Углеродистая сталь состав: Углеродистая сталь – свойства и сферы применения

Содержание

Химический состав углеродистых сталей

Темы: Сварка стали.

Химический состав углеродистых сталей (низкоуглеродистых, среднеуглеродистых, высокоуглеродистых) приведен в таблице 1.

В сварке в зависимости от содержания углерода конструкционные углеродистые стали условно разделяют на три группы: низко-, средне- и высоко- углеродистые с содержанием соответственно до 0,25; 0,26…0,45 и 0,46…0,75 % С. Они широко применяются при производстве машиностроительных конструкций, работающих при температурах -40…+425оС.

Другие страницы по темам

Химический состав углеродистых сталей

, сварка сталей:

Технология сварки этих сталей различна. Даже для сталей одной марки в зависимости от ее плавочного состава и условий эксплуатации сварной конструкции технология сварки может существенно разниться. Углерод — это основной легирующий элемент в углеродистых конструкционных сталях, он определяет механические свойства углеродистых сталей. Повышение содержания углерода усложняет технологию сварки, затрудняет получение равнопрочного сварного соединения бeз дефектов. Углеродистые стали по качественному признаку разделяют на две группы: стали обыкновенного качества и качественные. По степени раскисления сталь обыкновенного качества обозначают следующим образом: кипящую — кп, полуспокойную — пс и спокойную — сп.

Кипящая сталь, содержащая ≤0,07 % Si, получается пpи неполном раскислении металла марганцем. Кипящая сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения серы и фосфора пo толщине проката. Местнaя повышенная концентрация серы может привеcти к образованию кристаллизационных трещин в околошовной зоне (ОШЗ) и шве. Кипящая сталь в околошовной зоне склоннa к старению, к переходу в хрупкое состояние пpи отрицательных температураx.

Спокойные стали получают пpи раскислении марганцем, алюминием, кремнием. Они содержат ≥0,12 % кремния; сера и фосфор распределeны в них более равномерно, чeм в кипящих углеродистых сталях.

Спокойные стали менее склонны к старению, они слабее реагируют нa сварочный нагрев.

Полуспокойные стали пo склонности к старению занимает положение промежуточное между кипящими и спокойными сталями.

Сталь обыкновенного качества поставляют без термообработки в горячекатаном состоянии. Изготовленныe из неё конструкции такжe не подвергают последующей термообработке. Эти стали производят по ГОСТ 380-94, 4543-71,5520-79 и 5521-93 (табл. 1).

Таблица 1. Химический состав углеродистых сталей (некоторые марки конструкционных сталей).

Марка стали Химический состав углеродистых сталей , примеси в %
низкоуглеродистые ВСт1кп C Mn Si
ВСт1пс 0,06…0,12 0,25…0,50 ≤0,05
ВСт1сп 0,05…0,17
ВСт2кп 0,12…0,30
ВСт2пс 0,09…0,15 ≤0,07
ВСт2сп 0,05…0,17
ВСт1кп 0,12…0,30
ВСт3кп 0,14…0,22 0,30…0,60 ≤0,07
ВСт3Гпс 0,40…0,65 0,05…0,17
ВСт3сп 0,12…0,36
10 0,07…0,14 0,35 …0,65 0,17…0,37
15 0,12…0,19
20 0,17…0,24
15Г 0,12…0,19 0,70… 1,00
20Г 0,17…0,24
12К 0,08…0,16 0,40…0,70
15К 0,12 . ..0,20 0,35…0,65 0,15…0,30
16К 0,45 …0,75 0,17…0,37
18К 0,14…0,22 0,55…0,85
20К 0,16…0,24 0,35 …0,65 0,15 …0,30
С 0,14…0,20 0,50…0,90 0,12…0,35
среднеуглеродистые БСт5пс, ВСт5пс 0,28…0,37 0,50…0,80 0,05 …0,17
БСт5сп, ВСт5сп 0,15 …0,35
БСт5Гпс, ВСт5Гпс 0,22…0,30 0,80… 1,20 ≤,15
25 0,50…0,80 0,17…0,37
30 0,27…0,35
35 0,32…0,40
40 0,37…0,45
высокоуглеродистые 45 0,42…0,50 0,50…0,80 0,17…0,37
50 0,47…0,55
55 0,52…0,60
60 0,57…0,65

Углеродистая сталь обыкновенного качества подразделяется на три группы в соответствии c ГОСТ 380-94:

  • Углеродистая сталь группы А поставляется пo механическим свойствам и для производствa сварных конструкций нe используют (группа А в обозначении стали нe указывается, например Ст3).
  • Углеродистая сталь группы Б поставляется по химическому составу,
  • Сталь группы В — пo химсоставу и механическим свойствам.

Перeд обозначением марок этих сталей указывают их группу, например БСт3, ВСт3. Полуспокойную сталь марoк 3 и 5 производят c обычным и повышенным содержаниeм марганца. При повышенном содержании марганца в химическом составе углеродистой стали после номера марки стали ставят букву Г (см. таблицу 1). Стали ВСт1 — ВСт3 всeх степеней раскисления и сталь ВСт3Гпс, а также стали БСт1 — БСт3 всеx степеней раскисления и сталь БСт3Гпс (по требованию заказчика) поставляются c гарантией свариваемости. Для ответственных конструкций испoльзуют сталь группы В.

Другие страницы по теме Состав углеродистых сталей :

  • < Свойства углеродистой стали
  • Сварка сталей с титаном и титановыми сплавами >

Углеродистая сталь — состав, свойства, применение и маркировка

Углеродистая сталь — это инструментальная сталь, содержащая 0,04- 2% углерода и всегда присутствующие примеси, не содержащая легирующих легируемых элементов. Углеродистая сталь в зависимости от процентного содержания углерода, разделяется на три основных типа:

  • низкоуглеродистая;
  • среднеуглеродистая;
  • высокоуглеродистая.

Данный материал нуждается в термообработке, после которой становится достаточно твердым и прочным чтобы выдерживать достаточные нагрузки в ответственных узлах. Спав применяется в производстве инструмента.

Углеродистая сталь классифицируется как:

  • качественная, содержит до 0,035% фосфора и серы;
  • высококачественная, содержит до 0,025% фосфора и серы.

Что собой представляют углеродистые стали

Углеродистые стали, которые в зависимости от основной сферы применения подразделяются на конструкционные и инструментальные, практически не содержат в своем составе легирующих добавок. От обычных стальных сплавов эти стали также отличает и то, что в их составе содержится значительно меньшее количество таких базовых примесей, как марганец, магний и кремний.

Содержание основного элемента – углерода – в сталях данной категории может варьироваться в достаточно широких пределах.

Так, высокоуглеродистая сталь содержит в своем составе 0,6–2% углерода, среднеуглеродистые стали – 0,3–0,6%, низкоуглеродистые – до 0,25%. Данный элемент определяет не только свойства углеродистых сталей, но и их структуру. Так, внутренняя структура стальных сплавов, содержащих в своем составе менее 0,8% углерода, состоит преимущественно из феррита и перлита, при увеличении концентрации углерода начинает формироваться вторичный цементит.


Нормы содержания химических элементов в углеродистых сталях

Углеродистые стали с преобладающей ферритной структурой отличаются высокой пластичностью и низкой прочностью. Если же в структуре стали преобладает цементит, то она характеризуется высокой прочностью, но вместе с этим является и очень хрупкой. При увеличении количества углерода до 0,8–1% прочностные характеристики и твердость углеродистой стали возрастают, но значительно ухудшаются ее пластичность и вязкость.

Количественное содержание углерода также оказывает серьезное влияние на технологические характеристики металла, в частности на его свариваемость, легкость обработки давлением и резанием. Из сталей, относящихся к категории низкоуглеродистых, изготавливают детали и конструкции, которые не будут подвергаться значительным нагрузкам в процессе эксплуатации. Характеристики, которыми обладают среднеуглеродистые стали, делают их основным конструкционным материалом, используемым в производстве конструкций и деталей для нужд общего и транспортного машиностроения. Высокоуглеродистые стальные сплавы благодаря своим характеристикам оптимально подходят для изготовления деталей, к которым предъявляются повышенные требования по износостойкости, для производства ударно-штампового и измерительного инструмента.


Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества

Углеродистая сталь, как и стальной сплав любой другой категории, содержит в своем составе различные примеси: кремний, марганец, фосфор, серу, азот, кислород и водород. Часть этих примесей, такие как марганец и кремний, являются полезными, их вводят в состав стали на стадии ее выплавки для того, чтобы обеспечить ее раскисление. Сера и фосфор – это вредные примеси, которые ухудшают качественные характеристики стального сплава.

Хотя считается, что углеродистые и легированные стали несовместимы, для улучшения их физико-механических и технологических характеристик может выполняться микролегирование. Для этого в углеродистую сталь вводятся различные добавки: бор, титан, цирконий, редкоземельные элементы. Конечно, при помощи таких добавок не получится сделать из углеродистой стали нержавейку, но заметно улучшить свойства металла они вполне могут.

Фуллерены

Хотя шестиугольник — одна из самых стабильных конфигураций, которые могут образовывать атомы углерода, есть целый класс компактных объектов, где встречается правильный пятиугольник из углерода. Эти объекты называются фуллеренами.

В 1985 году Гарольд Крото, Роберт Кёрл и Ричард Смолли исследовали пары углерода и то, в какие фрагменты слипаются атомы углерода при охлаждении. Оказалось, что в газовой фазе есть два класса объектов. Первый — кластеры, состоящие из 2–25 атомов: цепочки, кольца и другие простые структуры. Второй — кластеры, состоящие из 40–150 атомов, не наблюдавшиеся ранее. За следующие пять лет химикам удалось доказать, что этот второй класс представляет собой полые каркасы из атомов углерода, наиболее устойчивый из которых состоит из 60 атомов и повторяет по форме футбольный мяч. C60, или бакминстерфуллерен, состоял из двадцати шестиугольных секций и 12 пятиугольных, скрепленных между собой в сферу.

Открытие фуллеренов вызвало большой интерес химиков. Впоследствии был синтезирован необычный класс эндофуллеренов — фуллеренов, в полости которых находился какой-либо посторонний атом или небольшая молекула. К примеру, всего лишь год назад в фуллерен впервые поместили молекулу плавиковой кислоты, что позволило очень точно определить ее электронные свойства.

Фуллериты — кристаллы фуллеренов

Wikimedia Commons

Поделиться

В 1991 году оказалось, что фуллериды — кристаллы фуллеренов, в которых часть полостей между соседними многогранниками занимают металлы, — это молекулярные сверхпроводники с рекордно высокой температурой перехода для этого класса, а именно 18 кельвин (для K3C60). Позднее нашлись фуллериды и с еще большей температурой перехода — 33 кельвина, Cs2RbC60. Такие свойства оказались напрямую связаны с электронной структурой вещества.

Классификация по степени раскисления

На разделение углеродистых сталей на различные типы оказывает влияние в том числе такой параметр, как степень раскисления. В зависимости от данного параметра углеродистые стальные сплавы делятся на спокойные, полуспокойные и кипящие.

Более однородной внутренней структурой отличаются спокойные стали, раскисление которых осуществляют, добавляя в расплавленный металл ферросилиций, ферромарганец и алюминий. За счет того, что сплавы данной категории были полностью раскислены в печи, в их составе не содержится закиси железа. Остаточный алюминий, который препятствует росту зерна, наделяет такие стали мелкозернистой структурой. Сочетание мелкозернистой структуры и практически полное отсутствие растворенных газов позволяет формировать качественный металл, из которого можно изготавливать наиболее ответственные детали и конструкции. Наряду со всеми своими достоинствами углеродистые стальные сплавы спокойной категории имеют и один существенный недостаток – их выплавка обходится достаточно дорого.


Строение стального слитка зависит от степени раскисленности стали

Более дешевыми, но и менее качественными являются кипящие углеродистые сплавы, при выплавке которых используется минимальное количество специальных добавок. Во внутренней структуре такой стали из-за того, что процесс ее раскисления в печи не был доведен до конца, присутствуют растворенные газы, которые негативно отражаются на характеристиках металла. Так, азот, содержащийся в составе таких сталей, плохо влияет на их свариваемость, провоцируя образование трещин в области сварного шва. Развитая ликвация в структуре этих стальных сплавов приводит к тому, что металлический прокат, который из них изготовлен, имеет неоднородность как по своей структуре, так и по механическим характеристикам.

Промежуточное положение и по своим свойствам, и по степени раскисления занимают полуспокойные стали. Перед заливкой в изложницы в их состав вводят небольшое количество раскислитилей, благодаря чему металл затвердевает практически без кипения, но процесс выделения газов в нем продолжается. В итоге формируется отливка, в структуре которой содержится меньше газовых пузырей, чем в кипящих сталях. Такие внутренние поры в процессе последующей прокатки металла практически полностью завариваются. Большая часть полуспокойных углеродистых сталей используется в качестве конструкционных материалов.

Ознакомиться со всеми требованиями ГОСТ к углеродистой стали можно, скачав данный документ в формате pdf по ссылке ниже.

Скачать ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

Физические характеристики

Итак, что такое углерод? Это вещество, которое существует в огромном множестве аллотропных модификаций, и их физические свойства перечислять можно долго. А разнообразие веществ обуславливается способностью углерода к образованию химических связей отличающихся типов.

Что касательно свойств углерода, как простого вещества? Их можно обобщить следующим образом:

  • При нормальных условиях плотность составляет 2,25 г/см³.
  • Температура кипения равна 3506,85 °C.
  • Молярная теплоемкость – 8,54 Дж/(K•моль).
  • Критическая температура фазового перехода (когда газ не конденсируется ни при каком давлении) — 4130 К, 12 МПа.
  • Молярный объем 5,3 см³/моль.

Также стоит перечислить углеродные модификации.

Из кристаллических веществ самыми известными являются: алмаз, карбин, графит, наноалмаз, фуллерит, лонсдейлит, фуллерен, а также углеродные волокна.

К аморфным образованиям относится: древесный, ископаемый и активированный уголь, антрацит, кокс, стеклоуглерод, сажа, техуглерод и нанопена.

Но ничто из перечисленного не является чистой аллотропной формой обсуждаемого вещества. Это лишь химические соединения, в которых углерод содержится в высокой концентрации.

Методы производства и разделение по качеству

Для производства углеродистых сталей используются различные технологии, что сказывается на их разделении не только по способу производства, но и по качественным характеристикам. Так, различают:

  • высококачественные стальные сплавы;
  • качественные углеродистые стали;
  • углеродистые стальные сплавы обыкновенного качества.


Классификация углеродистых сталей

Стальные сплавы, обладающие обыкновенным качеством, выплавляются в мартеновских печах, после чего из них формируют слитки больших размеров. К плавильному оборудованию, которое используется для получения таких сталей, относятся также кислородные конвертеры. По сравнению с качественными стальными сплавами, рассматриваемые стали могут иметь большее содержание вредных примесей, что сказывается на стоимости их производства, а также на их характеристиках.

Сформированные и полностью застывшие слитки металла подвергают дальнейшей прокатке, которая может выполняться в горячем или холодном состоянии. Методом горячей прокатки производят фасонные и сортовые изделия, толстолистовой и тонколистовой металл, металлические полосы большой ширины. При помощи прокатки, выполняемой в холодном состоянии, получают тонколистовой металл.


На современных предприятиях для производства высококачественных сплавов используются электрические дуговые печи

Для производства углеродистых сталей качественной и высококачественной категорий могут использоваться как конвертеры и мартеновские печи, так и более современное оборудование – плавильные печи, работающие на электричестве. К химическому составу таких сталей, наличию в их структуре вредных и неметаллических примесей соответствующий ГОСТ предъявляет очень жесткие требования. Например, в сталях, которые относятся к категории высококачественных, должно содержаться не более 0,04% серы и не больше 0,035% фосфора. Качественные и высококачественные стальные сплавы благодаря строгим требованиям к способу их производства и к характеристикам отличаются повышенной чистотой структуры.

Формула, обозначения, особенности

Данный элемент, находящийся в таблице под порядковым номером шесть, обозначается символом «С». Электронная структурная формула углерода выглядит следующим образом: 1s2 2s2 2p2. Его масса – 12,0107 а.е.м. У этого вещества имеется:

  • Два неспаренных электрона в основном состоянии. Проявляет валентность II.
  • Четыре неспаренных электрона в возбужденном состоянии. Проявляет валентность IV.

Следует отметить, что определенная масса углерода содержится в земной коре. 0,023%, если быть точнее. Главным образом он накапливается в верхней части, в биосфере. Большая часть массы углерода литосферы накапливается в доломитах и известняках, в виде карбонатов.

Область применения

Как уже говорилось выше, углеродистые стальные сплавы по основному назначению делят на две большие категории: инструментальные и конструкционные. Инструментальные стальные сплавы, содержащие 0,65–1,32% углерода, используются в полном соответствии со своим названием – для производства инструмента различного назначения. Для того чтобы улучшить механические свойства инструментов, обращаются к такой технологической операции, как закалка углеродистой стали, которая выполняется без особых сложностей.


Сферы применения углеродистых инструментальных сталей

Конструкционные стальные сплавы применяются в современной промышленности очень широко. Из них делают детали для оборудования различного назначения, элементы конструкций машиностроительного и строительного назначения, крепежные детали и многое другое. В частности, такое популярное изделие, как проволока углеродистая, производится именно из стали конструкционного типа.

Используется проволока углеродистая не только в бытовых целях, для производства крепежа и в строительной сфере, но и для изготовления таких ответственных деталей, как пружины. После выполнения цементации конструкционные углеродистые сплавы можно успешно использовать для производства деталей, которые в процессе эксплуатации подвергаются серьезному поверхностному износу и испытывают значительные динамические нагрузки.

Конечно, углеродистые стальные сплавы не обладают многими свойствами легированных сталей (в частности, той же нержавейки), но их характеристик вполне хватает для того, чтобы обеспечить качество и надежность деталей и конструкций, которые из них изготавливаются.

Q-углерод

Среди недавно открытых форм углерода можно отметить так называемый Q-углерод. Впервые он был синтезирован американскими материаловедами из Университета Северной Каролины в 2015 году. Ученые облучали аморфный углерод с помощью мощного лазера, локально разогревая материал до 4000 градусов Цельсия. В результате примерно четверть всех атомов углерода в веществе принимала sp2-гибридизацию, то есть то же электронное состояние, что и в графите. Остальные атомы Q-углерода сохраняли гибридизацию, характерную для алмаза.

Q-углерод

ncsu.edu

Поделиться

В отличие от алмаза, графита и других форм углерода, Q-углерод оказался ферромагнетиком, таким как магнетит или железо. При этом его температура Кюри составила около 220 градусов Цельсия — только при таком нагреве материал терял свои магнитные свойства. А при допировании Q-углерода бором физики получили еще один углеродный сверхпроводник, с температурой перехода уже около 58 кельвинов.

Молекулы

О них стоит сказать в отдельности. Атомы обсуждаемого вещества могут соединяться, вследствие чего образуются сложные молекулы углерода. От насыщенных Na, С2 и Н2, между которыми слишком слабое притяжение, их отличает склонность конденсироваться в твердое состояние. Молекулы углерода могут оставаться в газообразном состоянии, только если поддерживать высокую температуру. Иначе вещество мгновенно затвердеет.

Некоторое время тому назад в США, в Берклеевской национальной лаборатории, была синтезирована новая форма твердого углерода. Это – С36. И его молекулу образует 36 углеродных атомов. Вещество образуется вместе с фуллеренами С60. Происходит это между двумя электродами графита, в условиях пламени дугового разряда. Ученые предполагают, что молекулы нового вещества обладают интересными химико-электрическими свойствами, которые пока не изучены.

Стоимость материала

Стоимость материала не менее разнообразна, чем количество марок. Условная сталь на Лондонской бирже металлов в декабре 2020 г стоит 325 $ за тонну. Стоимость нержавеющей стали заметно выше: холоднокатаная нержавеющая сталь сорта 304 в декабре оценивается в пределах от 1890 до 1925 $ за тонну.

Сталь – самый востребованный и самый распространенный металлический сплав в мире. Говоря о роли железа в народном хозяйстве, имеют в виду именно разнообразные стальные сплавы.

О том, как плавится сталь, смотрите в видео ниже:

Карбин

В продолжение темы о том, что такое углерод, нужно пару слов сказать и о такой его модификации, как карбин. Он выглядит как черный мелкокристаллический порошок, обладает полупроводниковыми свойствами. Получен искусственным образом в начале 60-х годов советскими учеными.

Особенность данного вещества заключается в увеличивающейся под световым воздействием проводимости. Именно поэтому его стали применять в фотоэлементах.

Разновидности некоторых сталей

Марки сталиТермообработкаТвердость (сердцевина-поверхность)
35нормализация163—192 HB
40улучшение192—228 HB
45нормализация179—207 HB
45улучшение235—262 HB
55закалка и высокий отпуск212—248 HB
60закалка и высокий отпуск217—255 HB
70закалка и высокий отпуск229—269 HB
80закалка и высокий отпуск269—302 HB
У9отжиг192 HB
У9закалка50—58 HRC
У10отжиг197 HB
У10закалка62—63 HRC
40Хулучшение235—262 HB
40Хулучшение+закалка токами выс. частоты45-50 HRC; 269—302 HB
40ХНулучшение235—262 HB
40ХНулучшение+закалка токами выс. частоты48-53 HRC; 269—302 HB
35ХМулучшение235—262 HB
35ХМулучшение+закалка токами выс. частоты48-53 HRC; 269—302 HB
35Лнормализация163—207 HB
40Лнормализация147 HB
40ГЛулучшение235—262 HB
45Лулучшение207—235 HB

Графен

Это первый в мире двумерный кристалл. У данной модификации большая механическая жесткость, чем у графита, и рекордно высокая теплопроводность, составляющая ~5•103 Вт•м−1•К−. У носителей заряда графена высокая подвижность, именно поэтому вещество имеет перспективы в плане его использования в разных приложениях. Считается, что он может стать будущей основой наноэлектроники и даже заменить кремний в интегральных микросхемах.

Графен получают искусственно, в научных лабораториях. Для этого приходится прибегать к механическому отщеплению графитовых слоев от высокоориентированного вещества. Так получают образцы высокого качества с необходимой подвижностью носителей.

Его свойства изучены не полностью, но кое-что интересное ученые уже успели отметить. Например, в графене нет вингеровской кристаллизации. А в двойном слое вещества поведение электронов напоминает то, которое свойственно жидким кристаллам. Если соблюсти параметры скалывания на кристалле, удастся получить графеновую коробчатую наноструктуру.

Алмаз

Это метастабильный минерал, который может существовать неограниченное количество времени, что в некоторой степени обусловлено прочностью и плотностью углерода. Алмаз является самым твердым веществом по шкале Мооса, он легко разрезает стекло.

У него высокая теплопроводность, дисперсия, показатель преломления. Он износостойкий, а чтобы заставить его плавиться, нужна температура в 4000 °C и давление около 11 ГПа. Его особенность – люминесценция, способность светиться разными цветами.

Это редкое, хоть и распространенное вещество. Возраст минералов, согласно данным определенных исследований, может колебаться от 100 миллионов до 2,5 миллиарда лет. Обнаружены алмазы внеземного происхождения, возможно, даже досолнечного.

Этот минерал нашел свое применение в ювелирном деле. Ограненный алмаз, именуемый бриллиантом, стоит дорого, но статус драгоценности и красота сделали его еще более популярным. Кстати, также это вещество используют при изготовлении резцов, сверл, ножей и т. д. Благодаря своей исключительной твердости, минерал применяют во многих производствах.

Углеродистая сталь. Применение углеродистой стали

Как известно каждому еще со школьной парты, сталь содержит в своем составе углерод и небольшой процент других примесей. Давайте разберемся, чем же отличается углеродистая сталь? Сама по себе сталь делится на два вида – с легирующими элементами и без них. К первому виду относятся легированные, а ко второму – не легированные, углеродистые стали с очень малым количеством примесей. Это и есть основное и характерное отличие. При этом среднеуглеродистые и низкоуглеродистые стали могут быть легированными – для улучшения их свойств и качества.

Если исходить из содержания углерода в сплаве, классификация углеродистой стали разделяет ее на три вида: высокоуглеродистую, среднеуглеродистую и низкоуглеродистую сталь. По назначению в зависимости от содержания углерода – на инструментальную и конструкционную сталь.

Классификация углеродистой стали

В своем составе высокоуглеродистая сталь содержит от 0,6 до 2 процентов углерода. К ней относятся инструментальные, штамповые и некоторые разновидности пружинных сталей. Из нее производят стальную канатную проволоку. Конструкционные стали редко делают из высокоуглеродистых в связи с их малой вязкостью. При сварке изделий из высокоуглеродистой стали следует четко придерживаться определенных условий, иначе в зоне термического влияния появятся трещины. Высокоуглеродистая инструментальная сталь в свою очередь делится на качественную и высококачественную. Высококачественная отличается пониженным содержанием вредных примесей (сера, фосфор) в сплаве.

Содержание углерода в среднеуглеродистой стали -0,25 – 06 %. Сварка среднеуглеродистых сталей связана с теми же трудностями, что и высокоуглеродистая – с большой вероятностью образования трещин в сварных швах и околошовной зоне.

Наименьшее процентное соотношение углерода в сплаве имеет низкоуглеродистая сталь. Она хорошо сваривается всеми способами сварки, имея невысокую прочность и твердость, и, в большинстве случаев, не требует термической обработки после нее. Низкоуглеродистые стали относятся к мягким сталям, которые применяются чаще всего в отожжённом состоянии для изготовления деталей методом холодной штамповки, так как основной их особенностью является хорошая формообразующая способность в холодном состоянии. Они хорошо куются, цементируются и используются для изготовления мелких деталей.

Применение углеродистой стали

Наличие некоторых недостатков делает применение углеродистой стали несколько ограниченным. Среди них – низкая коррозийная стойкость в агрессивной среде, чувствительность к перегревам и ухудшение прочности при повышенных температурах.

Преимущества – высокий выход готового продукта, относительная дешевизна. Обозначения маркировок стали – буквенно-цифровые. Цифры указывают на процентное содержание углерода встали. Буквенное обозначение будет разным для различных видов углеродистой стали. Например, в сталях обычного качества применяют обозначение «Ст», в качественных – «Сталь». В инструментальных первая буква «У» указывает на принадлежность к углеродистым сталям, а наличие последней «А» – на ее высокое качество. Из углеродистой стали обыкновенного качества производят толстолистовой прокат, сортовой и фасонный прокат, а также изделия, изготовленные методом штамповки и ковки.

Углеродистая сталь | Полезные статьи о металлопрокате

Стальной сплав – основной тип продукции металлургической отрасли. Благодаря особому химическому составу и техническим характеристикам углеродистая сталь востребована в различных сферах деятельности человека. Материал прочный, выдерживает высокие нагрузки, отличается хорошей ударной вязкостью.

Что такое углеродистая сталь?

По-простому, это нелегированный сплав, содержащий до 2,14 % углерода (собственно, этот элемент и определил название металла), а также дополнительные примеси марганца, кремния, серы, фосфора. В зависимости от того, сколько углерода в металле, меняется его твердость. Даже малейшие количественные изменения содержания углерода оказывают заметное влияние на свойства сплава.

Различают конструкционную и инструментальную сталь. Конструкционная – это мягкий металл или средней твердости. Какие стали относятся к инструментальным теперь понятно – характеризующиеся высокой твердостью. Различия характеристик обусловили разные сферы применения аналогов.

Химический состав углеродистой стали

Чем больше карбона в составе, тем выше устойчивость металла к нагрузкам и износу. При этом следует знать, что он влияет на хрупкость. Процент содержания углерода варьируется и определяет три разновидности сплава:

  • Низкоуглеродистый. В составе содержится не выше 0,25 % углерода. Основные характеристики этого типа: пластичность, податливость горячей и холодной обработке.
  • Среднеуглеродистый. Концентрация карбона не превышает 0,6 %. Аналог демонстрирует высокие показатели пластичности, прочности, текучести.
  • Высокоуглеродистый. Процент содержания углерода составляет до 1,4. Такие сплавы используют в производстве измерительных приборов, инструментов высокой прочности.

Процесс раскисления способствует восстановлению окиси железа и связывает растворенный кислород. Таким способом достигается уменьшение его негативного воздействия. Если рассматривать классификацию по показателю раскисления, то выделяют следующие виды углеродистой стали:

  • Кипящие. Это не полностью раскисленные разновидности. В период разлива происходит обильное выделение газа, поэтому сплав кипит. Кипящая сталь считается неоднородной и загрязненной газами. Распределение элементов по брусу осуществляется неравномерно, поэтому свойства материала могут отличаться на одном слитке. Часть подвергается удалению, поскольку там скапливается большая часть «ненужных» примесей. Из-за скопления фосфора или серы может потребоваться удаление до 5 % общей массы.
  • Спокойные. Состав получают в результате полного раскисления. Здесь минимальное содержание шлака и неметаллических добавок. Количество кремния составляет от 0, 12 %. Такие слитки характеризуются однородной плотной структурой, стойкостью к ударным нагрузкам, идеально применимы для сварки.
  • Полуспокойные аналоги. Занимают промежуточное положение по физико-химическим показателям. Сталь полураскисленная, для кристаллизации не нужно кипение. Газ выделяется в достаточном количестве, при этом численность пузырьков заметно ниже. Показатели качества максимально приближены к предыдущему типу. Такие аналоги вполне могут заменить спокойные составы в изготовлении обыкновенных изделий металлопроката, к которым не предъявляется высоких требований.

Данная классификация позволяет систематизировать представление о сплавах и понять, что значит стальной сплав разной степени раскисления.

Сфера применения

Технические показатели обусловили популярность сплавов. Без них не обходится:

  • Машиностроение. Материал демонстрирует высокий предел усталости, сопротивления нагрузкам. Из него изготавливают ответственные элементы для деревообрабатывающих машин, легкой промышленности, например фрезы, ролики, режущие диски.
  • Строительство. Использование аналогов с низким или средним процентом карбона целесообразно в обустройстве коммуникаций, конструкций. Металл оптимален для изготовления двутавровых балок, профилей, уголков. Из сплава также производят инструмент: пилы, топоры, стамески, отвертки.
  • Медицина. Из сплавов изготавливают мединструмент, который должен соответствовать высоким показателям прочности, например, скальпели, хирургические лезвия. Улучшить механические показатели материала можно с помощью закалки. Процесс не требует длительного времени и высоких трудозатрат.

Маркировка

Углеродистая сталь, марки которой определяются положениями ГОСТа, представлена в различных вариациях: У7, У8А, У10, У13А и т.д. Понимая значение букв можно определить тип, качество сплава, процентное содержание карбона. Количество углерода отражает цифра. Для удобства восприятия она увеличена в 10 раз.

Значение букв в индексе:

  • А – высококачественный металл (отсутствие буквы обозначает качественный аналог).
  • У – углеродистый сплав.
  • Г – содержание марганца в большом количестве.

Производство углеродистых стальных сплавов

Особенность производства стальных сплавов, насыщенных углеродом состоит в обработке заготовок из чугуна. В процессе переработки наличие взвесей доводят до нужной концентрации. Углерод удаляется посредством окисления. Сделать это можно несколькими способами, что послужило основанием для разделения типов плавления:

  • Кислородно-конвертерный. Жидкий чугун продувают кислородом. В результате углерод окисляется и устраняется из состава, а чугунные плиты трансформируются в стальные. Этот метод экономически не затратный, не вызывает технических сложностей.
  • Мартеновская. Способ плавки заключается в устранении углерода путем добавления руд железа и ржавых металлических изделий. Плавильные ванны способны вместить до 500 т металла и занимают большие площади. Метод применим только в Индии и на территории стран постсоветского пространства.
  • Электротермическая. Вакуумные топки позволяют изготовить качественный сплав с минимумом примесей. За счет высоких экономических затрат метод используют лишь в случаях, когда требования к металлу очень высоки.

Свойства полученных сплавов позволяют их легировать, достигая требуемых показателей, обрабатывать и успешно использовать практически во всех сферах деятельности человека.

Справочник стали

Сталью называют сплав железа с углеродом (до 2%)

 По химическому составу сталь разделяют на углеродистую и легированную.
По качеству- на сталь обыкновенного качества, качественную, повышенного качества и высококачественную.

А — азот
Ю — алюминий
Р — бор
Ф — ванадий
В — вольфрам
К — кобальт
С — кремний
Г — марганец
Д — медь

М — молибден
Н — никель
Б — ниобий
Е — селен
Т — титан
У — углерод
П — фосфор
Х — хром
Ц — цирконий

Влияние легирующих элементов:

Никель
сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, повышает сопротивление удару.

Вольфрам
образует в стали очень твердые соединения- карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость стали. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске.

Ванадий
повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали.

Кремний
в количестве свыше !% оказывает особое влияния на свойства стали: содержание 1-1. 5% Si увеличивает прочность, причем вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличиваются электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, окалийность.

Марганец

при содержании свыше 1 % увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.

Кобальт
повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Молибден

увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопроитвление окислению при высоких температурах.

Титан
повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.

Ниобий

улучшает кислотостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Алюминий
повышает жаростойкость и окалийность.

Медь
увеличивает антикоррозионные свойства.

Церий
повышает прочность и пластичность.

Цирконий
позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Лантан, церий, неодим
уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчает зерно.

Легированную сталь по степени легирования разделяют на низколегированную (легирующих элементов до 2,5 %), среднелегированную (от 2,5 до 10 %), высоколегированную (от 10 до 50 %). К высоколегированным относят:

  • коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии; межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
  • жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения в газовых средах при температуре выше 50 °С, работающие в ненагруженном и слабонагруженном состоянии;
  • жаропрочные стали и сплавы, работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

Марки стали


Углеродистая сталь обыкновенного качества ГОСТ 380-94. 


 Область применения.

 Углеродистая сталь обыкновенного качества предназначена для изготовления проката горячекатаного: сортового, фасонного, толстолистового, тонколистового, широкаполостного и холоднокатаного тонколистового, а также слитков, блюмов, слябов, сутунки, заготовок катаной и непрерывнолитой, труб, поковок и штамповок, ленты, проволоки, метизов и др.


 Классификация

 Углеродистую сталь обыкновенного качества изготавливают следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп,Ст4кп,Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.

Буквы Ст обозначают сталь.
Цифры 0,1,2,3,4,5,6- условный номер марки в зависимости от химического состава. Увеличение номера означает повышение содержания углерода и временного сопротивления.

Степень раскисления стали обозначается буквами после цифр: кп- кипящая; пс- полуспокойная; сп- спокойная.

Углеродистая качественная конструкционная сталь ГОСТ 1050-88. Общие технические условия.
Область применения.

Стандарт устанавливает общие технические условия для горячекатаного и кованого сортового проката из углеродистой качественной конструкционной стали марок 08,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,58 и 60 диаметром или толщиной до 250 мм а также проката калиброванного и со специальной отделкой всех марок.

В части норм химического состава стандарт распространяется и на другие виды проката, слитки, поковки, штамповки из стали марок, перечисленных выше, а также из стали марок 05кп, 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 11кп, 15кп, 15пс, 18кп, 20кп и 20пс.

 Классификация.
 Обозначение двумя первыми цифрами: 08, 10,15,20 и т.д. до 60. Они показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы кп и пс после цифр соответствуют кипящей и полуспокойной стали.

Качество поверхности:

1ГП – горячая осадка(испытание)
2ГП – для горячей обработки давлением
3ГП – для холодной механической обработки

Механические свойства:

М1 – в нормализованном состоянии
М2 – нагартованный или нормируемые механические свойства
М3 – с нормированными механическими свойствами
ТО – отожженный, высокоотпущенный

Твердость:

ТВ1 – без термической обработки
ТВ2 – нормируемая твердость
ТВ3 – нагартованный прокат

 Сталь конструкционная низколегированная и легированная сталь.
 Низколегированная конструкционная повышенной прочности ГОСТ 19281-89
Легированная конструкционная ГОСТ 4543–71
Рессорно-пружинная ГОСТ 14959-79
Коррозионностойкая, жаростойкая, жаропрочная ГОСТ 5632-72

 Обозначение.
 Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буквы за цифрами указывают присутствие легирующих элементов, а цифры после букв обозначают содержание легирующих элементов в процентах (35Г2, 30Х2)
Если содержание легирующих элементов менее 1,5%, то цифра отсутствует (50Х, 15ХР).

 Классификация.
 Согласно ГОСТ 4543-79:
Буква А в конце обозначений марок указывает, что сталь высококачественная (15ХА,20ХН3А)
Буква Ш — особовысококачественная

Группы качества поверхности:

1 – горячая осадка
2 – горячая обработка давлением
3 – для механической обработки

По состоянию материла:

Без термической обработки
Термически обработанный – Т
Нагартованный – Н

 Углеродистая инструментальная ГОСТ 1435-74.

   Обозначение. Буквой У и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в десятых долях процента (У7, У10) Буква А после цифр обозначает, что сталь высококачественная (У8А)

Легированная инструментальная сталь ГОСТ 5950-73.

 Обозначение. Первые цифры указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента, если оно более 0,1 % (9Х1, 9ХС) Цифры, стоящие после букв, обозначающих легирующий элемент. Показывают его среднее содержание в процентах (Х12, 8Х3)

Конструкционная повышенной и высокой обрабатываемости резанием ГОСТ 1414-75.

 Обозначение. Буквой А и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента (А12)

Подшипниковая ГОСТ 801-78.

 Обозначение. Буквами ШХ и цифрами, показывающими содержание хрома в десятых долях процента. Буквы после цифр показывают наличие дополнительных легирующих элементов 9ШХ15СГ

Реализуем со склада и под заказ

Оформление в кредит

Услуги по резке

Собственный автопарк доставки

ГОСТ 380-71 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки и общие технические требования / 380 71

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ
ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА

Марки и общие технические требования

Carbon steel of ordinary quality.
Types and general technical requirements

ГОСТ
380-71*

Взамен
ГОСТ 380-60

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 6 апреля 1971 г. № 692 срок введения установлен

с 01.01.72

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на углеродистую сталь обыкновенного качества: горячекатаную — сортовую, фасонную, толстолистовую, тонколистовую, широкополосную (универсальную) и холоднокатаную - тонколистовую, а в части норм химического состава также на слитки, блюмсы, слябы, сутунки, заготовки катаные и литые с установок непрерывной разливки стали, трубы, поковки и штамповки, ленту, проволоку и метизы.

Стандарт не распространяется на сталь, изготовленную бессемеровским способом.

В стандарте учтены требования рекомендации СЭВ по стандартизации PC 1-70.

1.1. В зависимости от назначения сталь подразделяется на три группы:

А — поставляемую по механическим свойствам;

Б — поставляемую по химическому составу;

В — поставляемую по механическим свойствам и химическому составу.

1.2. В зависимости от нормируемых показателей сталь каждой группы подразделяют на категории:

группы А — 1, 2, 3;

группы Б — 1, 2;

группы В — 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Примечание. Указанные категории не распространяются на сталь толщиной менее 4 мм.

1.3. Сталь изготовляют следующих марок:

группы А — Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6;

группы Б — БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6;

группы В — ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.

1.4. Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3 и 4 по степени раскисления изготовляют кипящей, полуспокойной и спокойной, с номерами 5 и 6 — полуспокойной и спокойной.

Полуспокойная сталь с номерами марок 1 - 5 производится с обычным и повышенным содержанием марганца.

Стали марок Ст0 и БСт0 по степени раскисления не разделяют.

Пп. 1.2 1.4. (Измененная редакция, ИУС 674).

1.4.1. Степень раскисления всех групп выбирается предприятием-изготовителем, если она не указана в заказе.

1.5. Сталь марок ВСт1, ВСт2, ВСт3 всех категорий и всех степеней раскисления, в том числе и с повышенным содержанием марганца, а по требованию заказчика сталь марок БСт1, Бст2, БСт3 второй категории всех степеней раскисления, в том числе и с повышенным содержанием марганца, поставляется с гарантией свариваемости.

(Измененная редакция, ИУС 674).

1.5.1. Свариваемость обеспечивается технологией изготовления и соблюдением всех требований по химическому составу, предъявляемых к стали группы Б и В.

1.5.2. Поставка стали группы Б с гарантией свариваемости оговаривается в заказе и в сертификате.

1.5.3. Сталь с содержанием углерода в готовом прокате более 0,22 % применяется для сварных конструкций при условиях сварки, обеспечивающих надежность сварного соединения.

Пп. 1.5.1 — 1.5.3. (Измененная редакция, ИУС 6-74).

1.6. Обозначение марок стали при заказе, клеймении, в сертификате, на чертежах и в другой документации - буквенно-цифровое.

1.6.1. Буквы Ст означают «сталь», цифры от 0 до 6 — условный номер марки в зависимости от химического состава стали и механических свойств, например: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3.

1.6.2. Буквы Б и В перед обозначением марки означают группу стали; группа А в обозначении марки стали не указывается, например: БСт3, ВСт3, Ст3.

1.6.3. Для обозначения степени раскисления к обозначению марки стали после номера марки добавляют индексы: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная, например: Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, БСт3сп, ВСт3сп.

1.6.4. Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют в конце номер соответствующей категории, например: Ст3пс2, БСт3кп2, ВСт4пс2.

1.6.5. Первую категорию в обозначении марки стали не указывают, например: БСт3кп, ВСт3пс.

1.6.6. При заказе стали необходимой категории без указания степени раскисления в обозначении марки стали номер марки и категорию отделяют друг от друга тире, например: Ст3-2, БСт3-2.

1.6.7. Для обозначения полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца к обозначению марки стали после номера марки ставят букву Г, например: Ст3Гпс, ВСт3Гпс, ВСт3Гпс3.

1.6.8. При клеймении допускается применять буквы и цифры одной высоты.

При горячем клеймении проката маркировка стали может указываться без обозначения группы и категории стали с указанием их в сертификате. Группы и категории стали наносятся по соглашению сторон.

(Измененная редакция, ИУС 6-74).

1.6.9. (Исключен, ИУС 6-74).

1.6.10. Сталь марки БСт3сп (в слитках и слябах), предназначенная для переката на листовой прокат, поставляемая по группе В категорий 4 — 6, должна отвечать требованиям п. 2.4.5.

(Введен дополнительно, ИУС 6-74).

2.1. По форме, размерам, допускаемым отклонениям, состоянию поверхности и другим техническим требованиям, не предусмотренным настоящим стандартом, сталь должна удовлетворять требованиям соответствующих стандартов на прокат отдельных видов.

2.2. Сталь группы А.

2.2.1. Нормируемые показатели для стали группы А указаны в табл. 1.

Таблица 1

Категории стали

Марки стали всех степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца

Временное сопротивление

Относительное удлинение

Изгиб в холодном состоянии

Предел текучести

1

Ст0 — Ст6

+

+

2

+

+

+

3

Ст2 — Ст6

+

+

+

+

Примечания

1. Для стали марки Ст6 изгиб в холодном состоянии не нормируется.

2 Знак «+» означает, что показатель нормируется, знак «-» означает, что показатель не нормируется.

3. Для стали категории 3, поставляемой для изготовления труб, изгиб в холодном состоянии не нормируется.

Таблица 2

Марки стали

Временное сопротивление sв, кгс · мм-2

Предел текучести sт, кгс · мм-2 для толщин, мм

Относительное удлинение δ5, %, для толщин, мм

Изгиб до параллельности сторон (а — толщина образца, d — диаметр оправки) для толщин, мм

 

до 20

св. 20 до 40

св. 40 до 100

св. 100

до 20

св. 20 до 40

св. 40

до 20

св. 20

не менее

 

Ст0

Не менее 31

23

22

20

d = 2a

Диаметр оправки увеличивается на толщину образца

 

Ст1кп

31 — 40

35

34

32

d = 0,5

 

Ст1пс, Ст1сп

32 — 42

34

33

31

 

Ст1Гпс

32 — 43

34

33

31

 

Ст2кп

33 — 42

22

21

20

19

33

32

30

d = а

 

Ст2пс, Ст2сп

34 — 44

23

22

21

20

32

31

29

 

Ст2Гпс

34 — 45

23

22

21

20

32

31

29

d = 0,5a

 

Ст3кп

37 — 47

24

23

22

20

27

26

24

d = а

 

Ст3пс, Ст3сп

38 — 49

25

24

23

21

26

25

23

 

Ст3Гпс

38 — 50

25

24

23

21

26

25

23

 

Ст4кп

41 — 52

26

25

24

23

25

24

22

d = 2a

 

Ст4пс, Ст4сп

42 — 54

27

26

25

24

24

23

21

 

Ст4Гпс

42 — 55

27

26

25

24

24

23

21

 

Ст6пс, Ст6сп

50 — 64

29

28

27

26

20

19

17

d = 3a

 

Ст5Гпс

46 — 60

29

28

27

26

20

19

17

 

Ст6пс, Ст6сп

Не менее 60

32

31

30

30

15

14

12

 

Таблица 2. (Измененная редакция, Изм. № 4).

Примечания:

1. Допускается превышение верхнего предела временного сопротивления на 3 кгс · мм-2 по сравнению с указанным при условии выполнения остальных норм, а при согласии заказчика — без ограничения верхнего предела.

2. Для листовой и широкополосной стали всех толщин и фасонной стали толщиной свыше 20 мм значение предела текучести допускается на 1 кгс · мм-2 ниже по сравнению с указанным.

3. Для листовой стали толщиной от 8 до 4 мм допускается снижение относительного удлинения на 1 абс. % на каждый миллиметр уменьшения толщины. Нормы относительного удлинения для листов толщиной менее 4 мм устанавливаются соответствующими стандартами.

4. Допускается снижение относительного удлинения для листовой, широкополосной и фасонной стали всех толщин на 1 абс. %.

5. Для арматурной стали периодического профиля марок ВСт6пс, ВСт6сп толщиной до 40 мм предел текучести должен быть не менее 30 кгс · мм-2.

7. Нормы на холодный изгиб до параллельности сторон установлены при испытании продольных образцов; при испытании поперечных образцов величина оправки увеличивается на 0,5а.

(Введен дополнительно, Изм. № 4).

Пп. 2.2.1, 2.2.2. (Измененная редакция, ИУС 6-74).

2.2.2. Механические свойства стали при растяжении, а также условия испытаний на изгиб на 180° в холодном состоянии должны соответствовать нормам, указанным в табл. 2.

2.2.3. Химический состав стали не регламентируется, но указывается в сертификате.

2.3. Сталь группы Б

2.3.1. Нормируемые показатели для стали группы Б указаны в табл. 3.

Таблица 3

Категории стали

Марки стали всех степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца

Содержание углерода, марганца, кремния, фосфора, серы, мышьяка, азота

Содержание хрома, никеля, меди

1

БСт0 — БСт6

+

2

БСт1 — БСт6

+

+

Примечания:

1. Для стали марки БСт0 нормируется только содержание углерода, фосфора и серы.

2. Знак «+» означает, что показатель нормируется, знак «-» означает, что показатель не нормируется.

2.3.2. Химический состав стали по плавочному анализу ковшевой пробы должен соответствовать нормам, указанным в табл. 4.

2.3.3. Допускаемые отклонения по химическому составу в готовом прокате от норм, указанных в табл. 4, должны соответствовать указанным в табл. 5.

Пп. 2.3.2 — 2.3.3. (Измененная редакция, ИУС 6-74).

2.3.4. Химический анализ готового проката на предприятии-изготовителе допускается не проводить, если предприятие-изготовитель обеспечивает соблюдение установленных норм.

2.3.5. Химический анализ стали всех степеней раскисления на содержание хрома, никеля, меди, мышьяка, азота, а кипящей стали также и на содержание кремния допускается не производить, если предприятие-изготовитель обеспечивает соблюдение установленных норм.

В стали, выплавленной на базе керченских руд, определение содержания мышьяка обязательно.

Таблица 4

Марки стали

Содержание элементов, %

углерода

марганца

кремния

фосфора

серы

хрома

никеля

меди

мышьяка

не более

БСт0

Не более 0,23

0,07

0,06

БСт1кп

0,06 — 0,12

0,25 — 0,50

Не более 0,05

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт1пс

0,06 — 0,12

0,25 — 0,50

0,05 — 0,17

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт1сп

0,06 — 0,12

0,25 — 0,50

0,12 — 0,30

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт1Гпс

0,06 — 0,12

0,7 — 1,1

Не более 0,15

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт2кп

0,09 — 0,15

0,25 — 0,50

Не более 0,07

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт2пс

0,09 — 0,15

0,25 — 0,50

0,05 — 0,17

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт2сп

0,09 — 0,15

0,25 — 0,50

0,12 — 0,30

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт2Гпс

0,09 — 0,15

0,7 — 1,1

Не более 0,15

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт3кп

0,14 — 0,22

0,30 — 0,60

Не более 0,07

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт3пс

0,14 — 0,22

0,40 — 0,65

0,05 — 0,17

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт3сп

0,14 — 0,22

0,40 — 0,65

0,12 — 0,30

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт3Гпс

0,14 — 0,22

0,80 — 1,10

Не более 0,15

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт4кп

0,18 — 0,27

0,40 — 0,70

Не более 0,07

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт4пс

0,18 — 0,27

0,40 — 0,70

0,05 — 0,17

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт4сп

0,18 — 0,27

0,40 — 0,70

0,12 — 0,30

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт4Гпс

0,18 — 0,27

0,8 — 1,2

Не более 0,15

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт5пс

0,28 — 0,37

0,50 — 0,80

0,05 — 0,17

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт5сп

0,28 — 0,37

0,50 — 0,80

0,15 — 0,35

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт5Гпс

0,22 — 0,30

0,22 — 1,20

Не более 0,15

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт6пс

0,38 — 0,49

0,50 — 0,80

0,05 — 0,17

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

БСт6сп

0,38 — 0,49

0,50 — 0,80

0,15 — 0,35

0,04

0,05

0,30

0,30

0,30

0,08

Примечания:

1. В стали, выплавленной на базе керченских руд, допускается содержание мышьяка до 0,15 %, фосфора — до 0,050 %.

2. При раскислении полуспокойной стали алюминием, титаном или другими раскислителями, не содержащими кремния, а также несколькими раскислителями (ферросилицием и алюминием, ферросилицием и титаном и др.) содержание кремния в стали допускается менее 0,05 %. Раскисление титаном, алюминием и другими раскислителями, не содержащими кремния, указывается в сертификате.

3. Для проката из стали с номерами марок 3, 4, 5, 6 (всех степеней раскисления), толщиной до 12 мм вкл. допускается снижение содержания марганца на 0,10 %.

4. Содержание азота в готовом прокате, а также в слитках, блюмсах, слябах, сутунках и заготовках, предназначенных для дальнейшей прокатки, из кислородно-конверторной и мартеновской стали должно быть не более 0,008 %.

5. Для кипящей химически закупоренной стали в готовом прокате допускается содержание кремния до 0,15 %, за исключением случаев, когда сталь предназначена для холодной высадки и вытяжки или штамповки, что должно быть оговорено в заказе.

Таблица 5

Элементы

Допускаемые отклонения для стали, %

кипящей

полуспокойной и спокойной

Углерод

±0,03

+0,03

-0,02

Марганец

+0,05

+0,05

-0,04

-0,03

Кремний

+0,03

-0,02

Фосфор

+0,006

+0,005

Сера

+0,006

+0,005

Примечание. В сталях марок БСт3 всех степеней раскисления и БСт3Гпс, поставляемых по требованию заказчика с гарантией свариваемости, плюсовые отклонения по углероду не допускаются.

2.4. Сталь группы В

2.4.1. Нормируемые показатели для стали группы В указаны в табл. 6.

Таблица 6

Категория стали

Марки стали всех степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца

Химический состав

Временное сопротивление

Предел текучести

Относительное удлинение

Изгиб в холодном состоянии

Ударная вязкость

при температуре, ºС

после механического старения

+20

-20

1

ВСт1 — ВСт5

+

+

+

+

2

ВСт2 — ВСт5

+

+

+

+

+

3

ВСт3 — ВСт4

+

+

+

+

+

+

4

ВСт3

+

+

+

+

+

+

5

+

+

+

+

+

+

+

6

+

+

+

+

+

+

Примечания:

1. Сталь категорий 3, 4, 5 и 6 поставляется полуспокойной и спокойной. По соглашению сторон допускается поставлять кипящие стали марок ВСт3 и ВСт4 категории 3, при этом нормы ударной вязкости при плюс 20 °С принимаются в соответствии с нормами табл. 7 для спокойной и полуспокойной стали марок ВСт3 и ВСт4.

2. Знак «+» означает, что показатель нормируется, знак «-» означает, что показатель не нормируется.

3 Для стали категорий 1, 2 и 3, поставляемой для изготовления труб, изгиб в холодном состоянии не нормируется.

(Измененная редакция, ИУС 6-74).

2.4.2. Механические свойства стали при растяжении и условия испытаний на изгиб на 180° в холодном состоянии должны соответствовать нормам, указанным для стали группы А в табл. 2.

2.4.3. Ударная вязкость стали марок ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс категорий 3, 4, 5 и 6 и сталь марок ВСт4пс, ВСт4сп, ВСт4Гпс категории 3 должны соответствовать нормам, указанным в табл. 7.

Таблица 7

Марки стали

Вид проката

Расположение образца относительно проката

Толщина, мм

Ударная вязкость, кгс · м · см2, не менее

при температуре ºС

после механического старения

+20

-20

ВСт3пс, ВСт3сп

Листовая сталь

Поперек

5 — 9

8

4

4

10 — 25

7

3

3

26 — 40

5

Широкополосная сталь

Вдоль

5 — 9

10

5

5

10 — 25

8

3

3

26 — 40

7

Сортовой и фасонный прокат

Вдоль

5 — 9

11

5

5

10 — 25

10

3

3

26 — 40

9

ВСт3Гпс

Листовая сталь

Поперек

5 — 9

8

4

4

10 — 30

7

3

3

31 — 40

5

Широкополосная сталь

Вдоль

5 — 9

10

5

5

10 — 30

8

3

3

31 — 40

7

Сортовой и фасонный прокат

Вдоль

5 — 9

11

5

5

10 — 30

10

3

3

31 — 40

9

ВСт4пс, ВСт4сп

ВСт4Гпс

Листовая сталь

Поперек

5 — 9

7

10 — 25

6

26 — 40

4

Сортовой и фасонный прокат

Вдоль

5 — 9

10

10 — 25

9

26 — 40

7

Примечания:

1. Знак «-» означает, что испытание проката на ударную вязкость не производится.

2 Определение ударной вязкости круглой стали производится с диаметра 12 мм, квадратной стали - начиная со стороны квадрата 11 мм, фасонного проката с толщин, из которых может быть вырезан образец для испытаний в соответствии с ГОСТ 9454-78.

2.4.4. По химическому составу сталь группы В должна соответствовать нормам, указанным для стали группы Б в табл. 4, за исключением нижнего предела по содержанию углерода. Отклонение от нижнего предела по содержанию углерода не является браковочным признаком. Верхний предел содержания марганца допускается на 0,2 % выше указанного в табл. 4 для всех марок стали, кроме марок ВСт1Гпс, ВСт2Гпс, ВСт3Гпс, ВСт4Гпс, ВСт6Гпс.

По требованию потребителя содержание серы в стали группы В должно быть не более 0,040 %.

2.4.5. Раскисление стали марки ВСт3сп категорий 4 — 6, предназначенной на листовой прокат, производится алюминием, а также допускается комплексное раскисление другими раскислителями и нитридообразующими элементами. Содержание остаточного (кислоторастворимого) алюминия в стали должно быть не менее 0,02 %. При комплексном раскислении разрешается остаточный алюминий не определять, а проводить испытания на ударную вязкость после механического старения на 4-х листах или 2-х рулонах от партии. Применяемые раскислители указываются в сертификате.

2.4.6. В стали категорий 4 — 6, выплавленной на базе керченских руд, содержание мышьяка должно быть не более 0,15 %, а по требованию потребителя — не более 0,08 %. Содержание фосфора не должно превышать 0,05 % для стали 1 — 3 категорий и 0,04 % - для 4 — 6 категорий.

Пп. 2.4.3 — 2.4.6. (Измененная редакция, ИУС 6-74).

2.4.7. В стали марки ВСт6пс для арматуры периодического профиля диаметром от 10 до 28 мм вкл. содержание углерода должно быть. 0,30 — 0,39 %, марганца 0,6 — 0,9 %, а диаметром более 28 мм — 0,28 — 0,37 % и 0,8 — 1,1 % соответственно.

2.4.8. Допускаемые отклонения по химическому составу в готовом прокате от норм, предусмотренных п. 2.4.4, должны соответствовать указанным в табл. 5, за исключением плюсовых отклонений по углероду, не допускаемых для стали ВСт3 всех степеней раскисления и для стали ВСт3Гпс.

Содержание серы и фосфора в готовом прокате не должно превышать 0,055 и 0,045 % соответственно.

В стали, выплавленной на базе керченских руд, содержание фосфора в готовом прокате не должно превышать 0,045 % для категорий 4, 5, 6 и 0,055 % — для категорий 1, 2, 3; серы не более 0,055 % для всех категорий.

2.4.9. Химический анализ готового проката при отсутствии требований заказчика, а также химический анализ стали всех степеней раскисления на содержание хрома, никеля, меди, мышьяка, азота, а кипящей стали также и на содержание кремния допускается не производить, если предприятие-изготовитель обеспечивает соблюдение установленных норм.

Пп. 2.4.8, 2.4.9. (Измененная редакция, ИУС 6-74).

3.1. Правила приемки, методы отбора проб и проведение испытаний устанавливаются стандартами на соответствующий вид проката.

4.1. Упаковка, маркировка и оформление документации устанавливаются стандартами на соответствующий вид проката.

4.2. Маркировка стали производится несмываемой краской, при этом независимо от группы стали и степени раскисления используются цвета, указанные в табл. 8.

Таблица 8

Марки стали

Цвета маркировки

Ст0

Красный и зеленый

Ст1

Белый и черный

Ст1Гпс

Белый и красный

Ст2

Желтый

Ст2Гпс

Желтый и красный

Ст3

Красный

Ст3Гпс

Красный и синий

Ст4

Черный

Ст4Гпс

Черный и красный

Ст5

Зеленый

Ст6Гпс

Зеленый и белый

Ст6

Синий

По соглашению сторон маркировка краской не производится.

(Измененная редакция, ИУС 6-74).

СОДЕРЖАНИЕ

 

Классификация и особенности среднеуглеродистых марок стали

Содержание углерода в любой углеродистой стали не превышает 2%. Согласно стандартам классификации, среднеуглеродистые стали содержат 0,3-0,5% углерода. Кроме того, сталь делится и по другим признакам:

  • количество примесей;
  • способ производства;
  • степень раскисления.

Различные сочетания этих параметров формируют разные марки среднеуглеродистой стали. Физические свойства каждой марки определяют область ее применения. Стали с низкой степень раскисления (удаления оксидов железа из расплава) называются кипящими. Слитки таких сталей имеют множество пор и не применяются для изготовления ответственных узлов и деталей. Перед тем, как рассматривать свойства разных марок, познакомимся со свойствами среднеуглеродистых сталей в целом.

Свойства среднеуглеродистых сталей

В целом, среднеуглеродистые стали относятся к материалам обыкновенного качества, но в определенных условиях производства из них получают и качественные марки. Кроме углерода в их состав также входят постоянные примеси: кремний (Si), марганец (Mn), сера (S) и фосфор (P). Марганец и кремний вводят в состав специально, для удаления вредных сульфидов и оксидов железа. Фосфор и сера попадают в сталь из руды, топлива, флюсов и печных газов. Эти примеси также считаются вредными, потому что негативно влияют на кристаллическую структуру готового материала.

Примеси, добавленные умышленно в количестве, способном повлиять на свойства готовой стали, называются компонентами. Процесс добавления таких компонентов в расплав называется легированием, а полученные материалы — легированными.

Физические свойства среднеуглеродистых сталей зависят от количества различных легирующих элементов:

  • Алюминий (Al) используется для создания прочного наружного слоя при насыщении сталей азотом.
  • Хром (Cr) в небольших количествах положительно отражается на термообработке. Большое количество хрома снижает чувствительность материала к коррозии, но вместе с тем увеличивается зернистость металла.
  • Медь (Cu) улучшает стойкость к коррозии.
  • Свинец (Pb) положительно сказывается на механической обрабатываемости.
  • Молибден (Mo) увеличивает сопротивление ползучести стали, нагретой до значительной температуры. Вместе с тем улучшает свойства режущих инструментов, работающих при высоких температурах.
  • Никель (Ni) используется упрочнения и улучшения структуры стали. Преимущественно вводится в состав вместе с хромом, поскольку положительные эффекты обоих элементов дополняют друг друга, а отрицательные — уравновешивают.
  • Ванадий (V) обладает множеством положительных эффектов: увеличивает твердость стали; улучшает прокаливаемость; снижает образование крупных зерен при термообработке; улучается сопротивление усталости металла.

При необходимости вводимые элементы комбинируются для улучшения качества легирования. К примеру, хром и ванадий для получения прочной хромованадиевой стали.

Среднеуглеродистые марки стали производятся из чугунов и отличаются невысокой стоимостью. Это преимущественно конструкционные стали. Небольшая цена обусловлена простотой производства. Легирующие элементы повышают стоимость стали.

Кроме того, низкоуглеродистые стали относятся к улучшаемым материалам. Для получения необходимых механических свойств заготовки или готовые изделия подвергают закалке или отпуску по различным технологиям.

Обозначения среднеуглеродистых сталей

Среднеуглеродистые стали обыкновенного качества маркируются сочетанием цифр и букв. Первая буква А, Б или В, означает группу гарантированных свойств.

  • А — механических.
  • Б — химического состава.
  • В — механических свойств с учетом отдельных требований по химическому составу.

Отсутствие буквы в начале марки предполагает принадлежность к группе А.

После группы гарантированных свойств указывается сокращение Ст, которое, собственно, и означает углеродистую сталь обыкновенного качества. За ним следует цифра от 1 до 6, отображающая содержание углерода.

Марки с повышенным содержанием марганца (0,8—1,1%) дополнительно обозначаются буквой Г после обозначения содержания углерода. Нормальное содержание марганца не отражается в маркировке.

Завершается маркировка обозначением степени раскисления:

  • кп — кипящая, с низким раскислением.
  • пс — полуспокойная с умеренным раскислением.
  • сп — спокойная.

Примеры

БСт2кп:

  • Б (гарантированный химический состав).
  • Ст (конструкционная углеродистая сталь).
  • 2 (номер 2 по содержанию углерода).
  • кп (кипящая, раскисленная только марганцем).

Ст5Гпс:

  • Поставляется с гарантированными механическими свойствами.
  • Ст (конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества).
  • 5 (номер 5 по содержанию углерода).
  • Г (с повышенным содержанием марганца).
  • пс (раскисленная марганцем и алюминием).

ВСт3сп:

  • В (поставляется с гарантированными механическими свойствами и химическим составом)
  • Ст (конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества)
  • 3 (номер 3 по содержанию углерода)
  • сп (спокойная, полностью раскисленная).

Среднеуглеродистые конструкционные стали с меньшим содержанием вредных примесей (S, P и другие элементы) относятся к качественным сталям. Все стали такого класса поставляются с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.

Обозначаются словом «сталь», после которого указывается:

  1. Сотые доли процента содержания углерода. Для среднеуглеродистых сталей 30-50.
  2. Повышенное содержание марганца, обозначаемое буквой Г.
  3. Степень раскисления (кп, пс). Отсутствие префикса указывает на спокойную сталь.

Например, Сталь 50кп — среднеуглеродистая качественная конструкционная кипящая сталь с содержанием углерода в 0,5%.

Таким образом, среднеуглеродистые стали — это обширное семейство материалов, которые используются в строительстве, для создания узлов и деталей.

В чем разница между углеродистой сталью и нержавеющей сталью?

Сталь

— термин, который фактически описывает все семейство металлических сплавов, — это универсальный и распространенный тип металла с широким спектром применений и применений. Существует много марок, но большинство типов стали делятся на две широкие категории: углеродистые стали и нержавеющие стали. Хотя они имеют одинаковый основной состав железа и углерода, типы стали, как правило, содержат множество легирующих элементов. Углеродистая сталь, как правило, менее 10.Содержание хрома 5%, но сталь должна быть не менее 10,5% хрома, чтобы считаться нержавеющей. Эти различия придают каждому типу стали соответствующие свойства.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь относится к типу стали, которая определяется добавлением хрома и некоторых других легирующих элементов, таких как никель. Иногда ее называют нержавеющей сталью, поскольку она предназначена для защиты от окисления и поэтому является «неокисляемой». Под воздействием кислорода железо окисляется, вызывая ржавчину, однако хром может подвергаться воздействию кислорода, не подвергаясь этому процессу.Поэтому на нержавеющую сталь наносится защитный слой из хрома, который создает барьер между кислородом окружающей среды и содержанием железа в металле. Это позволяет ему противостоять коррозии или ржавчине и делает его «нержавеющим».

Типы нержавеющей стали

Различное содержание хрома в нержавеющей стали придает ей разные свойства, при более низком содержании хрома, как правило, получается более дешевая, но менее прочная сталь. Существуют различные типы нержавеющей стали, в том числе:

  • Аустенитная , наиболее широко используемый тип нержавеющей стали, с низким пределом текучести, но высокой коррозионной и термостойкостью, обычно используется в бытовой посуде, промышленных трубах и резервуарах, строительстве и архитектурных фасадах — это самая большая группа нержавеющей стали и составляет около двух третей всего производства нержавеющей стали
  • Феррит , форма стали, как правило, без никеля, часто обладающая лучшей стойкостью к коррозии, нагреву и растрескиванию, чем более распространенные типы, и часто используется в стиральных машинах, бойлерах и внутренней архитектуре
  • Мартенсит , который имеет тенденцию быть магнитным и менее коррозионно-стойким, чем другие нержавеющие стали, из-за низкого содержания хрома — эти материалы очень твердые и прочные и используются для изготовления ножей и лопаток турбин.
  • Дуплекс , композит из аустенитной и ферритной сталей, что делает его одновременно прочным и гибким, с вдвое большим пределом текучести по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью, используемой в бумажной, целлюлозной, судостроительной и нефтехимической промышленности
  • Осаждение , с коррозионной стойкостью аустенитных металлов, но может быть упрочнен до более высокой прочности и, следовательно, может быть чрезвычайно прочным при добавлении других элементов, таких как алюминий, медь и ниобий

Преимущества

  • Коррозионные свойства
  • Устойчивость к высоким и низким температурам
  • Существует большое количество типов
  • Прочный и долговечный
  • Простота обслуживания и простота очистки
  • Долговечность при относительно низкой стоимости в течение всего жизненного цикла
  • Можно придать особую отделку, если желателен привлекательный косметический вид, и нелегко тускнеет
  • Экологичность и пригодность для вторичной переработки

Недостатки

  • Высокая стоимость особенно при начальном расходе
  • Металл может быть трудным в обращении, особенно без использования самых высокотехнологичных машин и технологий
  • Часто приводит к дорогостоящим отходам и переделкам

Приложения

Нержавеющая сталь имеет широкий спектр применения и промышленных применений, в зависимости от типа используемой стали. Нержавеющая сталь была впервые использована в автомобилестроении компанией Ford в 1930-х годах компанией Ford и с тех пор используется в автомобилях для изготовления выхлопных систем, решеток, облицовки и конструктивных элементов. Это распространяется на самолетостроение, где он используется в корпусах самолетов, реактивных двигателях и шасси. Его устойчивость к коррозии, низкие эксплуатационные расходы и простота очистки делают его полезным для транспортировки и взаимодействия с химическими веществами, и его часто используют в чистых и стерильных условиях. Таким образом, медицинские технологии также широко используются.

Прочность, сопротивление и гибкость некоторых нержавеющих сталей делают их обычным явлением в архитектуре, чему также способствуют его эстетические особенности и привлекательная отделка. Например, нержавеющая сталь часто используется в терминалах Eurostar в Лондоне и на мосту Helix в Сингапуре.

Одно из наиболее распространенных повседневных применений нержавеющей стали — это производство продуктов питания и общественного питания, где она используется для производства посуды, столовых приборов, кухонных принадлежностей и бытовой техники.Посуда, такая как ножи, изготавливается из менее пластичных марок нержавеющей стали, в то время как более пластичные марки используются для грилей, духовок, кастрюль и раковин.

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь

, с другой стороны, имеет гораздо более низкие уровни хрома, а вместо этого представляет собой углерод-железный сплав с несколькими другими материалами, если таковые имеются, в составе. В результате ее можно назвать «низколегированной» сталью. И нержавеющая сталь, и углеродистая сталь имеют этот базовый состав, но углеродистую сталь можно определить по содержанию углерода.Обычно это около 2–2,5%, но часто бывает разным. Хотя углеродистая сталь подвержена ржавчине, в отличие от нержавеющей стали, она часто дешевле и имеет свои собственные механические свойства, зависящие от содержания углерода.

Низкоуглеродистые стали слабее и мягче, но их легко обрабатывать и сваривать; в то время как высокоуглеродистая сталь прочнее, но значительно труднее в обработке.

Типы углеродистой стали

Определяющим элементом любого сплава углеродистой стали является его содержание углерода, поэтому именно так упорядочиваются и классифицируются различные типы углеродистой стали.

  • Низкоуглеродистая сталь : наиболее широко используемая форма углеродистой стали с содержанием углерода менее 0,25% — они обычно относительно слабее и мягче, но легче свариваются и пластичны, и поэтому часто используются для обработки и сварка по невысокой цене
  • Среднеуглеродистая сталь : с содержанием углерода 0,25-0,6% и содержанием марганца 0,6-1,65%, эти металлы можно улучшить с помощью термической обработки, хотя это может быть выполнено только на очень тонких профилях без дополнительного легирования добавлены элементы — эти стали прочнее, но менее пластичны, чем низкоуглеродистые стали
  • Высокоуглеродистая сталь : это самая твердая и прочная углеродистая сталь, с самой низкой пластичностью, очень износостойкой и почти всегда закаленной и отпущенной — они, как правило, имеют содержание углерода от 0.6-1,25% и марганца 0,3-0,9%

Преимущества

  • Повышенная сила
  • Дешевле, чем нержавеющая сталь
  • Износостойкие
  • Прочный и ударопрочный
  • Безопасен в обращении и работе по сравнению с другими металлами
  • Экологичность и простота переработки

Недостатки

  • Прочный, иногда сложно работать с
  • Хрупкий, нелегко изгибается или деформируется
  • Более подвержена ржавчине и коррозии
  • Менее привлекательный внешний вид, невозможно добиться обработки нержавеющей стали

Приложения

Углеродистая сталь различных типов применима в широком спектре отраслей и секторов. Низкоуглеродистые стали могут использоваться в деталях кузовов автомобилей, трубах, конструкциях и деталях мостов, а также пищевых банках. Среднеуглеродистая сталь используется для изготовления железнодорожных путей, колес поездов, коленчатых валов, зубчатых колес и деталей машин, требующих более высокой прочности и ударной вязкости, и точно так же высокоуглеродистая сталь используется в режущих инструментах, пружинах из высокопрочной проволоки и штампах из-за ее твердости.

Можно ли приваривать нержавеющую сталь к углеродистой стали?

Хотя технически возможно сваривать эти разные типы металлов вместе, популярное мнение состоит в том, что делать это не рекомендуется.Сварка углеродистой и нержавеющей стали обычно не выполняется, поскольку они имеют разный уровень электропроводности. Углеродистая сталь обычно предварительно нагревается во время контактной сварки, поскольку она более электропроводна и не нагревается так быстро, как нержавеющая сталь. Поэтому достижение нужной температуры сварного шва часто бывает чрезвычайно трудным. Поэтому обычно рекомендуется сваривать стали одного и того же типа, а не смешивать и сочетать их.

Что такое: разница между углеродистыми сталями — низкая, средняя и высокая

Мир углеродистой стали может быть непростым для понимания.Есть много разных вариантов на выбор, и каждый тип стали имеет разные преимущества. Основным дифференцирующим фактором является количество углерода, смешанного с железом в процессе производства. Для изменения физических свойств могут быть добавлены другие материалы, в основном металлы. Примечательно, что хром добавляется для образования нержавеющей стали, в то время как другие добавки могут изменять прочность на разрыв, пластичность или ударную вязкость. Если посмотреть на общую картину, можно выделить три различия между углеродистыми сталями: низко, средне и высоко *.

Таблица классификации углеродистой стали

от Learn Easy

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистые стали, такие как нержавеющая сталь марок 302, 304 или 316, обычно используются там, где требуется высокая степень коррозионной стойкости, но не требуется закаленная поверхность. Содержание углерода в этих сталях обычно колеблется в пределах 0,03-0,08%, и потребители обычно используют эти сорта нержавеющей стали (часто не задумываясь) в кухонном оборудовании, серебряной посуде или почти любой марке стали без покрытия, используемой при приготовлении пищи.Это здорово, потому что он может выдержать посудомоечную машину и не ржаветь, но его нельзя закалить из-за очень низкого содержания углерода.

Хотя его можно использовать для изготовления линейных валов, он не подходит для контакта с нагруженным шариком. Таким образом, если, например, на валу из мягкой нержавеющей стали 304 будет использоваться шариковая втулка с шариками, шарики в подшипнике будут быстро ударять по поверхности вала, что приведет к заметному прослеживанию шарика на его поверхности и резкому снижению нагрузки как на подшипник, так и на вал. жизнь.Однако его можно использовать в сочетании с полимерными подшипниками скольжения, которые обеспечивают отличные возможности как для защиты от коррозии, так и для самосмазывания. Для правильного применения линейный вал из нержавеющей стали серии 300 представляет собой отличный вариант для работы в тяжелых условиях окружающей среды!

Сталь среднеуглеродистая

К среднеуглеродистым сталям относятся марки с содержанием углерода от 0,25% до 0,60% от массы стали. Среднеуглеродистые марки обычно используются в сочетании со сплавами, такими как хром, никель и молибден, для получения высокой прочности, износостойкости и ударной вязкости.Продукция, в которой используется углеродистая сталь средних сортов, включает шестерни, оси, шпильки и другие компоненты машин, требующие оптимального сочетания прочности и вязкости.

Среднеуглеродистая сталь имеет хорошие характеристики механической обработки, и одним из наиболее популярных сортов, используемых в обрабатываемых стальных изделиях, является AISI 1045. AISI 1045 также может быть упрочнен путем нагревания материала примерно до 820-850 ° C (1508-1562 F) и выдержки до материал достигает однородной температуры. Его следует замачивать в течение часа на сечение 25 мм материала, а затем охладить на неподвижном воздухе.

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистые стали — это стали с содержанием углерода от 0,60 до 1,4% от общего веса. Сплавы этой конкретной категории являются самыми прочными и твердыми в трех группах, но они также наименее пластичны. Эти стали используются в различных областях механики, резки и подшипников, поскольку их можно упрочнять путем термической обработки и отпуска. К этой категории стали могут быть добавлены дополнительные сплавы для получения различных характеристик.Хром и марганец, например, используются в составе стали 52100 и способствуют процессу закалки, одновременно повышая стойкость стали к коррозии. Поскольку 52100 является одной из марок стали, часто используемых для изготовления линейных валов, точный контроль глубины корпуса может иметь решающее значение для создания вала как с закаленной поверхностью (для контакта с нагруженным шариком), так и с незакаленным внутренним сердечником, который предотвращает появление вала. от того, чтобы стать хрупким.

Стальным сплавам

присваиваются обозначения такими организациями, как Американский институт железа и стали (AISI) и Американское общество испытаний и материалов (ASTM) для упрощения классификации и идентификации.AISI обычно следует четырехзначной системе, где первые две цифры обозначают сплав, а вторые две цифры обозначают содержание углерода. ASTM использует букву «А» для обозначения черных металлов, за которой следует произвольно присвоенный номер для каждого сплава.

Независимо от используемой системы, эта стандартизация позволяет конструкторам, инженерам и строителям взаимодействовать друг с другом, чтобы гарантировать, что правильный материал будет выбран и использован в инженерных проектах. Это также упрощает поиск физических свойств сплавов, поскольку простой поиск по идентификационному номеру дает правильную информацию.

Как и в любом другом выборе, при выборе углеродистой стали всегда следует помнить о преимуществах и недостатках. Основные моменты, которые следует учитывать при выборе углеродистой стали, включают конечное использование, требуемые физические свойства и стоимость. После выбора между низким, средним и высоким содержанием углерода можно выбрать конкретный сплав из легкодоступных списков, который точно соответствует вашим потребностям.

Есть еще вопросы об углеродистой стали? Мы хотели бы услышать от вас! Не стесняйтесь оставлять комментарии ниже или пишите одному из наших экспертов в engineering @ misumi.com.

Проволочная ткань из углеродистой стали, решетки и расширенный и перфорированный лист

Таблицы из углеродистой стали

Углеродистая сталь и легированная сталь

Marco — поставщик проволочной сетки и решеток из углеродистой стали. Мы производим углеродистую сталь различных марок, в том числе: 1018, A36, 1144, 12L14, A366 / 1008, A513 и 8620.

Существует четыре типа углеродистой стали в зависимости от количества углерода, присутствующего в сплаве. Стали с низким содержанием углерода мягче и легче формуются, а стали с более высоким содержанием углерода тверже и прочнее, но менее пластичны, и их становится труднее обрабатывать и сваривать.Ниже приведены свойства марок углеродистой стали:

  • Низкоуглеродистая сталь: Состав от 0,05% -0,25% углерода и до 0,4% марганца. Также известный как низкоуглеродистая сталь, это недорогой материал, которому легко придать форму. Науглероживание не так твердо, как стали с более высоким содержанием углерода, но может повысить твердость поверхности.
  • Среднеуглеродистая сталь: Состав: 0,29–0,54% углерода и 0,60–1,65% марганца. Среднеуглеродистая сталь пластичная и прочная, с долговечными свойствами.
  • Высокоуглеродистая сталь: Состав: 0,55–0,95% углерода и 0,30–0,90% марганца. Он очень прочный и хорошо сохраняет память формы, что делает его идеальным для изготовления пружин и проволоки.
  • Очень высокоуглеродистая сталь: Состав углерода 0,96–2,1%. Высокое содержание углерода делает его чрезвычайно прочным материалом. Из-за своей хрупкости этот сорт требует особого обращения.

A36 Мягкая сталь

Сталь

ASTM A36 является наиболее доступной из горячекатаных сталей.Он обычно доступен в виде квадратного стержня, прямоугольного стержня, а также стальных профилей, таких как двутавровые балки, двутавровые балки, уголки и швеллеры. Процесс горячей прокатки означает, что поверхность этой стали будет несколько шероховатой. Обратите внимание, что его предел текучести также значительно меньше, чем 1018 — это означает, что он будет изгибаться намного быстрее, чем 1018. Наконец, обработка этого материала заметно сложнее, чем сталь 1018, но стоимость обычно значительно ниже.

ASTM A36 Мягкая (низкоуглеродистая) сталь

Минимальные свойства Предел прочности при растяжении, фунт / кв. Дюйм 58,000 — 79,800
Предел текучести, фунт / кв. Дюйм 36,300
Удлинение 20.0%
Химия Железо (Fe) 99%
Углерод (C) 0,26%
Марганец (Mn) 0,75%
Медь (Cu) 0,2%
Фосфор (P) 0,04% макс.
Сера (S) 0,05% макс.

1018 Низкоуглеродистая сталь

Сплав 1018 является наиболее доступным из холоднокатаных сталей.Он обычно доступен в виде круглого стержня, квадратного стержня и прямоугольного стержня. В нем удачно сочетаются все типичные свойства стали — прочность, некоторая пластичность и сравнительная простота обработки. По химическому составу она очень похожа на горячекатаную сталь A36, но процесс холодной прокатки обеспечивает лучшее качество поверхности и лучшие свойства.

1018 Мягкая (низкоуглеродистая) сталь

Минимальные свойства Предел прочности при растяжении, фунт / кв. Дюйм 63,800
Предел текучести, фунт / кв. Дюйм 53,700
Удлинение 15.0%
Твердость по Роквеллу B71
Химия Железо (Fe) 98,81 — 99,26%
Углерод (C) 0,18%
Марганец (Mn) 0,6 — 0,9%
Фосфор (P) 0,04% макс.
Сера (S) 0,05% макс.

1144 (Стрессоустойчивый эквивалент) сталь

Этот материал на самом деле довольно крутой, по крайней мере, для стали.Это более прочный сплав, чем 1018 или A36, но, кроме того, он также имеет улучшенную пластичность. Однако главной особенностью стали 1144 является то, что она имеет очень низкую деформацию или коробление после механической обработки благодаря сочетанию ее химического состава, метода производства и термической обработки. Наконец, сталь 1144 относительно проста в обработке, ее обрабатываемость составляет 83% от стали AISI 1212.

1144 (Устойчивый эквивалент) Сталь

Минимальные свойства Предел прочности при растяжении, фунт / кв. Дюйм 115000
Предел текучести, фунт / кв. Дюйм 100000
Удлинение 8.0%
Твердость по Роквеллу B95 / C17
Химия Железо (Fe) 97,54 — 98,01%
Углерод (C) 0,4 — 0,44%
Марганец (Mn) 1,35 — 1,65%
Фосфор (P) 0,04% макс.
Сера (S) 0,24 — 0,33%

12L14 Сталь без механической обработки

В этот сплав добавлен свинец для улучшения его обрабатываемости.Фактически, его обрабатываемость составляет 160% от стали AISI 1212. Однако добавление свинца снижает прочность этого сплава, хотя обычно он прочнее, чем 1018.

12L14 Сталь свободной обработки

Минимальные свойства Предел прочности при растяжении, фунт / кв. Дюйм 78,300
Предел текучести, фунт / кв. Дюйм 60,200
Удлинение 10,0%
Твердость по Роквеллу B84
Химия Железо (Fe) 97.91 — 98,7%
Углерод (C) 0,15% макс.
Марганец (Mn) 0,85 — 1,15%
Фосфор (P) 0,04 — 0,09%
Свинец (Pb) 0,15 — 0,35%
Сера (S) 0,26 — 0,35%

A366 / 1008 Сталь

Этот сплав обычно используется для производства холоднокатаной листовой стали «промышленного качества». Он известен своей очень хорошей формуемостью и сравнительно высокой прочностью.Он имеет очень хорошее качество поверхности, которое намного превосходит горячекатаный A36.

ASTM A366 (сплав 1008) Сталь

Минимальные свойства Предел прочности при растяжении, фунт / кв. Дюйм 43,900 — 51,900
Предел текучести, фунт / кв. Дюйм 26,100 — 34,800
Удлинение 42-48%
Химия Железо (Fe) 99%
Углерод (C) 0.08%
Марганец (Mn) 0,6% макс.
Фосфор (P) 0,035% макс.
Медь (Cu) 0,2% мин.
Сера (S) 0,04%

A513 (сплав 1020-1026) Сталь

Этот сплав обычно используется для изготовления труб из DOM. Его более высокое содержание углерода означает более высокую прочность, но более низкую свариваемость и обрабатываемость.

ASTM A513 Сплавы 1020-1026 Мягкая (низкоуглеродистая) сталь

Минимальные свойства Предел прочности при растяжении, фунт / кв. Дюйм 87,000
Предел текучести, фунт / кв. Дюйм 72000
Удлинение 10.0%
Твердость по Роквеллу B89
Химия Железо (Fe) 99,08 — 99,53%
Углерод (C) 0,18 — 0,23%
Марганец (Mn) 0,3 — 0,6%
Фосфор (P) 0,04% макс.
Сера (S) 0,05% макс.

8620 Легированная сталь

Этот материал отличается твердой внешней поверхностью в сочетании с пластичной внутренней поверхностью для большей прочности.

8620 (хром-никель-молибден) Легированная сталь

Минимальные свойства Предел прочности, фунт / кв. Дюйм 97,000
Предел текучести, фунт / кв. Дюйм 57000
Твердость по Бринеллю 201
Удлинение 25%
Обрабатываемость 66%
Химия Углерод (C) 0,18 — 0,23%
Марганец (Mn) 0.7 — 0,9%
Фосфор (P) 0,35% Макс.
Сера (S) 0,4% макс.
Кремний (Si) 0,15 — 0,35%
Хром (Cr) 0,4 — 0,6%
Никель (Ni) 0,4 — 0,7%
Молибден (Mo) 0,15 — 0,25% макс.

Низкая, средняя и высокоуглеродистая сталь

Сталь

часто классифицируют по содержанию углерода.Вся сталь содержит хотя бы некоторое количество углерода. В конце концов, сталь определяется как сплав железа и углерода. Без углерода это было бы просто железо. Добавляя в него углерод, металл становится прочнее и тверже. Вот почему многие производственные и строительные компании предпочитают сталь обычному чугуну.

Однако не вся сталь имеет одинаковое соотношение углерода и железа. У некоторых сталей соотношение углерода к железу выше, чем у других. В частности, существует три типа стали: низкоуглеродистая, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая.Итак, в чем именно разница между этими видами стали?

Что такое низкоуглеродистая сталь?

Низкоуглеродистая сталь характеризуется низким отношением углерода к железу. По определению, низкоуглеродистый состоит из менее чем 0,30% углерода. Также известная как мягкая сталь, ее производство дешевле, чем производство среднеуглеродистой и высокоуглеродистой стали. В дополнение к своей низкой стоимости, низкоуглеродистая сталь более податлива, что может повысить ее эффективность для определенных применений и снизить ее эффективность для других применений.

Что такое среднеуглеродистая сталь?

Среднеуглеродистая сталь имеет более высокое отношение углерода к железу, чем низкоуглеродистую сталь, но все же меньше, чем высокоуглеродистая сталь. В то время как низкоуглеродистая сталь состоит менее чем на 0,30% углерода, среднеуглеродистая сталь содержит от 0,30% до 0,60% углерода. Многие автомобильные детали изготовлены из среднеуглеродистой стали. Она прочнее и долговечнее, чем низкоуглеродистая сталь, но при этом обладает некоторой пластичностью.

Что такое высокоуглеродистая сталь?

Высокоуглеродистая сталь, конечно, имеет самое высокое соотношение углерода и железа.Он состоит из более чем 0,60% углерода, что меняет его физические свойства. Также известная как углеродистая инструментальная сталь, она содержит от 0,61% до 1,5% углерода. При таком высоком содержании углерода высокоуглеродистая сталь прочнее и тверже, но менее пластична, чем низкоуглеродистая и среднеуглеродистая сталь.

Важно отметить, что все виды стали, включая низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую, содержат не только железо и углерод. В то время как сталь характеризуется этими двумя основными элементами. обычно он содержит следовые количества других элементов.Например, сталь нередко содержит следовые количества хрома или никеля.

Напомним, что сталь часто классифицируют по содержанию углерода. Низкоуглеродистая сталь содержит менее 0,30% углерода. Среднеуглеродистая сталь содержит от 0,30% до 0,60% углерода. А высокоуглеродистая сталь содержит более 0,60% углерода. По мере увеличения содержания углерода в стали она становится прочнее и тверже. В то же время он становится менее пластичным.

Нет тегов для этого сообщения.

За и против углеродистой стали: что вы должны знать

Некоторые люди предполагают, что вся сталь одинакова, но это не всегда так.Сталь по определению — это легированный металл, состоящий в основном из железа и углерода, а также других микроэлементов. Он обладает высокой прочностью на разрыв и относительно недорогим в производстве, что делает его популярным металлом, используемым производственными компаниями. Однако существуют разные виды стали, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики. Например, углеродистая сталь часто предпочтительнее других типов стали. Что такое углеродистая сталь и подходит ли она для нужд вашей компании?

Обзор углеродистой стали

Углеродистая сталь — это особый тип стали, которая, как следует из названия, имеет более высокую концентрацию углерода, чем другие типы стали. Большинство типов стали имеют относительно низкое содержание углерода от 0,05% до 0,3%. Для сравнения, углеродистая сталь имеет содержание углерода до 2,5%. Два с половиной процента углерода могут показаться незначительными, но они дают несколько привлекательных преимуществ, которых нет больше нигде.

Преимущества углеродистой стали

Выбор углеродистой стали по сравнению с традиционной сталью дает несколько преимуществ, одним из которых является повышенная прочность. Использование углерода делает железо — или сталь — прочнее, перемещаясь по его кристаллической решетке.Хотя углеродистая сталь все еще может подвергаться нагрузкам и разрушаться под давлением, это менее вероятно, чем с другими типами стали. Это делает углеродистую сталь особенно эффективной там, где требуется прочность. Например, японские мастера-клинки много веков назад производили мечи из высокоуглеродистой стали, известной как сталь тамахаганэ. Сегодня углеродистая сталь используется для изготовления всего, от строительных материалов до инструментов, автомобильных компонентов и многого другого.

Углеродистая сталь Недостатки

Но выбор углеродистой стали по сравнению с традиционной сталью имеет и некоторые недостатки.Из-за того, что углеродистая сталь такая прочная, с ней трудно работать. Его нелегко согнуть и придать ему разные формы, что ограничивает его полезность в определенных областях применения. Углеродистая сталь также более восприимчива к ржавчине и коррозии, чем сталь других типов. Чтобы сделать сталь «нержавеющей», производители добавляют хром — обычно от 10% до 12%. Хром действует как барьер защиты самой стали, тем самым защищая ее от влаги, которая в противном случае могла бы вызвать ржавчину. Однако углеродистая сталь не содержит хрома, поэтому при длительном воздействии влаги она может ржаветь.

Напомним, углеродистая сталь — это легированный металл, состоящий из железа и углерода. Однако, в отличие от нержавеющей стали и других видов стали, она характеризуется высоким содержанием углерода, обычно от 2% до 2,5%.

Классификация углеродистых и низколегированных сталей

Американский институт чугуна и стали (AISI) определяет углеродистую сталь следующим образом: Сталь считается углеродистой сталью, если не указано или не требуется минимальное содержание хрома, кобальта, колумбия [ниобия], молибдена, никеля, титана, вольфрама, ванадия или цирконий или любой другой элемент, добавляемый для получения желаемого эффекта легирования; когда указанный минимум для меди не превышает 0.40 процентов; или когда максимальное содержание, указанное для любого из следующих элементов, не превышает указанных процентных значений: марганец 1,65, кремний 0,60, медь 0,60.

Стали

можно классифицировать по множеству различных систем в зависимости от:

  • Состав, например углеродистая, низколегированная или нержавеющая сталь.
  • Методы производства, такие как мартеновские, кислородно-кислородные или электрические печи.
  • Метод чистовой обработки, такой как горячая или холодная прокатка
  • Форма продукта, такая как прутковая плита, лист, полоса, трубы или структурная форма
  • Практика раскисления, такая как сталь с убитым, полузабитым, укупорочным или окаймленным стальным покрытием
  • Микроструктура, такая как ферритная, перлитная и мартенситная
  • Требуемый уровень прочности, как указано в стандартах ASTM
  • Термическая обработка, такая как отжиг, закалка и отпуск, а также термомеханическая обработка
  • Дескрипторы качества, такие как качество поковки и товарное качество.

Углеродистые стали

Американский институт чугуна и стали (AISI) определяет углеродистую сталь следующим образом:

Сталь считается углеродистой сталью, если не указано или не требуется минимальное содержание хрома, кобальта, колумбия [ниобия], молибдена, никеля, титана, вольфрама, ванадия или циркония, или любого другого элемента, добавляемого для получения желаемого легирующего эффекта. ; когда указанный минимум для меди не превышает 0,40 процента; или когда максимальное содержание, указанное для любого из следующих элементов, не превышает указанных процентов: марганец 1.65, кремний 0,60, медь 0,60.

Углеродистая сталь может быть классифицирована в соответствии с различными методами раскисления как сталь с оправой, покрытая оболочкой, полузабитая или раскисленная сталь. Практика раскисления и процесс производства стали будут влиять на свойства стали. Однако изменения содержания углерода имеют наибольшее влияние на механические свойства, при этом увеличение содержания углерода приводит к увеличению твердости и прочности. Таким образом, углеродистые стали обычно классифицируются в соответствии с их содержанием углерода.Вообще говоря, углеродистые стали содержат до 2% легирующих элементов и могут быть подразделены на низкоуглеродистые, среднеуглеродистые, высокоуглеродистые и сверхвысокуглеродистые стали; каждое из этих обозначений обсуждается ниже.

В целом углеродистые стали являются наиболее часто используемыми сталями. Более 85% стали, производимой и поставляемой в США, составляет углеродистая сталь.

Низкоуглеродистая сталь содержит до 0,30% C. Самая большая категория стали этого класса — плоский прокат (лист или полоса), обычно в холоднокатаном и отожженном состоянии.Содержание углерода в этих сталях с высокой формуемостью очень низкое, менее 0,10% C и до 0,4% Mn. Типичное применение — панели кузова автомобилей, жесть и изделия из проволоки.

Для стального проката конструкционных листов и профилей содержание углерода может быть увеличено примерно до 0,30%, при повышенном содержании марганца до 1,5%. Эти материалы могут быть использованы для штамповки, поковок, бесшовных труб и котельной плиты.

Среднеуглеродистые стали аналогичны низкоуглеродистым сталям, за исключением того, что содержание углерода колеблется от 0.От 30 до 0,60% и марганца от 0,60 до 1,65%. Увеличение содержания углерода примерно до 0,5% с сопутствующим увеличением марганца позволяет использовать среднеуглеродистые стали в закаленном и отпущенном состоянии. Использование среднеуглеродистых марганцевых сталей включает валы, оси, шестерни, коленчатые валы, муфты и поковки. Стали с содержанием углерода от 0,40 до 0,60% также используются для изготовления рельсов, железнодорожных колес и осей рельсов.

Высокоуглеродистые стали содержат от 0,60 до 1,00% C с содержанием марганца от 0.От 30 до 0,90%. Высокоуглеродистые стали используются для изготовления пружинных материалов и высокопрочной проволоки.

Сверхвысокоуглеродистая сталь — это экспериментальные сплавы, содержащие от 1,25 до 2,0% C. Эти стали подвергаются термомеханической обработке для получения микроструктур, состоящих из ультратонких равноосных зерен сферических, прерывистых частиц доэвтектоидного карбида.

Стали высокопрочные низколегированные

Высокопрочные низколегированные (HSLA) стали или микролегированные стали предназначены для обеспечения лучших механических свойств и / или большей устойчивости к атмосферной коррозии, чем обычные углеродистые стали в обычном смысле, потому что они предназначены для удовлетворения определенных механических свойств, а не химический состав.

Стали HSLA имеют низкое содержание углерода (0,05–0,25% C) для обеспечения адекватной формуемости и свариваемости, а также содержание марганца в них до 2,0%. Небольшие количества хрома, никеля, молибдена, меди, азота, ванадия, ниобия, титана и циркония используются в различных комбинациях.

Классификация HSLA:

  • Погодостойкая сталь , показывающая превосходную стойкость к атмосферной коррозии
  • Контрольно-прокатные стали , горячекатаные в соответствии с заданным графиком прокатки, разработанные для образования сильно деформированной аустенитной структуры, которая при охлаждении преобразуется в очень мелкую равноосную ферритную структуру
  • Стали с пониженным перлитом , усиленные очень мелкозернистым ферритом и дисперсионным упрочнением, но с низким содержанием углерода и, следовательно, с небольшим содержанием перлита в микроструктуре или без него
  • Микролегированные стали с очень небольшими добавками таких элементов, как ниобий, ванадий и / или титан, для измельчения зерна и / или дисперсионного твердения
  • Сталь с игольчатым ферритом , очень низкоуглеродистая сталь с достаточной способностью к закалке для превращения при охлаждении в очень мелкую высокопрочную структуру игольчатого феррита, а не в обычную структуру многоугольного феррита
  • Двухфазная сталь , обработанная до микроструктуры феррита, содержащей небольшие равномерно распределенные области высокоуглеродистого мартенсита, в результате получается продукт с низким пределом текучести и высокой скоростью деформационного упрочнения, что обеспечивает высокую прочность стали превосходной формуемости.

Различные типы сталей HSLA могут также иметь небольшие добавки кальция, редкоземельных элементов или циркония для контроля формы сульфидных включений.

Стали низколегированные

Низколегированные стали представляют собой категорию черных металлов, которые демонстрируют механические свойства, превосходящие простые углеродистые стали, благодаря добавкам легирующих элементов, таких как никель, хром и молибден. Общее содержание сплава может варьироваться от 2,07% до уровней чуть ниже, чем у нержавеющих сталей, которые содержат минимум 10% Cr .

Для многих низколегированных сталей основной функцией легирующих элементов является повышение прокаливаемости с целью оптимизации механических свойств и ударной вязкости после термообработки. В некоторых случаях, однако, используются легирующие добавки, чтобы уменьшить ухудшение состояния окружающей среды при определенных условиях эксплуатации.

Как и стали в целом, низколегированные стали можно классифицировать по:

  • Химический состав , например никелевые стали, хромоникелевые, молибденовые, хромомолибденовые стали
  • Термическая обработка , такая как закалка и отпуск, нормализация и отпуск, отжиг.

Из-за большого разнообразия возможных химических составов и того факта, что некоторые стали используются в более чем одном термически обработанном состоянии, существует некоторое совпадение между классификациями легированных сталей. В этой статье рассматриваются четыре основные группы легированных сталей: (1) низкоуглеродистые закаленные и отпущенные (QT) стали, (2) среднеуглеродистые сверхвысокопрочные стали, (3) подшипниковые стали и (4) жаропрочные стали. стойкие хромомолибденовые стали.

Низкоуглеродистая закаленная и отпущенная сталь сочетает в себе высокий предел текучести (от 350 до 1035 МПа) и высокую прочность на растяжение с хорошей ударной вязкостью, пластичностью, коррозионной стойкостью или свариваемостью. Различные стали имеют разные комбинации этих характеристик в зависимости от их предполагаемого применения. Однако некоторые стали, такие как HY-80 и HY-100, подпадают под военные спецификации. Перечисленные стали используются в основном в качестве листового металла. Некоторые из этих сталей, а также другие подобные стали производятся в виде поковок или отливок.

Среднеуглеродистые сверхвысокопрочные стали — это конструкционные стали с пределом текучести, который может превышать 1380 МПа. Многие из этих сталей имеют обозначения SAE / AISI или являются патентованными составами.Формы продукции включают заготовку, пруток, пруток, поковки, лист, трубы и сварочную проволоку.

Подшипниковые стали , используемые для шариковых и роликовых подшипников, состоят из низкоуглеродистой (от 0,10 до 0,20% C ) цементированной стали и высокоуглеродистой (-1,0% C) стали с сквозной закалкой. Многие из этих сталей имеют обозначения SAE / AISI.

Хромомолибденовые жаропрочные стали содержат от 0,5 до 9% Cr и от 0,5 до 1.0% Пн . Содержание углерода обычно ниже 0,2%. Хром обеспечивает улучшенную стойкость к окислению и коррозии, а молибден увеличивает прочность при повышенных температурах. Обычно они поставляются в нормализованном и отпущенном, закаленном и отпущенном состоянии или в отожженном состоянии. Хромомолибденовые стали широко используются в нефтяной и газовой промышленности, в ископаемом топливе и на атомных электростанциях.

Как углерода влияет на качество стали свариваемость и твердость

*

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech РеспубликаДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаВосточный ТиморЭквадорЕгипетЭль-СальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) острова Фарерские островаФинляндияФинляндияМр Югославская Республика МакедонияГранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияГелияФранция Южная Территория ceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао То я и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабских EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *