углерода сплав называется чугуном (выше 2,14%). В зависимости от задач в использовании — состав сплава может отличаться. Насчитывается более 3500 марок стали. Строительная промышленность потребляет более 50 % мирового стального производства. Все потому, что сталь прочный, универсальный и долговечный материал.

Условно по назначениям сталь можно классифицировать, как:

  • Строительная. Главным требованием при выборе строительной стали можно выделить ее свариваемость. Это низколегированные сплавы обычного качества, рассчитанные на высокие статические нагрузки (в некоторых случаях на динамические). — Инструментальная. При изготовлении инструментов, как правило, используются высоколегированные и высокоуглеродистые стали. Для режущих инструментов используют сталь, отличающиеся твердостью и теплостойкостью. Высокой износостойкостью должен обладать материал для измерительных приборов. Также существуют штамповые сплавы. — Конструктивная. Для конструкционных работ используется сталь с низким содержанием марганца. Это высокопрочная, шарикоподшипниковая, износостойкая, автоматная, цементируемая сталь. С помощью легирования добиваются подобных разнообразных характеристик.
  • Специальная сталь. Также можно выделить отдельную группу, в которой входят виды сталей со специально-необходимыми свойствами: кислотоупорность, жаропрочность, жаростойкость и т.д.

Полезным качеством сплавов из железа является то, что добавки разных веществ по небольшому весу могут изменить свойства стали. На счет этого качества можно значительно разнообразить свойства. Метод изготовления также сильно влияет на свойства сплава: горячее, холодное деформирование, закалка…

В «Робметаллсталь» вы найдете широкий ассортимент стали высокого качества для строительных, конструктивных и других целей.

30.07.19

Классификация сталей и сплавов. Маркировка сталей и сплавов, марки стали нержавеющей

20Х13 08Х13 12Х13 12Х13,14Х17Н2 12Х13, 12Х18Н9Т, 20Х13 Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах
30Х13 40Х13 08Х18Т1 40Х13 30Х13 12Х17, 08Х17Т Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др. (у стали 08Х18Т1 лучше штампуемость)
14Х17Н2 20Х17Н2 Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами
95Х18 - Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа
08Х17Т 12Х17Т, 08Х18Т1 Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже -20° С
15Х25Т 12Х18Н10Т Аналогично стали 08Х17Т, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температуре от -20 до 400 ° С (15Х28 для спаев со стеклом)
20Х13Н4Г9 10Х14АГ15 10Х14Г14Н3 10Х14Г14Н4Т Заменитель сталей 12Х18Н9, 17Х18Н9 для сварных конструкций
09Х15Н8Ю 07Х16Н6 - Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю – для уксуснокислотных и солевых сред
08Х17Н5МЗ - Для деталей, работающих в сернокислых средах
20Х17Н2 - Для высокопрочных тяжелонагруженных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах
10Х14Г14Н4Т 20Х13Н4Г9 (08)12Х18Н10Т Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196° С
12Х17Г9АН4 15Х17АГ14 03Х16Н15МЗБ 03Х16Н15МЗ - Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12Х18Н9, 12Х18Н10Т) для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте
15Х18Н12С4ТЮ - Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте
08Х10Н20Т2 - Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде
04Х18Н10 03Х18Н11 03Х18Н12 08Х18Н10 12Х18Н9 12Х18Н12Т 08Х18Н12Т 06Х18Н11 - Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах
12Х18Н10Т 12Х18Н9Т 06ХН28МДТ 03ХН28МДТ - Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80°С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55%-я уксусная и фосфорная кислоты)

Виды и свойства нержавеющей стали

Ферритные (Ferritic) стали значительно более мягкие чем мартенситные по причине малого содержания углерода. Они также обладают магнитными свойствами. Обозначаются начальной буквой F.

Мартенситные (Martensitic) — значительно более твердые чем аустетнитные стали и могут быть магнитными. Они упрочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше поддвержены коррозии. Обозначаются начальной буквой С.

Аустенитные (Austenitic) — не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля который увеличивает сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Обозначаются начальной буквой A. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
Наиболее распространенные группы нержавеющих сталей

Используется, как правило, в механических и подвижных узлах. Из-за высокого содержимого серы стали этого типа менее всего способны сопротивлению коррозии, чем другие типы.

Нетоксичная, немагнитная, незакаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Наиболее распространенная группа нержавеющих сталей.

Крепеж и изделия из стали A2 не подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Пригодна для температур вплоть до -200 C. Ближайший аналог AISI 304 и AISI 304L с еще более низким содержанием углерода.

Имеет похожие свойства, как и сталь A2 и дополнительно стабилизирована титаном, ниобием или танталом. Это улучшает ее сопротивление коррозии при высоких температурах.

Похожа на стали A2, но с добавлением 2-3% молибдена. Это делает ее в значительной степени более способной сопротивляться коррозии и кислоте. Крепеж и такелажные изделия из A4 рекомендуются для использования в судостроении. Пригодна для температур вплоть до -60 C. Ближайший аналог AISI 316 и AISI 316L с низким содержанием углерода.

Имеет свойства сталей A4 и дополнительно стабилизирована титаном, ниобием или танталом как и A3, но с различным процентным содержанием легирующих добавок. Это также повышает ее сопротивляемость высоким температурам.

American Iron and Steel Institute

Сталь марки AISI 304 (The American Iron and Steel Institute) — это аустенитная сталь с низким содержанием углерода. В России согласно ГОСТ её аналогом является сталь марки 08Х18Н10. Нержавеющая сталь марки AISI 304 является кислотостойкой и выдерживает краткосрочное поднятие температуры до 900 градусов по Цельсию.

Изготовление дымоходов, систем дымоудаления и вентиляции. Оборудование для химических и пищевых предприятий и предприятий общественного питания. Оборудование для производства, хранения и транспортировки молока, пива, вина и других напитков, а также химреактивов. Кухонные и столовые принадлежности. Трубы различного назначения, архитектура.

AISI 316 — марка стали, представляющая собой марку AISI 304, улучшенную за счёт добавления 2.5% молибдена. Благодаря молибдену сталь этой марки особенно устойчива к коррозии, высоким температурам и агрессивным средам. В силу сравнительной дешевизны материала, часто используется при изготовлении бижутерии (преимущественно, мужской), а также при производстве пирсинга и иных украшений. Аналог в СНГ — 08Х17Н13М2.

Сталь марки AISI 316 используется в производстве оборудования для химической промышленности, а также для производства изделий используемых в агрессивных средах, таких как, например, морская вода холодных морей. Применять для конструкций и оборудования работающих в среде морской воды тёплых и экваториальных морей следует с большой осторожностью.

A2 — AISI 304

A3 — AISI 321

A4 — AISI 316, AISI 316L

A5 — AISI 316Ti, AISI 316L

Наиболее распространенные группы нержавеющих сталей

Аустенитные (Austenitic) — не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля который увеличивает сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Обозначаются начальной буквой A. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.

Мартенситные (Martensitic) — значительно более твердые чем аустетнитные стали и могут быть магнитными. Они упрочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше поддвержены коррозии. Обозначаются начальной буквой С.

Ферритные (Ferritic) стали значительно более мягкие чем мартенситные по причине малого содержания углерода. Они также обладают магнитными свойствами. Обозначаются начальной буквой F.

P.S. Интересная статья? Мы стараемся, чтобы вы получали полезный материал.

Поделитесь этой статьей в соцсетях, нажмите на одну из этих кнопок.

yandex

Влияние легирующих элементов на свойства стали. Виды, марки и назначение сталей

Сталь – один из самых востребованных материалов в мире сегодня. Без нее сложно представить любую существующую строительную площадку, машиностроительные предприятия, да и много других мест и вещей, которые нас окружают в повседневной жизни. Вместе с тем, этот сплав железа с углеродом бывает достаточно различным, потому в данной статье будет рассмотрено влияние легирующих элементов на свойства стали, а также ее виды, марки и предназначение.

Общая информация

Сегодня многие марки стали широко применяются практически в любой сфере жизнедеятельности человека. Это во многом объясняется тем, что в этом сплаве оптимально сочетается целый комплекс механических, физико-химических и технологических свойств, которые не имеют какие-либо другие материалы. Процесс выплавки стали непрерывно совершенствуется и потому ее свойства и качество позволяют получить требуемые показатели работы получаемых в итоге механизмов, деталей и машин.

Классификация по назначению

Каждая сталь в зависимости от того, для чего она создана, в обязательном порядке может быть причислена в одну из следующих категорий:

  • Конструкционная.
  • Инструментальная.
  • Специального назначения с особыми свойствами.

Самый многочисленный класс – это конструкционные стали, разработанные для создания разнообразных строительных конструкций, приборов, машин. Конструкционные марки разделяются на улучшаемые, цементуемые, пружинно-рессорные, высокопрочные.

Инструментальные стали дифференцируют в зависимости от того, для какого инструмента они производятся: режущего, измерительного и т. д. Само собой, что влияние легирующих элементов на свойства стали этой группы также велико.

Специальные стали имеют свое разделение, которое предусматривает следующие группы:

  • Нержавеющие (они же коррозионностойкие).
  • Жаропрочные.
  • Жаростойкие.
  • Электротехнические.

Группы сталей по химическому составу

Классификацией озвучиваются стали в зависимости от образующих их химических элементов:

  • Углеродистые марки стали.
  • Легированные.

При этом обе эти группы дополнительно разделяются еще и по количеству содержащегося в них углерода на:

  • Низкоуглеродистые (карбона менее 0,3%).
  • Среднеуглеродистые (концентрация карбона равно 0,3 – 0,7 %).
  • Высокоуглеродистые (карбона более 0,7%).

Что такое легированная сталь?

Под этим определением следует понимать стали, в которых содержатся, параллельно с постоянными примесями, еще и добавки, внедряемые в структуру сплава, с целью увеличения механических свойств полученного в конечном счете материла.

Несколько слов о качестве стали

Этот параметр данного сплава подразумевает под собой совокупность свойств, которые, в свою очередь, обуславливаются непосредственно процессом его производства. К подобным характеристикам, которым подчиняются и легированные инструментальные стали, относятся:

  • Химический состав.
  • Однородность структуры.
  • Технологичность.
  • Механические свойства.

Качество любой стали напрямую зависит от того, сколько содержится в ней кислорода, водорода, азота, серы и фосфора. Также не последнюю роль играет и метод получения стали. Самым точным с точки зрения попадния в требуемый диапазон примесей является сопособ выплавки стали в электропечах.

Легированная сталь и изменение ее свойств

Легированная сталь, марки которой содержат в своей маркировке буквенные обозначения вводимых принудительно элементов, меняет свои свойства не только от этих сторонних веществ, но и также от их взаимного действия между собой.

Если рассматривать конкретно углерод, то по взаимодействию с ним легирующие элементы можно условно разделить на две большие группы:

  • Элементы, которые формируют с углеродом химическое соединение (карбид) – молибден, хром, ванадий, вольфрам, марганец.
  • Элементы, не создающие карбидов – кремний, алюминий, никель.

Стоит заметить, что стали, которые легируются карбидобразующими веществами, имеют очень высокую твёрдость и повышенное сопротивление износу.

Низколегированная сталь (марки: 20ХГС2, 09Г2, 12Г2СМФ, 12ХГН2МФБАЮ и другие). Особое место занимает сплав 13Х, который достаточно тверд для изготовления из него хирургического, гравировального, ювелирного оборудования, бритв.

Расшифровка

Содержание легирующих элементов в стали можно определить по ее маркировке. Каждая из таких вводимых в сплав составляющих имеет своё буквенное обозначение. Например:

  • Хром – Cr.
  • Ванадий –V.
  • Марганец –Mn.
  • Ниобий – Nb.
  • Вольфрам –W.
  • Титан – Ti.

Иногда в начале индекса марки стали стоят буквы. Каждая из них несет особый смысл. В частности, буква «Р» означает, что сталь является быстрорежущей, «Ш» сигнализирует, что сталь шарикоподшипниковая, «А» – автоматная, «Э» – электротехническая и т. д. Высококачественные стали имеют в своем цифро-буквенном обозначении в конце литеру «А», а особо качественные содержат в самом конце маркировки букву «Ш».

Воздействие легирующих элементов

В первую очередь следует сказать, что основополагающее влияние на свойства стали оказывает углерод. Именно этот элемент обеспечивает с повышением своей концентрации увеличение прочности и твердости при снижении вязкости и пластичности. Кроме того, повышенная концентрация углерода гарантирует ухудшение обрабатываемости резанием.

Содержание хрома в стали напрямую влияет на ее коррозионную стойкость. Этот химический элемент формирует на поверхности сплава в агрессивной окислительной среде тонкую защитную оксидную пленку. Однако для достижения такого эффекта в стали хрома должно быть не менее 11,7%.

Особого внимания заслуживает алюминий. Его применяют в процессе легирования стали для удаления кислорода и азота после ее продувки, дабы поспособствовать уменьшению старения сплава. Кроме того, алюминий значительно повышает ударную вязкость и текучесть, нейтрализует крайне вредное влияние фосфора.

Ванадий – это особый легирующий элемент, благодаря которому легированные инструментальные стали получают высокую твёрдость и прочность. При этом в сплаве уменьшается зерно и повышается плотность.

Легированная сталь, марки которой содержат вольфрам, наделена высокой твёрдостью и красностойкостью. Вольфрам хорош также и тем, что он полностью устраняет хрупкость во время запланированного отпуска сплава.

Для увеличения жаропрочности, магнитных свойств и сопротивления значительным ударным нагрузкам сталь легируют кобальтом. А вот одним из тех элементов, который не оказывает какого-либо существенного влияния на сталь, является кремний. Однако в тех марках стали, которые предназначены для сварных металлоконструкций, концентрация кремния должна быть обязательно в пределах 0,12-0,25 %.

Значительно повышает механические свойства стали магний. Его также используют в качестве десульфуратора в случае использования внедоменной десульфурации чугуна.

Низколегированная сталь (марки ее содержат легирующих элементов менее 2,5%) очень часто содержит марганец, что обеспечивает ей непременное увеличение твердости, износоустойчивости при сохранении оптимальной пластичности. Но при этом концентрация этого элемента должна быть более 1%, иначе не получится достигнуть указанных свойств.

Углеродистые марки стали, выплавляемые для различных масштабных строительных конструкций, содержат в себе медь, которая обеспечивает максимальные антикоррозионные свойства.

Для увеличения красностойкости, упругости, предела прочности при растяжении и стойкости к коррозии в сталь обязательно вводят молибден, который также еще и повышает сопротивление окислению металла при нагреве до высоких температурных показателей. В свою очередь церий и неодим применяются для снижения пористости сплава.

Рассматривая влияние легирующих элементов на свойства стали, нельзя обойти вниманием и никель. Данный металл позволяет стали получить превосходную прокаливаемость и прочность, повысить пластичность и ударопрочность и понизить предел хладноломкости.

Очень широко используется в качестве легирующей добавки и ниобий. Его концентрация, в 6-10 раз превышающая количество обязательно присутсвтующего углерода в сплаве, позволяет устранить межкристаллитную коррозию нержавеющей марки стали и предохраняет сварные швы от крайне нежелательного разрушения.

Титан позволяет получить самые оптимальные показатели прочности и пластичности, а также улучшить коррозионную стойкость. Те стали, которые содержит эту добавку, очень хорошо подвергаются обработке различным инструментом специального назначения на современных металлорежущих станках.

Введение в стальной сплав циркония дает возможность получить требуемую зернистость и при необходимости оказывать влияние именно на рост зерна.

Случайные примеси

Крайне нежелательными элементами, которые очень негативно сказываются на качестве стали, являются мышьяк, олово, сурьма. Их появление в сплаве всегда приводит к тому, сталь становится очень хрупкой по границам своих зерен, что особенно заметно при смотке стальных лент и в процессе отжига низкоуглеродистых марок сталей.

Заключение

В наше время влияние легирующих элементов на свойства стали довольно хорошо изучено. Специалисты тщательно провели анализ воздействия каждой добавки в сплаве. Полученные теоретические знания позволяют металлургам уже на этапе оформления заказа сформировать принципиальную схему выплавки стали, определиться с технологией и количеством требуемых расходных материалов (руды, концентрата, окатышей, присадок и прочего). Наиболее часто сталеплавильщики использую хром, ванадий, кобальт и другие легирующие элементы, которые являются достаточно дорогостоящими.

Сталь — легирующие элементы

Влияние легирующих элементов.Присутствие в стали легирующих элементов улучшает ее свойства.

Легированная сталь имеет высокую прочность и вязкость.

Некоторые легирующие элементы, например никель, кремний, кобальт, медь, не образуют с углеродом химических соединений — карбидов — и в основном распределяются в феррите.

Другие же элементы — вольфрам, хром, ванадий, марганец, молибден, титан и др. — образуют с углеродом карбиды.

Наличие карбидов в легированной стали способствует повышению ее твердости и прочности, а в инструментальной стали — и режущих свойств.

Легирующие элементы не только улучшают механические свойства стали (главным образом в термически обработанном состоянии), но в значительной степени изменяют ее физические и химические свойства. Влияние отдельных легирующих элементов на свойства стали сводится в основном к следующему:

  • Марганец повышает прочность и твердость стали, увеличивает прокаливаемость, уменьшает коробление при закалке, повышает режущие свойства стали, но вместе, с тем способствует росту зерна при нагреве, чем снижает стойкость стали к ударным нагрузкам.

  • Хром затрудняет рост зерна при нагреве, повышает механические свойства стали при статической и ударной нагрузке, повышает прокаливаемость и жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание. При значительных количествах хрома сталь становится нержавеющей и жаростойкой.

  • Кремний значительно повышает упругие свойства стали, но несколько снижает ударную вязкость.

  • Никель повышает упругие свойства стали, не снижая вязкости, противодействует росту зерна, улучшает прокаливаемость и механические свойства стали. При значительных количествах никеля сталь становится немагнитной, коррозионностойкой и жаропрочной.

  • Молибден противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали вследствие образования карбидов, уменьшает склонность стали к хрупкости при отпуске, повышает жаростойкость стали.

  • Кобальт повышает прочность стали при ударных нагрузках, улучшает жаропрочность и магнитные свойства стали.

  • Вольфрам, так же как и молибден, повышает твердость и режущие свойства стали, уменьшает рост зерен при нагреве, повышает жаростойкость.

  • Ванадий способствует раскислению стали, противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали.

  • Титан является раскислителем стали, способствуя также удалению из нее азота, благодаря чему сталь получается более плотной, однородной и жаропрочной.

Наиболее эффективно повышение свойств стали под влиянием легирующих элементов наблюдается в термически обработанном состоянии. Поэтому в огромном большинстве случаев детали из легированных сталей применяют после закалки и отпуска.

Максимальное значение механических свойств достигается одновременным присутствием в стали двух или более легирующих элементов.

Таким образом, в машиностроении наряду с хромистыми, марганцовистыми, кремнистыми и другими сталями широко применяются и более сложные — хромоникелевые, хромокремнемарганцовистые, хромовольфрамовые и другие стали.

Почти все легирующие элементы понижают значение критических точек при охлаждении и уменьшают критическую скорость закалки стали.

Практически это значит, что легированные стали, содержащие эти элементы, следует охлаждать при закалке не в воде, как это необходимо для углеродистых сталей, а в масле.

Таким образом, легированная сталь удовлетворяет самым разнообразным требованиям машиностроительной промышленности и во многих случаях заменяет более дорогие цветные металлы и сплавы.

Применение легированной стали непрерывно расширяется в связи с усовершенствованием конструкций машин и приборов.

§

различных типов стали — Capital Steel

Сталь — это сплав железа и углерода. Существует несколько различных марок стали, которые имеют уникальный химический состав, основанный на разном количестве углерода и добавленных сплавов.

При выборе типа стали, которую вы хотите купить, важно знать, что существует четыре различных типа стали, которые классифицируются в зависимости от их химической структуры и физических свойств: углеродистые стали, легированные стали, нержавеющие стали и инструментальные стали.Ниже мы расскажем о каждом из следующих типов стали.

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь имеет тусклый и матовый вид и подвержена коррозии. Углеродистая сталь может содержать другие сплавы, такие как марганец, кремний и медь. Существует три основных типа углеродистой стали: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь. Низкоуглеродистая сталь является наиболее распространенной и обычно содержит менее 30% углерода. Среднеуглеродистая сталь содержит до 0,60% углерода, а также марганца, и она намного прочнее, чем низкоуглеродистая сталь.Высокоуглеродистая сталь содержит до 1,5% углеродистой стали и является самой прочной из категорий, и с ней часто трудно работать.

Легированная сталь

Легированные стали представляют собой смесь нескольких металлов, включая никель, медь и алюминий. Легированные стали, как правило, дешевле и используются в механических работах, автомобильных деталях, трубопроводах и двигателях. Прочность и свойства легированных сталей зависят от концентрации содержащихся в них элементов.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь блестящая, устойчивая к коррозии и используется во многих продуктах, включая бытовую технику, фартуки и кухонную утварь.Она имеет низкое содержание углерода. Нержавеющая сталь содержит сплав хрома, а также может включать никель или молибден. Нержавеющая сталь прочна и выдерживает высокие температуры. Существует более 100 марок нержавеющей стали, что делает ее чрезвычайно универсальным материалом, который можно настроить в зависимости от ваших целей.

Инструментальная сталь

Инструментальная сталь твердая, жаропрочная и устойчивая к царапанью. Их называют инструментальными сталями, потому что они часто используются для изготовления металлических инструментов, таких как штамповочные, режущие и штамповочные инструменты.Инструментальные стали состоят из ванадия, кобальта, молибдена и вольфрама в различных количествах, что улучшает их долговечность и жаропрочность. Их также обычно используют для изготовления молотков. Существует несколько различных марок стали, которые можно использовать для различных целей.

Механические свойства высоколегированной и очень высокопрочной стали при повышенных температурах и после охлаждения | Fire Science Reviews

Потребность в использовании высокопрочной стали подчеркивается Бьорховде (2010) при обсуждении требований к характеристикам и производительности доступных марок стали.Историческое развитие предела текучести конструкционной стали схематически проиллюстрировано на рис. 1, основанном на Schröter (2003, 2006). Шретер отмечает, что, хотя старые производства VHSS были хрупкими, улучшенные производственные процессы в настоящее время делают их очень конкурентоспособными материалами для использования в конструкциях. Обновленный рисунок иллюстрирует размеры конструкционных сталей мягкой, высокопрочной и очень высокой прочности в соответствии с литературой и наиболее часто используемыми стандартами (с точки зрения номинального предела текучести).Настоящая работа следует этому протоколу для следующего обсуждения.

Рис. 1

Историческое развитие металлопроката; на основе Schröter (2003, 2006)

Как уже известно, большинство марок сталей высокой и очень высокой прочности получают свою прочность закалкой, а пластичность обеспечивается последующим отпуском. В недавнем исследовании Qiang et al. (2016) не было зарегистрировано хрупкого разрушения при уровнях напряжения до 1000 МПа, в то время как характеристики образования шейки проявлялись для всех образцов до разрушения.В частности, для HSS (то есть предел текучести от 355 до 700 МПа) отличные характеристики ударной вязкости и свариваемости достигаются благодаря процедурам прокатки при относительно низких температурах. С 2006 г. общие рекомендации по сварке VHSS доступны в сварочных институтах, как это было определено Pijpers (2011). С другой стороны, во время пожара достигнутые температуры совпадают с температурой отпуска, что приводит к дальнейшему снижению прочности. Вышеупомянутые проблемы подробно рассматриваются в следующем разделе.

Исследования механических свойств

Последовательность исследований, рассмотренных здесь, представлена ​​следующим образом. Во-первых, включены значительные работы, посвященные экспериментальному исследованию высоко- и очень высокопрочных конструкционных сталей. Впоследствии в нескольких исследованиях подчеркивается чувствительность некоторых параметров (таких как скорость деформации, предварительное повреждение, наивысшая температура, производственный процесс и остаточные напряжения) на механические свойства. Наконец, обзор посвящен тому, как различные микроструктуры и термические свойства влияют на свойства материалов HSS и VHSS.

Chen et al. (2006) были одними из первых исследователей, которые рассмотрели характеристики высокопрочной стали при повышенных температурах. Во-первых, отмечаются диапазоны номинального напряжения текучести, определяющие высокопрочную сталь в соответствии с несколькими стандартами. Экспериментальные исследования проводились с использованием низкоуглеродистой и высокопрочной стали с использованием методов испытаний в установившемся и переходном состоянии. Результаты показали, что отличие HSS от низкоуглеродистой стали очевидно при температурах выше 500 ° C.

Важное открытие Qiang et al.(2016) связана с неспособностью стали марки S960, которая наблюдалась при испытаниях на огнестойкость в переходном состоянии, достичь номинального предела текучести при температурах до 400 ° C. По сравнению со стандартами проектирования хорошее соотношение наблюдается для Еврокода 3 (2005 г.) и AISC (2010 г.) только для прогнозирования модуля упругости. Исследование других механических свойств, полученных по результатам испытаний, не показало удовлетворительного соответствия существующим директивам, т. Е. Европейским (EN 1993-1-2, 2005 и EN 1993-1-12, 2007), американским (AISC (Американский институт Steel Construction), 2010), Австралийские (AS (Австралийский стандарт), 2012) и Британские стандарты (BS (Британский стандарт), 1998) для стальных конструкций.Поэтому было сочтено необходимым вывести новые рекомендации по маркам высокопрочных сталей.

Подобное поведение испытанного закаленного и отпущенного S960 с соответствующими результатами Outinen (2007) и Qiang et al. (2012a, b), наблюдали Zhao and Chiew (2013). Отмечена также специфика условий воздушного охлаждения; образование ржавчины не было разрешено во время эксперимента, следовательно, невозможно было смоделировать точные условия пожара.

Механические свойства VHSS как при повышенных температурах (до 600 ° C), так и после охлаждения при температуре окружающей среды наблюдались Azhari et al.(2015) для образцов, взятых из полых трубных профилей и сопоставленных с соответствующими образцами из низкоуглеродистой и высокопрочной стали. Результаты показали, что в отличие от низкоуглеродистой и высокопрочной стали, механические свойства VHSS после пожара значительно снижаются при температурах до 600 ° C. Изменение поглощения энергии после нагрева и охлаждения, а также изменение соответствующей пластичности представлены в таблице в сравнении с мягкой и высокопрочной сталью.Также было рекомендовано, чтобы остаточные свойства материала VHSS были чувствительны к максимально достигнутой температуре и продолжительности нагрева только для температур до 650–700 ° C.

Подобно, Heidarpour et al. (2014) подчеркнули дифференциацию VHSS по сравнению с мягкой и высокопрочной сталью в отношении механических свойств при повышенных температурах. Сообщается, что поведение модуля упругости было аналогичным соответствующим характеристикам для мягкой и высокопрочной стали. Согласно литературным данным, это объясняется тем, что не ожидается особой чувствительности модуля упругости к различным микроструктурам между марками стали.

Подробная работа Mirmomeni et al. (2015), который сочетает предварительную деформацию, скорость нагружения и повышенные температуры, заслуживает внимания. Была предпринята интересная попытка представить аспекты реальных условий пожара, хотя это относится к мягкой стали. Испытания для максимальной скорости деформации (10 с −1 ) показали 48% -ное увеличение предела текучести с последующим снижением предельной деформации на 88% по сравнению со случаем самого медленного нагружения (0,00033 с −1 ) для помещения температура.Кроме того, было подчеркнуто положительное влияние предварительного повреждения на текучесть и предел прочности, в диапазоне от 1,5 (высокие температуры) до 2,5 (низкие температуры) от соответствующей прочности материала без предварительного повреждения. Как правило, чем выше достигаемые температуры, тем менее восприимчивыми становятся другие параметры, в то время как чувствительность из-за скорости деформации и предварительной деформации для тех же температур была выше для сохраненных пределов текучести.

Wang et al. (2015) исследовали сталь марки Q460, полученную термической обработкой с использованием процесса закалки и отпуска, в отличие от нормализованной стали S460 NL, которую исследовали Qiang et al.(2012b). Действительно, наблюдались значительные различия в остаточной эластичности между Q460 и S460, что подчеркивает важность производственного процесса для механического поведения стали после воздействия огня и охлаждения. А именно, исходный модуль упругости закаленной стали наблюдается после охлаждения с температур до 800 ° C, в то время как модуль упругости S460 уменьшается до 80%, соответственно. Предел текучести и предела прочности имеют схожие качественные характеристики для двух марок стали.Наконец, были предложены уравнения, прогнозирующие факторы снижения после пожара для высокопрочной стали Q460.

Кроме того, в нем были продемонстрированы некоторые визуальные наблюдения в зависимости от цвета поверхности, так как они важны для приблизительной оценки температуры стали, испытанной на опыте. В частности, при температуре 300 ° C наблюдается синий цвет (явление синей хрупкости), а при температуре выше 600 ° C поверхность становится темной, и на стальных образцах видны огнестрельные повреждения.Кроме того, поверхность чистая для образцов, охлаждаемых на воздухе, а на образцах, охлаждаемых водой, наблюдается ржавчина.

Вопросы остаточных напряжений после пожара и последующего естественного охлаждения в сварных двутавровых профилях были рассмотрены Ван и Цинь (2016). Результаты показали, что остаточные напряжения быстро уменьшаются после того, как элемент подвергается воздействию температур выше 400 ° C, в то время как остается только 10% остаточных напряжений до нагрева. Такое поведение наблюдалось как для низкоуглеродистых, так и для высокопрочных стальных профилей.Кроме того, была предложена модель остаточного напряжения для двутавровых профилей с толщиной полки и стенки около 8 мм. Также была подчеркнута важность толщины пластины для величины остаточного напряжения. В частности, для более тонких пластин наблюдались более высокие остаточные напряжения после постоянной температуры сварки, вероятно, из-за меньшей площади поперечного сечения.

Исследование изменений микроструктуры способствует лучшему пониманию и дает представление о поведении стали во время процессов нагрева и охлаждения.Интересные попытки были предприняты исследователями (например, Cantwell et al., 2016 и Guo et al., 2015), которые исследовали вариации размера зерна с помощью методов электронного сканирования. Кроме того, исследования свойств стали в условиях пожара, представленные Digges et al. (1966), Smith et al. (1981), Кирби и др. (1986) и Tide (1998). Полезное обсуждение трансформаций микроструктуры включено в предыдущую работу авторов, где представлены более подробные сведения и иллюстрации. Следует иметь в виду, что диаграммы время-температура-превращение, представленные Маравеасом и др.(2017) демонстрируют полученные микроструктуры с учетом критического охлаждения и изотермических кривых для трех различных типов сталей (заэвтектоидных, эвтектоидных и легированных).

Переход атомов от гранецентрированной кубической (ГЦК) к объемно-центрированной кубической структуре (ОЦК) четко иллюстрируется термическими свойствами высокопрочной стали при повышенных температурах. Choi et al. (2014) подтвердили последнее поведение, когда провели экспериментальные испытания при повышенных температурах, чтобы получить термические и механические свойства высокопрочной стали HSA800.В частности, 60% всплеск теплоемкости материала наблюдался между 700 и 800 ° C, в то время как теплопроводность также меняет тенденцию при тех же температурах (Таблица 1). Это поведение также рассматривается в стандартах EN1993 (2005) и ASCE (1992).

Таблица 1 Сводка данных испытаний для HSS и VHSS при повышенных температурах

Основные различия в термических свойствах обычной и высокопрочной стали также отмечены Khaliq (2013).Как правило, ванадиевая сталь показывает более высокую удельную теплоемкость, чем соответствующая низкоуглеродистая сталь. Что касается теплопроводности, никаких существенных различий между двумя типами стали не замечено, хотя реакция стали A36 более плавная. Температурное расширение ванадиевой стали в зависимости от температуры показывает такое же поведение по сравнению с соответствующим результатом HSA800, проведенным Choi et al. (2014). Предложены линейные зависимости, предсказывающие термические свойства ванадиевой стали в зависимости от температуры.

Сосредоточившись на VHSS, влияние изменений микроструктуры каждого типа стали на конечную прочность подробно обсуждалось Ажари и др. (2015). В отличие от мягких и высокопрочных сталей, кинетика отпуска во время термообработки VHSS (относительно быстрый рост зерна) приводит к быстрой потере прочности для VHSS. Последний описывается как «более низкая термическая стабильность VHSS» по сравнению с мягкой и высокопрочной сталью Heidarpour et al. (2014).В последнем исследовании отмечается, что аустенизация и последующая мартенситизация приводят к восстановлению механических свойств VHSS, поврежденного огнем. Однако состав аустенита требует, чтобы сталь выдерживала очень высокие температуры (~ 1000 ° C). Изображения поверхности излома VHSS, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, хорошо проиллюстрированы в том же исследовании. Изменения микроструктуры легко наблюдаются для семи различных температур (до 600 ° C), в то время как значительные различия выделяются для температур выше 300 ° C.

Заслуживающий внимания рисунок, сравнивающий репрезентативные микроструктуры для различных марок стали, прилагается в отчете NIST (2011). Для полноты он восстановлен здесь на рис. 2. Можно идентифицировать дифференциацию морфологии по мере увеличения предела текучести (250–420 МПа), что происходит, когда микрофотографии упорядочены от (а) до (h). Все стали имеют микроструктуру феррит (белый) -перлит (серо-черный), за исключением (i), которая является закаленной и отпущенной сталью (наиболее вероятно, с отпущенной мартенситной морфологией) с пределом текучести 690 МПа.Подробный химический состав и дальнейшее описание также включены в соответствующую Техническую записку NIST (2011).

Рис. 2

Светооптические микрофотографии репрезентативных микроструктур девяти сталей при одинаковом увеличении. Стали заказываются от ( a ) до ( г ) путем увеличения измеренного предела текучести [NIST (2011)]

Исследования стержней и крупномасштабных моделей

Многие исследователи исследовали экспериментально и с помощью вычислений поведение стальных элементов или стальных конструкций в условиях пожара.Tondini et al. (2013), Sun et al. (2014), Song et al. (2010) и Чен и Янг (2008) сосредоточились на стальных и композитных элементах, а также на стальных соединениях в условиях комбинированного воздействия огня и нагрузки. Кроме того, в последнее время Vassart et al. (2012) и Johnston et al. (2016). Во всех случаях модели конечных элементов (КЭ) были разработаны и сопоставлены с соответствующими экспериментальными результатами. Почти каждое исследование, рассмотренное в данном разделе, касается высокопрочной или холодногнутой стали с прочностью более 460 МПа.Кроме того, наблюдается явное несоответствие прогнозов, сделанных по существующим стандартам. Последнее открытие существенно увеличивает вероятность возникновения пожара, критического условия нагружения при проектировании конструкций из высокопрочных и очень высокопрочных сталей.

Исследование Ванга (2004) внесло значительный вклад в определение поведения после продольного изгиба стальных колонн, удерживаемых в осевом направлении и нагруженных в условиях пожара. Поступательная пружина была введена в направлении элемента вместе с условиями нагрузки (т.е., начальная осевая нагрузка и возрастающая температура). Параметрическое исследование последовало для двух поперечных сечений, сочетающих начальную величину нагрузки колонны, жесткость ограничения и жесткость ограничения разгрузки. Результаты показали, что вклад после продольного изгиба является значительным, в основном для тонких колонн с низкой начальной нагрузкой и высокой жесткостью ограничения (более 5% от осевой жесткости колонны). В нем был предложен упрощенный аналитический метод, надежность которого также проиллюстрирована.

Несколько параметров были исследованы Насером и Кодуром (2016) для определения результирующей разрушающей способности стальных балок в условиях пожара. Интересное наблюдение касается локальной нестабильности паутины, которая, как было обнаружено, имеет первостепенное значение, поскольку имеет место до разрушения изгиба. С другой стороны, существует значительная разница на кривой прогиба с учетом участия бетонной плиты.

Важность использования точных механических свойств при повышенных температурах также подчеркивается Ранавакой и Махендраном (2010).Было обнаружено, что влияние остаточных напряжений на предельную разрушающую нагрузку в случае деформационного изгиба невелико (менее 1%). Для моделирования остаточных напряжений при повышенных температурах была принята линейная зависимость уменьшения, предложенная Ли (2004).

Choe et al. (2016) сравнили подробные данные испытаний историй температуры и осевой нагрузки (включая образцы из высокопрочной стали с пределом текучести до 520 МПа для исходного материала) с соответствующими моделями напряжения-деформации, предложенными NIST и Еврокодом 3.Результаты показали, что Еврокод более консервативен в прогнозировании поведения продольного изгиба, поскольку его остаточные модули упругости при повышенных температурах меньше, чем у модели NIST. Кроме того, были предложены обновления для спецификаций AISC путем замены предела текучести и модуля коэффициентов сохранения упругости на основе модели напряженно-деформированного состояния NIST.

Хева и Махендран (2008) подчеркнули необходимость в новых руководящих принципах проектирования, предсказывающих поведение холодногнутой стали при повышенных температурах, поскольку до сих пор пропускная способность определялась в соответствии с рекомендациями по температуре окружающей среды с использованием соответствующих пониженных механических свойств.Это не формализованная процедура проектирования, учитывая, что элементы, полученные методом холодной штамповки, ведут себя иначе, чем элементы из горячекатаной стали. Действительно, этот приблизительный подход кажется консервативным для незащищенных участков, согласно экспериментальному исследованию, проведенному Хевой и Махендраном. В результате критический предел 350 ° C, рекомендованный Еврокодом (EC3-Part 1.2), при использовании эффективной ширины с соответствующими сохраненными механическими свойствами при температуре окружающей среды, способствует совершенно неэкономичной конструкции.

Другой важный крупномасштабный тест был проведен Johnston et al. (2016). Разрушение из-за плоского механизма внутреннего обрушения явно обеспечивается боковыми направляющими и облицовкой, в то время как асимметричный режим приписывается условиям неравномерного нагружения при пожаре. Колонны изогнулись на некотором расстоянии от стыков, а резьбовые соединения не вышли из строя. Кроме того, влияние жесткости соединения на температуру разрушения было изучено посредством анализа КЭ.Также было отмечено отсутствие каких-либо руководств по проектированию конструкций стальных портальных конструкций холодной штамповки в пограничных условиях пожара.

Стоит отметить, что текущие нормы должны учитывать поведение конструкции наряду с реалистичным прогнозом модели материала. Мотивационная работа в этом направлении была недавно опубликована Maraveas et al. (2017), описывая основные аспекты оценки состояния и восстановления стальных конструкций после пожара.

Что такое сталь? — Свойства, типы, применение, состав

Что такое сталь?

Сталь — это сплав железа с обычно несколькими процентами углерода для повышения ее прочности и сопротивления разрушению по сравнению с железом.Могут присутствовать или добавляться многие другие элементы. Для нержавеющих сталей, устойчивых к коррозии и окислению, обычно требуется дополнительно 11% хрома.

Сталь Состав: Сталь — это сплав железа и углерода, содержащий менее 2% углерода и 1% марганца и небольшое количество кремния, фосфора, серы и кислорода. Сталь — важнейший инженерный и строительный материал в мире.

Он используется во всех аспектах нашей жизни; в автомобилях и строительных изделиях, холодильниках и стиральных машинах, грузовых судах и хирургических скальпелях.

Основными причинами популярности стали являются относительно низкая стоимость ее производства, формовки и обработки, обилие двух видов сырья (железной руды и лома) и беспрецедентный диапазон механических свойств.

Наиболее важными характеристиками стали являются отличная формуемость и долговечность, хороший предел прочности на растяжение и предел текучести, а также хорошая теплопроводность. Помимо этих важных свойств, наиболее характерной чертой нержавеющей стали является ее устойчивость к коррозии.

Физические свойства стали включают высокую прочность, малый вес, долговечность, пластичность и коррозионную стойкость. Сталь отличается высокой прочностью, хотя и имеет небольшой вес. Фактически, отношение прочности к весу у стали ниже, чем у любого другого строительного материала.

Химические свойства стали включают: Сталь имеет плотность 7850 кг / м3, что делает ее в 7,85 раз плотнее воды. Его температура плавления на 1510 ° C выше, чем у большинства металлов.Для сравнения, температура плавления бронзы составляет 1040 ° C, меди — 1083 ° C, чугуна — 1300 ° C и никеля — 1453 ° C.

Типы стали

Сталь можно разделить на четыре категории. основные группы, основанные на химическом составе:

  • Углеродистая сталь
  • Легированная сталь
  • Нержавеющая сталь
  • Инструментальная сталь

Существует много различных марок стали, обладающих различными свойствами. Эти свойства могут быть физическими, химическими и экологическими.Вся сталь состоит из железа и углерода. Количество углерода и дополнительных сплавов определяет свойства каждой марки.

1. Углеродистая сталь

Углеродистая сталь выглядит тусклой, матовой и, как известно, подвержена коррозии. В целом, существует три подтипа этой стали: низкоуглеродистая, средне- и высокоуглеродистая сталь, при этом низкоуглеродистая сталь содержит около 30% углерода, средняя 0,60% и высокая 1,5%.

Само название происходит от того факта, что они содержат очень небольшое количество других легирующих элементов.Они исключительно прочные, поэтому их часто используют для изготовления таких вещей, как ножи, высоковольтные провода, автомобильные детали и другие подобные предметы.

2.

Легированная сталь

Далее идет легированная сталь, которая представляет собой смесь нескольких различных металлов, таких как никель, медь и алюминий.

Они, как правило, дешевле, более устойчивы к коррозии и используются для изготовления некоторых автомобильных запчастей, трубопроводов, корпусов судов и механических конструкций. Для этого сила зависит от концентрации элементов, которые в нем содержатся.

3. Инструментальная сталь

Инструментальная сталь известна своей твердостью, устойчивостью к нагреванию и царапинам. Название происходит от того факта, что они очень часто используются для изготовления металлических инструментов, таких как молотки.

Для них они состоят из таких вещей, как кобальт, молибден и вольфрам, и это основная причина того, почему инструментальная сталь обладает такими высокими характеристиками прочности и термостойкости.

4.

Нержавеющая сталь

И последнее, но не менее важное: нержавеющая сталь, вероятно, является самым известным типом на рынке.Этот сорт блестящий и обычно содержит от 10 до 20% хрома, который является их основным легирующим элементом.

Эта комбинация делает сталь устойчивой к коррозии и очень легко формуется в различные формы. Из-за простоты использования, гибкости и качества нержавеющая сталь может использоваться в хирургическом оборудовании, бытовом оборудовании, изделиях из серебра и даже использоваться в качестве внешней облицовки коммерческих / промышленных зданий.

Для получения дополнительной информации посетите нашу подробную статью: Что такое нержавеющая сталь?

Использование стали

Чугун и сталь широко используются в строительстве дорог, железных дорог, другой инфраструктуры, бытовых приборов и зданий.Большинство крупных современных сооружений, таких как стадионы и небоскребы, мосты и аэропорты, поддерживаются стальным каркасом. Даже в бетонных конструкциях для армирования используется сталь.

Примерно Использование стали приведено ниже:

  • Сталь является экологически чистой и устойчивой. Обладает большой прочностью.
  • По сравнению с другими материалами, сталь требует мало энергии для производства легкой стальной конструкции.
  • Сталь — это самый переработанный материал в мире, который очень легко переработать.Его уникальные магнитные свойства позволяют легко извлекать из потока материал для повторного использования.
  • Сталь может иметь различные формы. Он дает лучшую форму и остроту, чем железо, которое используется для изготовления оружия.
  • Конструкционные стали используются в общем машиностроении и обрабатывающей промышленности.
  • Сталь широко используется в автомобильной промышленности. В кузове, дверях, двигателе, подвеске и салоне автомобиля используются различные типы сталей. В среднем автомобиль на 50% сделан из стали.
  • Сталь снижает выбросы CO2.
  • Сталь для инфраструктуры и добычи полезных ископаемых требуется во всех отраслях энергетики.
  • Нержавеющая сталь используется для производства морских платформ и трубопроводов.
  • Стали используются для упаковки и защиты товаров от воздействия воды, воздуха и света.
  • Большинство бытовых приборов, таких как холодильник, телевизор, духовка, раковины и т. Д., Изготовлены из стали.
  • Сталь используется для производства таких промышленных товаров, как сельскохозяйственные машины и машины.
  • В качестве материала для столовых приборов используется нержавеющая сталь.
  • Сталь благодаря своей способности легко сваривать и привлекательной отделке стала заметным элементом современной архитектуры.
  • Нержавеющая сталь создает гигиеническую среду. Именно поэтому его используют для хирургических имплантатов.
  • Сталь имеет более широкий температурный диапазон, который используется для изготовления больших листов.
  • В возобновляемых источниках энергии, таких как солнечная, гидро- и ветровая энергия, используются компоненты из нержавеющей стали.
  • Для строительства зданий используется низкоуглеродистая сталь. Это также очень популярный строительный каркасный материал.

Часто задаваемые вопросы.

Что такое сталь?

Сталь — это сплав железа с обычно несколькими процентами углерода для повышения его прочности и сопротивления разрушению по сравнению с железом. Могут присутствовать или добавляться многие другие элементы. Для нержавеющих сталей, устойчивых к коррозии и окислению, обычно требуется дополнительно 11% хрома.

Что такое состав стали?

Сталь — это сплав железа и углерода, содержащий менее 2% углерода и 1% марганца и небольшое количество кремния, фосфора, серы и кислорода.Сталь — важнейший инженерный и строительный материал в мире.

Каковы свойства стали?

Свойства, которые необходимо учитывать проектировщикам при выборе изделий из стальных конструкций:
1. Прочность.
2. Прочность.
3. Пластичность.
4. Свариваемость.
5. Долговечность.

Какие типы стали?

Четыре основных типа стали :
1. Углеродистая сталь
2. Легированная сталь
3. Инструментальная сталь
4.Нержавеющая сталь

Для чего нужна сталь?

Чугун и сталь широко используются в строительстве дорог, железных дорог, другой инфраструктуры, бытовых приборов и зданий. Большинство крупных современных сооружений, таких как стадионы и небоскребы, мосты и аэропорты, поддерживаются стальным каркасом. Даже в бетонных конструкциях для армирования используется сталь.

СВЯЗАННЫЕ СТОИМОСТИ

10 различных типов стали

Сталь — очень популярный строительный и инженерный материал.Сталь — это прочный, твердый, голубовато-серый металлический сплав и железа , который является одним из наиболее широко используемых материалов во всем мире. Различные типы стали производятся с содержанием углерода от 0,2 до 2,1 90–100% (по весу), в зависимости от классификации по составу и их физическим свойствам.

Основным элементом стали является углерод, но присутствуют и другие легирующие элементы, например, вольфрам, хром, ванадий и магний, а также небольшое количество серы, кремния, фосфора и кислорода.

Сталь

в основном используется для изготовления конструкционного и производственного материала . В производстве стали углерод и другие легирующие материалы используются для закалки и предотвращения дислокаций в атоме железа.

Важные свойства стали , такие как пластичность, твердость и предел прочности на разрыв стали , зависят от количества легирующих материалов и их формы присутствия в чугуне. Увеличение количества углерода делает сталь тверже и прочнее, но менее пластичной.Сталь — это универсальный, прочный и эластичный материал .

Самым большим преимуществом является то, что сталь можно перерабатывать снова и снова без потери своих свойств. Сталь является одним из основных материалов в строительстве, инфраструктуре и мостах, а также используется в бытовой технике. Сталелитейная промышленность играет жизненно важную роль в экономическом развитии.

Подробнее: Строительное оборудование — 30 + Типы оборудования


Типы стали в конструкции

Ниже представлены основные марки стали по составу:

1.Углеродистая сталь

2. Сталь легированная

1. Углеродистая сталь

Углеродистая сталь, как правило, оспаривается с менее чем 1% углерода и следов марганца, серы, кремния, фосфора. Свойства и характеристики углеродистой стали в основном зависят от содержания углерода в стали, и влияние на этот тип углерода незначительное из-за легирующих и остаточных материалов. Обычная углеродистая сталь подразделяется на четыре категории.

Ниже приведены марки из углеродистой стали ,

1) Низкоуглеродистая сталь

2) Среднеуглеродистая сталь

3) Высокоуглеродистая сталь

4) Очень высокоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь

В низкоуглеродистых типах стали содержание углерода ограничено до 0.30 и является наиболее часто используемым сортом. Эти типы стали легко поддаются механической обработке и сварке, а также обладают более высокой пластичностью, чем высокоуглеродистая сталь.

Сталь среднеуглеродистая

В среднеуглеродистой стали количество углерода составляет от 0,30 до 0,45 90–100 процентов углерода. По мере увеличения количества углерода увеличивается твердость и прочность на разрыв, а также уменьшается пластичность. Но из-за более высокого содержания углерода его обработка и сварка труднее, чем у низкоуглеродистой стали, из-за повышенного содержания углерода.

Высокоуглеродистая сталь

В высокоуглеродистой стали содержание углерода составляет от 0,45 до 0,75%. Итак, эти типы стали сталкиваются с проблемой сварки и механической обработки этого типа стали. Таким образом, для любого типа формовочных работ нагрев необходим для получения приемлемых сварных швов, а также используется для контроля механических свойств стали после сварки.

Очень высокоуглеродистая сталь

В очень высокоуглеродистой стали количество углерода составляет до 1.50 процентов. Из-за высокого содержания углерода в стали требуется нагрев до, во время и после сварки для управления ее механическими свойствами. Таким образом, его основное применение в производстве изделий из твердой стали, таких как металлорежущие инструменты и пружины для грузовиков.

Система обозначений углеродистой стали

Четырехзначная система обозначений введена Американским институтом чугуна и стали (AISI) совместно с Обществом автомобильных инженеров (SAE). Также согласно ASTM A240

SAE 1XXX

Первая цифра:

1 st Буква цифр означает, что это углеродистая или легированная сталь марки .

1 означает углеродистую сталь, а 2-9 — легированную сталь.

Вторая цифра:

2 и цифра обозначает модификацию стали:

0 — Углерод простой немодифицированный

1 — Ресульфурированный

2 — Ресульфурированные и повторно фосфорированные

5 — Без ресульфурации, Mn более 1,0%

Последние две цифры:

Последние 2 цифры показывают концентрацию углерода с точностью 0,01%.

Пример:

SAE 1045 : где 1 представляет собой простую углеродистую (немодифицированную) сталь, а содержит 0.45% углерода в этой стали.

2. Легированная сталь Легированная сталь

— это тип углеродистой стали, в которую намеренно добавлен один или несколько элементов , кроме углерода , для получения желаемых физических свойств или характеристик. Обычно в качестве внешних элементов добавляют молибден, марганец, никель, кремний, бор, хром, бор и ванадий. Существует два типа легированной стали

.

Ниже приведены марки легированной стали ,

1.Сталь низколегированная

2. Сталь высоколегированная

1. Низколегированная сталь

В низколегированной стали содержание углерода обычно составляет 0,25%, а часто — 0,15% для специальных сварочных работ. Есть некоторые легирующие элементы, такие как марганец, никель, хром, молибден, кремний, ванадий и бор, а менее распространенными легирующими элементами являются алюминий, кобальт, медь, титан, вольфрам, олово и цирконий.

Чаще всего используется низколегированная сталь для достижения лучшей прокаливаемости и повышенной коррозионной стойкости в определенных средах.Есть один недостаток: низколегированные стали трудно сваривать. Если мы снизим содержание углерода до 0,10 процента, вместе с другими легирующими материалами повысим прочность материала.

2. Высоколегированная сталь:

Как правило, сталь , содержащая другие элементы более 8% от общего веса, кроме углерода и железа, классифицируется как высоколегированная сталь. Высоколегированная сталь по существу содержит два химических элемента, и свойства этого типа стали зависят от процентного содержания химического элемента, присутствующего в ней.

Его главное преимущество — высокая коррозионная стойкость и высокая надежность. Эти типы высокоуглеродистой стали широко используются в атомных электростанциях, теплообменниках, центробежных сепараторах, сушилках, трубопроводах, муфтах, клапанах, болтах, производстве соли, десульфурации выхлопных газов, нефтехимическом, фармацевтическом и полупроводниковом оборудовании для очистки.

Система обозначений легированной стали

Четырехзначная система обозначений для легированной стали имеет разработан Американским институтом железа и стали (AISI) совместно с Обществом автомобильной промышленности. Инженеры (SAE).

Согласно четырехзначной классификации системы SAE-AISI:

Первая цифра:

Первая цифра показывает класс легированной стали:

2- Никелевые стали

3- Никель-хромистые стали

4- Молибденовые стали

5- Хромистые стали

6- Хромованадиевая сталь

7- Вольфрамохромистые стали

9- Кремний-марганцевые стали

Секунда цифра:

Вторая цифра указывает концентрацию основного элемента в процентах.если второй элемент равен 1 или 2, это означает 1% и 2%.

Последние две цифры:

Последние две цифры указывают на концентрацию углерода 0,01%.

Пример:

SAE 6230

Показан сплав хромованадиевой стали, содержащий 2% хрома и 0,30% углерода.


Виды стали

по заявке

По применению сталь классифицируется как

1. Нержавеющая сталь

2.Инструментальная и штамповая сталь

1. Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это сталь с содержанием хрома минимум 10% . Эта сталь более устойчива к пятнам, коррозии и ржавчине, чем обычная сталь. Его изобрел или сделал в 1913 году Гарри Брирли из Шеффилда, Англия, , но об открытии не было объявлено миру до 1915 года.

Она называется коррозионно-стойкой сталью, если тип и марка сплава не указаны, особенно в авиационной промышленности.Он в основном используется там, где требуются свойства стали, а также устойчивость к коррозии. Нержавеющая сталь насчитывает почти 150 марок, из которых 15 используются наиболее часто.

Этот тип стали в основном используется в ремешках для часов, моделях пистолетов, пистолетах, резервуарах для хранения, цистернах, столовых приборах, ювелирных изделиях, на предприятиях пищевой промышленности, хирургических инструментах, а также в авиационной промышленности.

Система обозначений легированной стали

AISI ввела трехзначную систему для нержавеющих сталей:

Серия

2ХХ — нержавеющая хромоникель-марганцевая аустенитная стали

Серия 3ХХ — хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали

Серия

4ХХ — ферритные нержавеющие стали и хром-мартенситный нержавеющая сталь

Серия 5ХХ — мартенситные нержавеющие стали с низким содержанием хрома

2.Инструментальная и штамповая сталь

Это очень высокоуглеродистые стали (углеродистые или легированные), обладающие высокой твердостью , прочностью и износостойкостью. Инструменты и штамповая сталь обычно имеют содержание углерода от 0,7% до 1,5%. , инструментальные стали производятся в тщательно контролируемых условиях для производства стали необходимого качества. Инструментальные стали поддаются термической обработке.

Для повышения твердости инструментальной стали в состав добавлены легирующие элементы, образующие твердые и стабильные карбиды.Он используется для формовки других металлов путем резки, формовки, механической обработки и литья под давлением .

Инструментальная и штамповая сталь

в основном используется для изготовления зубил , штамповочных штампов, молотков, сверл, фрез, ножниц, сверл и бритв.

Инструментальные и штамповые стали можно разделить в зависимости от их использования, механических свойств, состава и метода термообработки. Существуют различные марки инструментов и штамповой стали для различных областей применения.

Выбор сплава в основном зависит от того, нужна ли острая режущая кромка или нет, как в штампах, или от того, должен ли инструмент выдерживать ударные нагрузки и условия эксплуатации, с которыми сталкиваются такие ручные инструменты, как топоры , кирки и карьерные орудия или нет.

Система обозначений инструментальной стали

Однобуквенная система в сочетании с номером для системы инструментальной стали разработан Американским институтом железа и стали (AISI) совместно с Обществом автомобильных инженеров (SAE).

Буква означает;

W- Обычная углеродистая инструментальная сталь, упрочненная водой

O- Закаленная в масле легированная сталь для холодной обработки

A- Холодная закалка легированной стали на воздухе

D- Холодно-диффузионная закалка легированная сталь

S- Инструментальная низкоуглеродистая сталь с низкой ударопрочностью

T- Инструментальная сталь из быстрорежущей вольфрама

M- Инструментальная сталь из быстрорежущей молибдена

H- Инструментальная сталь для горячих работ

P- Пластиковая пресс-форма инструментальная сталь


Вам также может понравиться:

Категории углеродистой стали

Что такое углеродистая сталь?

Железо и углерод — самые распространенные материалы, присутствующие в стали.Чистое железо само по себе не является особенно прочным или твердым, поэтому именно добавление углерода помогает придать стали большую прочность.

Неочищенный чугун, используемый для производства стали, содержит относительно большое количество углерода. Его углеродный состав может достигать 2,1%, что является максимальным количеством углерода, которое может содержать материал, и при этом считаться сталью.

Однако железо можно подвергнуть дальнейшей переработке для уменьшения содержания углерода. Эта манипуляция с углеродом изменяет несколько свойств материала, в том числе:

Прочность: Нагрузка, которую может выдержать материал, измеряется пределом текучести и пределом прочности на разрыв.Предел текучести — это точка, при которой материал деформируется, но не разрушается, а предел прочности — это величина напряжения, необходимая для фактического разрушения материала.

Пластичность: Величина, на которую материал может быть растянут, не становясь хрупким. Пластичность измеряется удлинением, которое представляет собой процент увеличения длины материала до того, как он сломается.

Твердость: Износостойкость материала и обрабатываемость материала. Обычно это измеряется по шкале твердости Роквелла или шкале твердости Бринелля.

Углерод, присутствующий в стали, обычно снижается, чтобы она соответствовала трем основным категориям углеродистой стали: низкоуглеродистая (или мягкая), средне- и высокоуглеродистая сталь. Каждая из этих категорий содержит разные уровни углерода, как показано на диаграмме ниже.

Тип углеродистой стали

Состав углерода

Низкоуглеродистый / мягкий

0.05-0,25%

Средний углерод

0,26-0,60%

Высокоуглеродистый

0,61–1,50%

В этой статье будут рассмотрены свойства, области применения и распространенные марки стального листа, имеющиеся на складе таких поставщиков, как Leeco ® Steel, в различных категориях углеродистой стали.

Что такое низкоуглеродистая сталь?

Также известная как низкоуглеродистая сталь, низкоуглеродистая сталь имеет низкую прочность по сравнению со сталью с более высоким содержанием углерода.Низкоуглеродистая сталь также является наиболее пластичной или обрабатываемой углеродистой сталью.

Химические сплавы также могут быть добавлены в низкоуглеродистую сталь для улучшения желаемых свойств без увеличения веса материала. Например, если для низкоуглеродистой стали требуется более высокая твердость для желаемого применения, можно добавить марганец для увеличения твердости без увеличения веса. Низкоуглеродистая сталь, содержащая дополнительные сплавы, обычно называется высокопрочной низколегированной (HSLA) сталью.

Некоторые из наиболее распространенных марок листовой стали с низким содержанием углерода, все из которых имеются на складе Leeco, включают ASTM A36, A572 сортов 42 и 50 и A830-1020.Каждая из этих марок имеет умеренную прочность, высокую пластичность и меньший вес из-за низкого содержания углерода и добавления других сплавов. Эти свойства делают низкоуглеродистую сталь идеальной для использования в строительных конструкциях, таких как строительство зданий, мостов и опор электропередач, где материалы должны выдерживать высокие нагрузки, а также из них легко придать конструктивную форму.

Химический состав обычных низкоуглеродистых пластин марок

Марка

Углерод

Марганец

Фосфор

Сера

Кремний

A36 толщиной до 3/4 дюйма

0.25%

НЕТ

0,030%

0,030%

0,40%

A36> 3/4 — толщина 1 ½ дюйма

0,25%

0,80–1,20%

0,030%

0,030%

0.15-0,40%

A36> толщиной 1 ½ — 2 ½ дюйма

0,26%

0,80–1,20%

0,030%

0,030%

0,15-0,40%

A36> 2 ½ — 4 дюйма толщиной

0,27%

0.85–1,20%

0,030%

0,030%

0,15-0,40%

A36> 4 дюйма толщиной

0,29%

0,85–1,20%

0,030%

0,030%

0.15-0,40%

A572 Класс 42

0,21%

1,35%

0,030%

0,030%

0,15-0,40%

A572 Марка 50

0,23%

1.35%

0,030%

0,030%

0,15-0,40%

A830 Марка 1020

0,18-0,23%

0,30–0,60%

0,030%

0,030%

НЕТ

Механические свойства обычных низкоуглеродистых пластин марок

Марка

Предел текучести

Растяжение

A36

36 тысяч фунтов / кв. Дюйм

58-80 тысяч фунтов на квадратный дюйм

A572 Класс 42

42 тысячи фунтов на квадратный дюйм

60 тысяч фунтов / кв. Дюйм

A572 Марка 50

50 тысяч фунтов / кв. Дюйм

65 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Сделайте предложение на лист из низкоуглеродистой стали

Текущие клиенты Leeco также могут купить стальные листы стандартных размеров A572 и A36 на Leeco Pro, нашем веб-сайте электронной коммерции, круглосуточно и без выходных.Узнайте больше и купите стальную пластину A572 или A36 онлайн.

Что такое среднеуглеродистая сталь?

Среднеуглеродистая сталь обеспечивает баланс между низкоуглеродистой сталью и высокоуглеродистой сталью, предлагая большую прочность и твердость, чем низкоуглеродистую сталь, при этом оставаясь более пластичной, чем высокоуглеродистая сталь. Среднеуглеродистая сталь также обычно содержит другие сплавы, такие как марганец, которые также влияют на ее свойства.

В тех случаях, когда требуются повышенная вязкость и твердость, лист из среднеуглеродистой стали может подвергаться термообработке, например, закалке и отпуску, которые улучшают эти свойства без ущерба для обрабатываемости.

Закалка и отпуск — это двухэтапный процесс термообработки. На этапе закалки в этом процессе сталь нагревается до температуры от 1500 до 1650 градусов по Фаренгейту, а затем быстро охлаждается водой. На этапе отпуска сталь затем повторно нагревается до температуры ниже критической — от 300 до 700 градусов — и охлаждается на воздухе. Этот процесс изменяет структуру кристаллического зерна стали для повышения твердости и других механических свойств.

Две распространенные марки листовой стали из среднеуглеродистой стали, которые предлагает Leeco, — это ASTM A516 Grade 70 и A830-1045.Умеренный углеродный состав и дополнительные сплавы придают этим сортам — и другим среднеуглеродистым сортам — баланс прочности, твердости, пластичности и износостойкости. Эти свойства делают среднеуглеродистую сталь идеальной для использования в тех областях, где материалы должны выдерживать большие нагрузки, не ломаясь и не изнашиваясь, например, детали машин, включая шестерни, оси и болты, резервуары высокого давления, автомобильные детали и компоненты.

Химический состав обычных среднеуглеродистых пластин марок

Марки

Углерод

Марганец

Фосфор

Сера

Кремний

A516 Grade 70> 2 ”и ≤4” толщиной

0.30%

0,85–1,20%

0,025%

0,025%

0,15-0,40%

A516 Grade 70> 4 дюйма толщиной

0,31%

0,85–1,20%

0,025%

0.025%

0,15-0,40%

A830-1045

0,43-0,50%

0,60–0,90%

0,030%

0,030%

НЕТ

Механические свойства обычных среднеуглеродистых пластин марок

Марки

Предел текучести

Растяжение

A516

36 тысяч фунтов / кв. Дюйм

58-80 тысяч фунтов на квадратный дюйм

Сделайте предложение на лист из среднеуглеродистой стали

Что такое высокоуглеродистая сталь?

Высокоуглеродистая сталь обладает наибольшей прочностью и твердостью по сравнению с листом из низкоуглеродистой и среднеуглеродистой стали.Однако высокоуглеродистая сталь менее пластична, чем низкоуглеродистая сталь, а это означает, что ее намного сложнее обрабатывать или формовать.

Подобно среднеуглеродистой стали, высокоуглеродистая сталь также может подвергаться термообработке для дальнейшего повышения твердости и износостойкости для использования в областях, где сталь подвергается особенно высоким уровням напряжений.

Высокоуглеродистый состав пластин с высоким содержанием углерода придает им большую прочность, твердость и износостойкость, которые являются идеальными свойствами для применений, где сталь должна регулярно выдерживать экстремальный износ без поломки, например, для режущих и долбежных инструментов.

Очень высокоуглеродистая сталь

Для некоторых применений требуется стальной материал, который может выдерживать даже большие нагрузки, чем высокоуглеродистая сталь. В этих применениях используется очень высокоуглеродистая сталь, самый прочный тип углеродистой стали. Очень высокоуглеродистую сталь практически невозможно сваривать, обрабатывать или формировать из-за ее невероятной прочности, и поэтому она встречается гораздо реже, чем другие типы углеродистой стали.

Пластина из углеродистой стали

При выборе источника для ваших потребностей в листах из углеродистой стали важно выбрать поставщика, у которого есть следующие условия, чтобы вы получали лучший листовой прокат и обслуживание клиентов:

  • Большой ассортимент листовой стали из низкоуглеродистой, средне- и высокоуглеродистой стали отечественных и зарубежных производителей.
  • Надежная система управления качеством, например, имеющая сертификат ISO, для обеспечения высокого качества листов и соответствия вашим требованиям.
  • Широкий географический охват рядом с пунктами доставки, позволяющий контролировать расходы на перевозку.

Leeco Steel специализируется на производстве стального листа и ведет обширный складской запас углеродистой стали в своих 11 стратегически расположенных распределительных центрах. Leeco также имеет сертификат ISO 9001 в области управления качеством и проверяет точность на всех этапах процесса выполнения заказа, чтобы гарантировать клиентам получение высококачественной листовой продукции.

Свяжитесь с Leeco или запросите ценовое предложение, чтобы обсудить ваши потребности в листе из углеродистой стали со знающим торговым представителем сегодня.

типов стали — в чем разница?

Когда большинство людей думают о стали, они думают только об одном типе материала. Это то, из чего сделана прилавок на кухне ресторана, или что-то, из чего делают машины.

Это далеко не так. На самом деле существует более 3500 различных типов и марок стали.Эти разные типы можно разделить на четыре большие группы.

Вся сталь представляет собой сплав углерода и железа, и в зависимости от того, сколько углерода используется, могут быть созданы разные типы. Каждый тип имеет разные свойства и использование.

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь — наиболее распространенный вид стали, на которую приходится более 90% всей стали, производимой во всем мире.

Сталь

считается углеродистой сталью, если ее содержание углерода составляет от 0,12% до 2,0%, и она не содержит значительного количества каких-либо других легирующих материалов.

В зависимости от содержания углерода углеродистая сталь может быть разделена на три меньшие группы: низкоуглеродистые стали (до 0,3% углерода), среднеуглеродистые стали (0,3–6%) и высокоуглеродистые стали (более 0,6%). %).

Наиболее распространенный тип углеродистой стали — это низкоуглеродистая сталь, также известная как низкоуглеродистая сталь, также известная как углеродистая сталь. Он дешевле, чем его аналоги с более высоким содержанием углерода, но все же чрезвычайно полезен.

Легированные стали

Легированная сталь, как следует из названия, представляет собой сталь, которая была легирована другим элементом для изменения ее свойств.

Хотя вся сталь по определению является сплавом (это комбинация углерода и железа), не вся сталь считается «легированной сталью». Какое количество элемента должно присутствовать, чтобы сталь называлась легированной, зависит от элемента.

Некоторые элементы, которые используются для изготовления легированных сталей: алюминий, никель, медь, кремний, вольфрам, хром и молибден (сплав хрома и молибдена неофициально называют хромомолибденом).

Какой элемент вы используете, зависит от того, какое свойство стали вы хотите изменить.Например, добавление никеля (или различных других элементов) увеличивает коррозионную стойкость стали, а добавление вольфрама увеличивает температуру плавления.

Это делает легированную сталь полезной для самых разных целей, а также позволяет подвергать ее различным методам термической обработки для повышения ее прочности и твердости.

Нержавеющая сталь

Это тот, о котором большинство людей слышали и склонны думать как о «стали».

Нержавеющая сталь обычно легирована хромом, что увеличивает коррозионную стойкость до 200 раз по сравнению с низкоуглеродистой сталью.

Его можно разбить на три группы:

Аустенитная — это наиболее распространенный вид нержавеющей стали. Он содержит наибольшее количество хрома и никеля и обычно используется для кухонного оборудования, такого как столешницы или кухонные принадлежности.

Ферритный — содержит небольшое количество никеля и углерода и менее 18% хрома, наряду с другими легированными металлами. Он обладает магнитными свойствами, не подвергается термической закалке, но может быть упрочнен холодной обработкой.

Мартенситная — Эта нержавеющая сталь имеет примерно такое же количество углерода, как и другие, но немного больше никеля и намного больше углерода.Он поддается термообработке и обычно используется для изготовления ножей и медицинского оборудования.

Инструментальная сталь

Как следует из названия, это стали, специально предназначенные для изготовления инструментов.

Обычно они изготавливаются из таких материалов, как вольфрам, кобальт или других материалов, которые могут повысить термостойкость и долговечность, что делает их отличным вариантом для режущего и сверлильного оборудования.

Большинство из этих типов сталей можно использовать для изготовления стальных труб, поэтому важно знать, какой тип лучше всего соответствует вашим потребностям.Не забудьте позвонить своим друзьям в Federal Steel Supply, чтобы помочь вам принять правильное решение!

Фото: «Solid Steel» от glasseyes view под лицензией CC BY-SA 2.0

Полное руководство по углеродистой стали и стальным сплавам

Сталь — это наиболее часто используемый металл в мире, который находит применение в компонентах, продуктах и ​​конструкциях во многих отраслях промышленности. Эта популярность во многом объясняется присущей этому материалу прочностью, твердостью и долговечностью.Однако, рассматривая сталь в качестве материала для производственного проекта, важно отметить, что сталь — это не отдельный металл, а скорее общий термин для группы металлов, состоящей в основном из железа и углерода, а часто и из различных количеств других элементов. Он доступен во множестве вариантов, каждый из которых имеет немного другой состав и демонстрирует немного другой набор характеристик, что делает его пригодным для различных применений.

По некоторым данным, доступно более 3500 марок стали.Такой широкий выбор позволяет профессионалам отрасли найти сталь, которая точно соответствует их потребностям, но также затрудняет выбор подходящей стали. В следующем руководстве мы даем обзор всего, что вам нужно знать об углеродистой стали и стальных сплавах. В нем обсуждается, что такое сталь, доступные типы и типичные области применения материала, чтобы помочь читателям лучше понять сталь и то, как определить, какая из них подходит для проекта.

Что такое сталь?


Сталь — это сплав железа и углерода.Его первичный компонент — железо — в чистом виде очень слаб и мягок. Добавление углерода в элемент значительно увеличивает его прочность на разрыв, твердость и сопротивление износу и истиранию, но снижает его пластичность, обрабатываемость и ударную вязкость. Однако общее добавленное количество должно быть менее 2%, чтобы полученный металл классифицировался как сталь. Металл с содержанием углерода более 2% классифицируется как чугун.

Помимо углерода, в процессе производства стали могут быть добавлены другие элементы, чтобы еще больше улучшить характеристики стали.Если сталь содержит по массе один или несколько легирующих элементов в нормированном процентном соотношении, тогда она классифицируется как легированная сталь. Точные свойства, которые демонстрирует конкретная легированная сталь, зависят от включенных элементов и их пропорций. В целом легированные стали демонстрируют огромную прочность, твердость и универсальность. Кроме того, они легко перерабатываются, что позволяет профессионалам отрасли повторно использовать и использовать их снова и снова без потери прочности или качества материала.

Углеродистая сталь

Углеродистые стали состоят в основном из железа и углерода и используют углерод как основной упрочняющий элемент.Обычно они делятся на три подкатегории: низкоуглеродистая сталь (от 0,03% до 0,15% углерода), среднеуглеродистая сталь (от 0,25% до 0,50% углерода) и высокоуглеродистая сталь (от 0,55% до 1,10% углерода). Чем выше содержание углерода, тем тверже получаемый материал и, следовательно, тем тяжелее его обрабатывать. По этой причине низкоуглеродистые стали чаще используются в производственных процессах, чем высокоуглеродистые.

Стальные сплавы

Стальные сплавы объединяет углеродистую сталь с другими легирующими элементами для добавления или улучшения определенных характеристик материала, таких как прочность, твердость или коррозионная стойкость.Их можно сгруппировать по сплаву или процентному содержанию сплава. Высоколегированные стали содержат более высокий процент легирующих элементов (более 8%, но обычно не менее 10%), в то время как низколегированные стали содержат низкий процент легирующих элементов (обычно от 1% до 5%, но могут иметь до 8%). На свойства стального сплава сильно влияют добавленные легирующие элементы. Некоторые распространенные легирующие элементы перечислены ниже.

  • Хром
  • Кобальт
  • Медь
  • Марганец
  • Молибден
  • Никель
  • Кремний
  • Вольфрам

Сорт стали


Помимо состава, на характеристики стального сплава влияют многие другие факторы.Различные организации по стандартизации разработали системы классификации, чтобы предоставить методы классификации углеродистых сталей и стальных сплавов по всем этим факторам. В США обычно используются AISI (Американский институт черной металлургии), SAE (Общество инженеров автомобильной промышленности) и ASTM (Американское общество испытаний и материалов).

  • В системе аттестации AISI / SAE используется единая система нумерации (UNS). Каждому металлу присваивается четырехзначный номер, первые две цифры которого указывают на его тип стали и концентрацию легирующего элемента, а последние две цифры указывают на концентрацию углерода.
  • Система классификации ASTM также использует классификацию UNS для металлов. Каждому металлу присваивается буква, обозначающая его общую категорию (A используется для железа и стали), и номер, соответствующий его конкретным свойствам.

Области применения и преимущества углеродистой стали и стальных сплавов Стальные сплавы

демонстрируют отличную прочность, долговечность и, в зависимости от того, из чего они сделаны и как они были сделаны, множество других полезных характеристик.Эти качества делают их идеальным выбором для многих производственных и строительных проектов. Типичные области применения стальных сплавов включают:

  • Строительные материалы (например, стержни, балки, катушки, пластины, стержни, листы, проволока, крепежные детали и т. Д.)
  • Автомобильное и тяжелое оборудование (например, шестерни, шлицы, шкивы, валы, роторы и т. Д.)
  • Нефть и газ (например, трубы, трубы, фитинги, резервуары и т. Д.)
  • Горное дело (например, машины, сверла, инструменты и т. Д.)
  • Производство / Станки (e.г., штампы, формы, конвейеры и др.)
  • Ручной инструмент (например, гаечные ключи, отвертки, головки и т. Д.)

Стальные шлицевые валы, прямозубые шестерни и многое другое от Grob Inc.

Углеродистая сталь и стальные сплавы используются для изготовления широкого спектра деталей и изделий. Специалисты Grob Inc. используют его для производства разнообразной холоднокатаной продукции, включая шлицевые валы, прямозубые шестерни, шкивы зубчатого ремня и многое другое. Чтобы узнать больше о возможностях холодной прокатки в Grob, посетите страницу холоднокатаной продукции.Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши потребности в холодной прокатке с одним из наших экспертов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *