Содержание
Сталь. Виды и марки стали. Их применение.
Сталь – это сплав железа и углерода с другими элементами, содержание углерода в нём не более 2,14%.
Наиболее общая характеристика – по химическому составу сталь различают:
углеродистую сталь (Fe – железо, C – углерод, Mn – марганец, Si — кремний, S – сера, P – фосфор). По содержанию углерода делится на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую. Углеродистая сталь предназначена для статически нагруженного инструмента.
легированную сталь – добавляются легирующие элементы: азот, бор, алюминий, углерод, фосфор, кобальт, кремний, ванадий, медь, молибден, марганец, титан, цирконий, хром, вольфрам, никель, ниобий.
По способу производства и содержанию примесей сталь различается:
сталь обыкновенного качества ( углерода менее 0,6%) – соответствует ГОСТ 14637, ГОСТ 380-94. Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5,Ст6. Буквы «Ст» обозначают сталь обыкновенного качества, цифры указывают на номер маркировки в зависимости от механических свойств. Является наиболее дешёвой сталью, но уступает по другим качествам.
качественная сталь ( углеродистая или легированная ) – ГОСТ 1577, содержание углерода обозначается в сотых долях % – 08, 10, 25, 40, дополнительно может указываться степень раскисления и характер затвердевания. Качественная углеродистая сталь обладает высокой пластичностью и повышенной свариваемостью.
Низкоуглеродистые качественные конструкционные стали характеризуются невысокой прочностью и высокой пластичностью. Из листового проката стали 08, 10, 08кп изготавливают детали для холодной штамповки. Из сталей 15, 20 делают болты, винты, гайки, оси, крюки,шпильки и другие детали неответственного назначения.
Среднеуглеродистые качественные стали (ст 30, 35, 40, 45, 50, 55) используют после нормализации и поверхностной закалки для изготовления таких деталей, которые обладают высокой прочностью и вязкостью сердцевины (оси, винты, втулки и т. д.)
Стали 60 — стали 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью, упругими свойствами. Из них изготавливают крановые колёса, прокатные валки, клапаны компрессоров, пружины, рессоры и т.д.
высококачественная — сложный химический состав с пониженным содержанием фосфора и серы — по ГОСТу 19281.
Также сталь делится по применению :
а) строительная сталь — углеродистая обыкновенного качества. Обладает отличной свариваемостью. Цифра обозначает условный номер состава стали по ГОСТу. Чем больше условный номер, тем больше содержание углерода, тем выше прочность стали и ниже пластичность.
Ст0-3 — для вторичных элементов конструкций и неответственных деталей (настилы, перила, подкладка,шайбы)
Ст3 используют для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, которые работают при положительных температурах. ГОСТ 380-88.
Стандартом качества предусмотрена сталь с повышенным количеством марганца (Ст3Гсп/пс, ст5Гсп/пс).
б) конструкционная сталь — ГОСТ 1050
Углеродистые качественные конструкционные стали используются в машиностроении, для сварных, болтовых конструкций, для кровельных работ, для изготовления рельсов, железнодорожных колёс, валов, шестерен и других деталей грузоподъёмников.Ц ифры в маркировке означают содержание углерода в десятых долях процента.
Ст20 — малонагруженные детали, такие как валики, копиры, упоры,
Ст35 — испытывающие небольшие напряжения (оси, тяги, рычаги, диски, траверсы, валы),
Ст45 (ст40Х) — требующие повышенной прочности (валы, муфты, оси, зубчатые рейки)
Конструкционные легированные стали используют для гусениц тракторов, изготовления пружин, рессор, осей, валов, автомобильных деталей, деталей турбин и др.
в) инструментальная сталь — применяется для режущего инструмента, быстрорежущая сталь для холодного и горячего деформирования материла, для измерительных инструментов, на производство молотков, долот, стамесок, резцов, свёрлов, напильников, бритв, рашпилей.
У7, У8А (цифра- десятые доли процента по содержанию углерода). Углеродистые стали выпускают качественными и высококачественными. Буква «А» означает высококачественную углеродистую инструментальную сталь.
г) легированная сталь — универсальная сталь, содержащая специальную примесь. Содержание кремния более 0,5%, марганца более 1%. ГОСТ 19281-89. Если содержание легирующего элемента превышает 1 – 1,5%, то оно указывается цифрой после соответствующей буквы.
низколегированная сталь — где легирующих элементов до 2,5% (09Г2С, 10ХСНД, 18ХГТ). Низколегированную сталь можно использовать в условиях крайнего севера, от -70 град С. Низколегированную сталь отличает большая прочность за счёт более высокого предела текучести,что важно для ответственных конструкций.
среднелегированная (2,5 -10%),
высоколегированная (от 10 до 50%)
Сталь 09Г2С применяется для паровых котлов, аппаратов и ёмкостей, работающих под давлением и температурой от минус 70, до плюс 450град; её используют для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении.
Сталь 10ХСНД используют для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в сдостроении, вагоностроении.
18ХГТ применяют для деталей, работающих на больших скоростях при высоком давлении и ударных нагрузках.
д) сталь особого назначения — сталь с особыми физическими свойствами. Она применяется в электротехничсеской промышленности и точном судостроении.
На свариваемость стали влияет степень её раскисления. По степени раскисления сталь классифицируется:
спокойная сталь (ст3сп) — полностью раскисляется с минимальным содержанием шлаком и неметаллических примесей,
полуспокойная сталь (ст3пс) — по характеристикам качества схожа со спокойной сталью,
кипящая сталь (08кп) — неокисленная сталь с высоким содержанием неметаллических примесей. ГОСТ 1577.
В зависимости от нормируемых характеристик , сталь подразделяют на категории: 1, 2, 3, 4, 5. Категории обозначают химический состав, механические свойства при растяжении, ударную вязкость)
Например, категория 1 — химический состав не нормируемый, категория 3 — нормируется ударная вязкость при температуре +20. Для марки ст0 не нормируется ни химический состав, ни предел текучести.
Марка стали С245 – Ст3пс5
Марка стали С255 — Ст3сп5
Марка стали С235 — Ст3кп2
Марка стали С345 – 09Г2С
 |
 |
© 2001-2019 АО Металлоторг, Все права защищены
металлопрокат, катанка, оцинковка, листы хк, гк, листы оцинкованные холоднокатаные, профильные трубы
Металлоторг – продажа металлопроката
Для всех видов деятельности как-либо связанных с использованием стали важно различать их марки, назначение и другие свойства указанные в индексе. Цифровые и буквенные обозначения позволяют быстро и без дополнительных уточнений разобраться в свойствах, характеристиках и предназначении различных типов металла. В этой статье изложен основополагающий принцип классификации и легкий способ чтения маркировок наиболее распространённых на практике сталей.
Сталь – это сплав железа с углеродом, доля его в металле не может превышать 2.14%. По объёму углерода различают стали с малым (0.25%), средним (до 0.6%) и высоким (свыше 0.6%) его количеством т. к. он существенно влияет на характеристики сплава, увеличивая твёрдость, но снижая прочностные характеристики.
Кроме этого, стали классифицируются:
- Углеродистые сплавы по ГОСТ 380-71, а также ГОСТ 1050-75;
- Легированные различными металлами по требованиям ГОСТ 4543-71, 5632-72 и 14959-79.
Легирование металла различными элементами позволяет придавать ему улучшенные эксплутационные свойства, например, устойчивость к трению (подшипники), электромагнитности , коррозии и т. п. Легированные марки стали, как и углеродистые разделяются на мало (2.5%), средне (2.5-10%) и высоколегированные (больше 10%).
Марки стали подлежат по государственным стандартам обязательной маркировке. В мире насчитывается несколько систем маркировки, например, принятая в США и большинстве стран запада, здесь будет рассмотрена Российская (СССР) система, как наиболее актуальная для РФ и ближнего зарубежья.
Виды сталей
Кроме содержания углерода и легирующих элементов металлов стали разделяются по присущим им качествам и соответственно сфере использования:
- Инструментальные стали служат в производстве разнообразных инструментов в т. ч. металлообрабатывающих.
- Конструкционные употребляются в изготовлении механизмов и деталей для машиностроительной промышленности и строительных конструкций.
- Прецизионные имеют особенные магнитные и другие физические характеристики.
Кроме этого, марки сталей различают по химическим и механическим качествам: жаропрочные, нержавеющие, электротехнические, пищевые и т. д. Причём каждая из них, как правило, подразделяется на несколько типов, а также имеет различные способы обработки, назначение и массовую долю составных частей с соответствующим обозначением этого в маркировке.
Качество сталей
Различные марки сплавов содержат посторонние примеси, которые снижают эксплуатационные качества металла. Главным образом это примеси фосфора и серы, а также кислорода в несвязанном виде и азота.
- Фосфор – хладноломкость и снижение пластичности;
- Сера – трещиноватость при сильном нагреве.
Соответственно массовой доле этих нежелательных примесей (S, F) введены степени качества марок:
- Обыкновенная сталь с существенным количеством примесей 0.06–0.07% серы и фосфора;
- Качественный сплав – максимум 0.035%;
- Высококачественная сталь большой степени очистки от нежелательных включений – 0,025%;
- Особо высококачественная – S – 0,015%, F – 0,02%.
Марку с обыкновенным качеством принято подразделять так:
- Маркировка А – с наибольшим количеством примесей;
- Б – со сбалансированной рецептурой;
- В – с гарантированным составом.
С учётом различных физических параметров каждая группа может подразделяться ещё на три группы.
Для выделения кислорода проводят операции раскисления металла в плавильной печи. Соответственно уровню его извлечения из сталей, марке сплава присваивается тип и указатель:
- Спокойные – «СП»;
- Полуспокойные – «ПС»;
- Кипящие марки – «КП».
Расшифровка маркировок без справочника
Стандарты обозначения для различных сталей приняты на государственном уровне во времена СССР и действуют во многих странах постсоветского пространства до сих пор, они учитывают принятые в основном тогда же ГОСТы и сорта металла, индексы обозначения сплавов. Всего используется около полутора тысяч марок сталей с присвоенными им значениями. Марки металла обычно имеют определённый набор символов (иногда только цифр), которые помечают содержание в нём углерода, легирующих добавок и способ дополнительной обработки, такой как закаливание.
Для легированной стали установлена маркировка кириллицей основных элементов в её составе. Как можно заметить, они не всегда совпадают с русскоязычным названием элемента и это необходимо учесть, чтобы не допускать ошибок.
Индексы следующих элементов совпадают с первой буквой названия: азот, никель, хром, титан, кобальт, вольфрам, цирконий.
Буква «Ч» означает присутствие в рецептуре сплава редкоземельных металлов, придающих ему особые свойства. На практике марку с таким индексом можно встретить крайне редко.
Важно. Нужно учесть также совпадения в знаках типов стали и других параметров. Например, буква «А» одновременно обозначает: качество, автоматную сталь или присутствие азота. Но для них предусмотрено своё место в маркировке: для качества – последняя буква, в начале – автоматная сталь, после обозначения содержания углерода – присутствие азота.
В сложных случаях и для уточнения деталей обращаются к профессиональному справочнику "Марочник сталей и сплавов". Четвёртое издание с наиболее полным списком марок вышло в 2014 г.
Обозначения по типам
Конструкционная сталь обыкновенного качества и не содержащяя легирующих элементов по требованиям ГОСТ 380-94 обозначается буквами «Ст» и зависимо от состава цифрами от 0 до 6. Металл более высокого качества получает меньший номер. Буквой «Г» отмечается высокая доля Mn в металле. Перед собственно маркой указывается группа металла.
Чем больше наличие углерода в металле и прочность стали, тем больше указанная цифра. Для указания подкатегории стали к знаку марки прибавляется номер в конце определённой категории, первая из них, как правило, не указана После указания вида и номера марки прописана степень раскисления. Например, Ст1кп2 означает:
- Ст – углеродистая обычного качества
- Марки – первой
- кп – кипящая
- 2 – вторая категория
Иногда маркировка бывает более длинной, например, химически стойкая легированная сталь 12Х18Н10Т. Расшифровка:
- 12 в начале обозначает содержание углерода – 0.12%. При отсутствии цифр подразумевается, что углерода больше 1%.
- Х18 – значит, что хрома в сплаве 18%
- Н10 – 10% никеля
- Т – это титан, отсутствие цифрового индекса означает массовую долю меньше 1%
Маркировка легированных сталей
Также для легированных сталей существуют дополнительные индексы для указания свойств и назначения:
- Ш – шарикоподшипниковая сталь
- Р – инструментальная быстрорежущая
- А – специальная автоматная
- Э – особо чистая от примесей (почти чистое железо), электротехническая
Обычная нелегированная сталь, такая как Ст3кп или Ст3св кроме названия (Ст) имеет указание на процент углерода «3” – 0.3%, «кп» – кипящая. Если последнее обозначение отсутствует – это означает раскисление обычного типа. Присутствующее иногда «св» указывает на хорошую свариваемость без предварительного разогрева.
Конструкционные обычные нелегированные стали типа 09Г2С расшифровываются так:
- 0.09% – доля углерода
- Легирующие элементы (Марганец, Кремний и др. – около 2%
Качественные стали типа 22К снабжены отметкой «К» качественная.
Марку литейной конструкционной стали для деталей и строительных конструкций дополнительно выделяют литерой «Л» после всех иных обозначений – 35ХМЛ.
Инструментальная нелегированная сталь типа У10ГА имеет индекс «У», следующая цифра отмечает массу углерода в сплаве, «Г» – присутствие марганца, «А» означает качество.
Электротехническая нелегированная сталь маркируется особо, одними цифрами – 10880 и т. д. Первая цифра обозначает технологию:
- 1 – горячекатанная
- 2 – калиброванная
Далее следует величина коэффициента старения: 0 или 1. Последующая цифра это характеристики нормировки, а другие означают его величину.
Строительные стали отмечаются литерой «С» (С390К, С375К), а за ней величина предельного значения текучести металла. Кроме этого существуют обозначения «Т» и «К» такого вида: С390К и С345Т, они значат соответственно особую стойкость к факторам коррозии и термоупрочненный прокат.
Быстрорежущая инструментальная сталь маркируется знаком «Р» – Р6М5Ф3. Остальные знаки в ряду маркировки выражают присутствие углерода в процентах и добавок. Стали быстрорежущие обязательно маркируются знаком Р, после него проставляется относительное содержание W в %. Например, маркировка стали Р6М5Ф3 расшифровывается так: по назначению она быстрорежущая (Р), включает 6% W, 5% Mo и 3% V (Ф).
Для быстрого и безошибочного чтения маркировок сталей существуют специальные таблицы, но не всегда они могут быть под рукой. Принципы определения марки, изложенные выше, помогут даже непрофессионалу определить базовые качества сталей и их назначение, чтобы подобрать необходимый металл. Это важно не только для определения свойств нужного материала, но и расчёта затрат. Если не требуется каких-то особых характеристик, то можно выбрать стали без содержания дорогостоящих элементов, которые в основном влияют на цену металла.
Конечно, в редких случаях встречаются нестандартные или требующие уточнения индексы и тогда не обойтись без таблиц и справочников. В данном материале приведены все самые распространённые обозначения маркировок. Разобравшись с ними будет легко ориентироваться в свойствах стали только по её техническому обозначению.
Классификация стали по основным признакам. Применение различных марок сталей.
Сталь. Определение.
Все мы привыкли считать, что есть чугун и есть сталь. Однако, если ознакомиться с технологическим процессом производства стали, то мы поймём, что сталь является продуктом переработки чугуна. Общепринятое определение – сталь является сплавом железа и углерода с содержанием последнего в пределах 0,1 – 2,14%. Причём, чем меньше доля углерода, тем лучше свариваемость стали и хуже восприимчивость к термообработке
Условия применения стали предъявляют самые разнообразные требования к её физико-химическим свойствам. В связи с этим в состав сплава могут вводиться различные лигатуры, уменьшая долю железа. Поэтому существует уточнённое определение стали – это сплав железа и углерода, но при этом массовая доля железа должна составлять не менее 45%.
Наличие в сплаве железа, углерода и легирующих элементов в тех или иных долях определяет принадлежность стали к какому-либо классу.
Классификация стали.
Несмотря на существование множества современных высокотехнологичных материалов, сталь остаётся одним из самых широко применяемых материалов. Относится это и к производству приводных механизмов. Каким бы ни был редуктор, в нём обязательно присутствуют стальные детали. Справедливо это утверждение и по отношению к приводным цепям.
Итак, рассмотрим основные варианты классификации стали.
По назначению.
По своему назначению сталь подразделяется на следующие категории – строительная, машиностроительная и инструментальная.
Строительная сталь.
Основным требованием, предъявляемым к строительной стали, является хорошая свариваемость. Это возможно при содержании углерода до 0,25%. Справедливым будет утверждение, что к строительным относятся низкоуглеродистые стали. Типовые марки – Ст1, Ст2 и Ст3.
Применение строительной стали.
Химический состав строительной стали определяет её применение в различных строительных конструкциях или оборудовании при необходимости соединения сборочных единиц путём проведения сварочных работ. Некоторые модели цилиндрических редукторов компонуются в корпусах из строительной стали.
Машиностроительная сталь.
К машиностроительным сталям относится сплав железа и углерода с содержанием последнего в пределах от 0,3 до 0,7%. Данный тип имеет худшую, по сравнению со строительной сталью, свариваемость, но при этом лучше воспринимает процесс закалки и отпуска. Типовые марки – Сталь 40Х или Сталь 45.
Применение машиностроительной стали.
Среднеуглеродистые машиностроительные стали применяются при производстве самого широкого спектра деталей в общем машиностроении. Как правило, производственный процесс подразумевает наличие термических или химико-термических операций. Пример продукции, представленной в каталоге, – запасные части редукторов и звенья приводных роликовых цепей.
Инструментальная сталь.
Название инструментальной стали говорит за себя. Основным требованием, предъявляемым к любому стальному инструменту, является твёрдость. Эта характеристика достигается путём достижения доли содержания углерода в сплаве свыше 0,7%. Наиболее распространённые марки – от У7 до У13.
Применение инструментальной стали.
Помимо своего прямого назначения, инструментальная сталь применяется при производстве различных пружин. В частности, плоские пружины используются при сборке электродвигателей и соединительных замков цепей.
По содержанию углерода.
Показатель процентного содержания углерода в химическом составе стали определяет её отношение к одной из трёх групп:
- низкоуглеродистые – содержание углерода менее 0,25%;
- среднеуглеродистые – углерода содержится от 0,3 до 0,7%;
- высокоуглеродистые – доля углерода превышает 0,7%.
Низкоуглеродистые стали.
Низкоуглеродистая сталь может иметь множество различных обозначений. Всё зависит от массовой доли углерода и наличия в сплаве дополнительных химических элементов. Пример – Ст 08пс, Сталь 10 или 25ХГЛ. Общее в обозначении – первое число не более 25. Самый характерный признак данной категории – прекрасная свариваемость
Применение низкоуглеродистой стали в редукторах.
Из низкоуглеродистых сталей производятся различные штампованные элементы корпусов редукторов – различные смотровые люки и крышки. Сталь с содержанием углерода 0,2-0,25% применяется при изготовлении зубчатых колёс мотор-редукторов типа МЦ2С и цилиндрических редукторов типа Ц2У. Для повышения прочностных характеристик шестерни после механической обработки подвергаются цементации.
Среднеуглеродистая сталь.
Среднеуглеродистые стали имеют в своей маркировке начальные числа от 30 до 50, что означает сотые доли процента содержания углерода. Свариваемость плохая – всем знакома ситуация, когда шов трескается. Пример марок среднеуглеродистых сталей – Сталь 40Х, Сталь 45 или 50Г2.
Применение среднеуглеродистой стали.
До недавних пор среднеуглеродистые стали являлись основным материалом для изготовления валов-шестерен и колёс зубчатых редукторов. Например, так производились редукторы типа РМ или РЦД. В настоящее время из данной категории металла изготавливают различные валы и муфты, работающие под нагрузкой или при повышенной вибрации.
Высокоуглеродистые стали.
В высокоуглеродистых сталях фактическое содержание углерода превышает 0,55%. Чем выше в стали содержится углерода, тем больше её физические свойства приближаются к чугуну. Это же можно сказать и относительно прочности. Пример марок – У7А, У9А или У13А. Производство высокоуглеродистых сталей принято считать более затратным.
Применение высокоуглеродистых сталей.
Напрямую высокоуглеродистая сталь в редукторах применяется в ничтожных количествах, только в виде каких либо пружин. Но косвенное использование является повсеместных – стальные шарики дробемётных установок, метчики, напильники и т.д. Именно повышенная прочность стали с высоким содержанием углерода вносит определённые ограничение на применение изделий из этого материала.
