Сталь — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (до 2,14%) и другими элементами. Получают, главным образом, из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. Сплав железа с углеродом, содержащий более 2,14% углерода, называют чугуном.
Классификация сталей и сплавов производится:
- по химическому составу
- по структурному составу
- по качеству (по способу производства и содержанию вредных примесей
- по степени раскисления и характеру затвердевания металла в изложнице
- по назначению
По химическому составу углеродистые стали делят в зависимости от содержания углерода на следующие группы:
- малоуглеродистые — менее 0,3% С;
- среднеуглеродистые — 0,3-0,7% С;
- высокоуглеродистые — более 0,7 %С.
В легированных сталях их классификация по химическому составу определяется суммарным процентом содержания легирующих элементов:
- низколегированные — менее 2,5%;
- среднелегированные — 2,5-10%;
- высоколегированные — более 10%.
Легированные стали и сплавы делятся также на классы по структурному составу:
Фрагмент ВИДЕО УРОКА по Технологии — Сталь и её виды.
- в отожженном состоянии — доэвтектоидный, заэвтектоидный, ледебуритный (карбидный), ферритный, аустенитный;
- в нормализованном состоянии — перлитный, мартенситный и аустенитный.
По качеству, то есть по способу производства и содержанию вредных примесей, стали и сплавы делятся на четыре группы:
| Группа | S, % | P,% |
| Обыкновенного качества (рядовые) | менее 0,06% | менее 0,07 |
| Качественные | менее 0,04% | менее 0,035 |
| Высококачественные | менее 0,025% | менее 0,025 |
| Особовысококачественные | менее 0,015% | менее 0,025 |
Стали обыкновенного качества
Стали обыкновенного качества (рядовые) по химическому составу -углеродистые стали, содержащие до 0,6% С. Эти стали выплавляются в конвертерах с применением кислорода или в больших мартеновских печах. Примером данных сталей могут служить стали СтО, СтЗсп, Стбкп.
Стали обыкновенного качества, являясь наиболее дешевыми, уступают по механическим свойствам сталям других классов.
Стали качественные
Cтепень раскисления и характер затвердевания металла в изложнице
По назначению стали и сплавы классифицируются на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими и химическими свойствами.
Конструкционные стали
Конструкционные стали принято делить на строительные, для холодной штамповки, цементируемые, улучшаемые, высокопрочные, рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые, автоматные, коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие стали.
Какую сталь выбрать для ножа — новый рейтинг сталей 2020
Строительные стали
К строительным сталям относятся углеродистые стали обыкновенного качества, а также низколегированные стали. Основное требование к строительным сталям — их хорошая свариваемость. Например: С255, С345Т, С390К, С440Д.
Стали для холодной штамповки
Для холодной штамповки применяют листовой прокат из низкоуглеродистых качественных марок стали 08Ю, 08пс и 08кп.
Цементируемые стали
Цементируемые стали применяют для изготовления деталей, работающих в условиях поверхностного износа и испытывающих при этом динамические нагрузки. К цементируемым относятся малоуглеродистые стали, содержащие 0,1-0,3% углерода (такие, как 15, 20, 25), а также некоторые легированные стали (15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХН 12ХНЗА, 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ЗОХГТ, 20ХГР).
Улучшаемые стали
К улучшаемым сталям относят стали, которые подвергают улучшению — термообработке, заключающейся в закалке и высоком отпуске. К ним относятся среднеуглеродистые стали (35, 40, 45, 50), хромистые стали (40Х, 45Х, 50Х), хромистые стали с бором (ЗОХРА, 40ХР), хромоникелевые, хромокремниемарганцевые, хромоникельмолибденовые стали.
Высокопрочные стали
Высокопрочные стали — это стали, у которых подбором химического состава и термической обработкой достигается предел прочности примерно вдвое больший, чем у обычных конструкционных сталей. Такой уровень прочности можно получить в среднеуглеродистых легированных сталях — таких, как 30ХГСН2А, 40ХН2МА, ЗОХГСА, 38ХНЗМА, 03Н18К9М5Т, 04Х11Н9М2Д2ТЮ.
Пружинные стали
Пружинные (рессорно-пружинные) стали сохраняют в течение длительного времени упругие свойства, поскольку имеют высокий предел упругости, высокое сопротивление разрушению и усталости. К пружинным относятся углеродистые стали (65, 70) и стали, легированные элементами, которые повышают предел упругости — кремнием, марганцем, хромом, вольфрамом, ванадием, бором (60С2, 50ХГС, 60С2ХФА, 55ХГР).
Автоматные стали
Автоматные стали используют для изготовления неответственных деталей массового производства (винты, болты, гайки и др.), обрабатываемых на станках-автоматах. Эффективным металлургическим приемом повышения обрабатываемости резанием является введение в сталь серы, селена, теллура, а также свинца, что способствует образованию короткой и ломкой стружки, а также уменьшает трение между резцом и стружкой. Недостаток автоматных сталей — пониженная пластичность. К автоматным сталям относятся такие стали, как А12, А20, АЗО, А40Г, АС11, АС40, АЦ45Г2, АСЦЗОХМ, АС20ХГНМ.
Износостойкие стали
Износостойкие стали применяют для деталей, работающих в условиях абразивного трения, высокого давления и ударов (крестовины железнодорожных путей, траки гусеничных машин, щеки дробилок, черпаки землеройных машин, ковши экскаваторов и др.). Пример износостойкой стали — высокомарганцовистая сталь 110Г13Л.
Инструментальные стали
Инструментальные стали по назначению делят на стали для режущих, измерительных инструментов, штамповые стали.
— Стали для измерительных инструментов
Инструментальные стали для измерительных инструментов (плиток, калибров, шаблонов) помимо твердости и износостойкости должны сохранять постоянство размеров и хорошо шлифоваться. Обычно применяют стали У8. У12, X, 12X1, ХВГ, Х12Ф1. Измерительные скобы, шкалы, линейки и другие плоские и длинные инструменты изготовляют из листовых сталей 15, 15Х. Для получения рабочей поверхности с высокой твердостью и износостойкостью инструменты подвергают цементации и закалке.
Штамповые стали
Штамповые стали обладают высокой твердостью и износостойкостью, прокаливаемостью и теплостойкостью.
— Стали для штампов холодного деформирования
Эти стали должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью, также должны быть теплостойкими. Например Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ, 6Х5ВЗМФС, 7ХГ2ВМ. Во многих случаях для изготовления штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали.
— Стали для штампов горячего деформирования
Эти стали должны иметь высокие механические свойства (прочность и вязкость) при повышенных температурах и обладать износостойкостью, окалиностойкостью, разгаростойкостью и высокой теплопроводностью. Примером таких сталей могут служить стали 5ХНМ, 5ХНВ, 4ХЗВМФ, 4Х5В2ФС, ЗХ2В8Ф, 4Х2В5МФ.
— Валковые стали
Данные стали применяют для рабочих, опорных и прочих валков прокатных станов, бандажей составных опорных валков, ножей для холодной резки металла, обрезных матриц и пуансонов. К валковым сталям относят такие стали, как 9X1, 55Х, 60ХН, 7Х2СМФ.
Источник: neva-stal.ru
Общая классификация сталей
Классификация сталей и сплавов производится по химическому составу, по качеству (по способу производства и содержанию вредных примесей), по степени раскисления и характеру затвердевания .металла в изложнице, а также по назначению.
По химическому составу углеродистые стали различают в зависимости от содержания углерода на следующие группы:
• малоуглеродистые — менее 0,3% С;
• среднеуглеродистые — 0,3. 0,7% С;
• высокоуглеродистые — более 0,7 %С.
В легированных сталях их классификация по химическому составу определяется суммарным процентом содержания легирующих элементов:
• низколегированные — менее 2,5%;
• среднелегированные — 2,5. 10%;
• высоколегированные — более 10%.
Легированные стали и сплавы делятся также на классы по структурному составу:
в отожженном состоянии — доэвтектоидный, заэвтектоидный, ледвбуритный (карбидный), ферритный, аустенитный;
По качеству, то есть по условиям производства (способу производства и содержанию вредных примесей), стали и сплавы делятся на следующие группы:
• обыкновенного качества (рядовые) менее 0,06 менее 0,07;
• качественные менее 0,04 менее 0,035;
• высококачественные менее 0,025 менее 0,025;
• особо высококачественные менее 0,015 менее 0,025.
Стали обыкновенного качества по химическому составу — углеродистые стали, содержащие до 0,6% С. Эти стали выплавляются в конвертерах с применением кислорода или в больших мартеновских печах.
Стали обыкновенного качества, являясь наиболее дешевыми, уступают по механическим свойствам сталям других классов, так как отличаются повышенными ликвацией (химической и структурной неоднородностью) и количеством неметаллических включений.
Стали качественные по химическому составу бывают углеродистые или легированные. Они также выплавляются в конвертерах или в основных мартеновских печах, но с соблюдением более строгих требований к составу шихты, процессам плавки и разливки.
Стали высококачественные выплавляются преимущественно в электропечах, а особо высококачественные — в электропечах с электрошлаковым переплавом (ЭШП) или другими совершенными методами, что гарантирует повышенную чистоту по неметаллическим включениям и содержанию газов, а следовательно, улучшение механических свойств.
По назначению стали и сплавы классифицируются на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими и химическими свойствами.
Источник: studopedia.ru
Классификация углеродистых сталей
Углеродистая сталь – это металлический сплав, состоящий из железа и углерода. В углеродистых сортах стали минимум дополнительных компонентов. Такие сплавы обладают хорошей пластичностью, сохраняют прочность при нагреве до 400С, могут обрабатываться как холодным, так и горячим методом. Существует общепринятая классификация и маркировка углеродистых сталей, позволяющая определить свойства металла и область его применения.
Что относится к углеродистой стали
- кремний до 1%;
- марганец до 1%;
- сера до 0,05%;
- фосфор до 0,06%.
Технология производства
Для производства углеродистой стали используют металлический и чугунный лом, в производстве могут применяться следующие технологии:
- мартеновские установки;
- конверторные плавильные печи;
- электрические плавильные печи.
Выплавка в мартеновской установке позволяют получать углеродистые стали различного вида. Сырье загружают в плавильные камеры, под воздействием высоких температур происходит плавление.
В конверторных печах при плавлении сырья производится дополнительная обработка техническим кислородом. Для перевода примесей в шлак используют обожженную известь.
В электрических плавильных печах сталь не подвергается окислительному воздействию, что позволяет уменьшить количество водорода в готовом сплаве, следовательно, увеличить чистоту стали.
Классификация по количеству углерода
Классификация углеродистых сталей по количеству углерода зависит от процентного соотношения в сплаве С:
- низкоуглеродистая сталь (до 0,25% углерода);
- среднеуглеродиста (от 0,2 до 0,6% углерода);
- высокоуглеродистая (от 0,6 до 2% углерода).
От процентного соотношения углерода в сплаве зависят такие качества металла, как устойчивость к деформации, устойчивость к высоким нагрузкам, прочность, пластичность и т. д.
Классификация по качеству
Классификация углеродистых сталей по качеству определяет наличие в составе примесей серы и фосфора. Эти химические элементы придают сплавам краноломкость (сера) и хладноломкость (фосфор). Выделяют следующие категории качества:
Классификация по назначению
Классификация углеродистых сталей по назначению определяет область применения сплавов. Инструментальные сплавы обладают повышенной прочностью, устойчивостью к механическим нагрузкам, устойчивостью к коррозии. Такой материал используют для изготовления инструментов, в том числе, ударных и режущих.
Область применения конструкционной стали достаточно обширна. Из металла изготавливают различные детали и элементы, в том числе, строительные металлоконструкции, элементы железнодорожных вагонов и т.д.
Классификация по способу раскисления
Важной характеристикой углеродистой стали является способ раскисления. Выделяют три вида стали: спокойные, полуспокойные кипящие. При равном процентном отношении углерода металлические сплавы будут иметь равные характеристики прочности и различные параметры пластичности.
Раскисление кипящих сталей производится при помощи марганца. Такой металл отличается неоднородностью слитка. Кипящие стали можно использовать для холодной ковки, изделия из сплавов плохо переносят пониженные температуры и не рекомендуются для использования в холодном климате.
При изготовлении полуспокойных сталей раскисление производится марганцем и алюминием. Полуспокойные стали отличает однородность слитка и стабильность характеристик. Спокойные стали раскисляются алюминием, марганцем и кремнием. Для этого вида металла характерна однородная структура, прочность, устойчивость к динамическим нагрузкам.
Маркировка углеродистой стали
Классификацию и применение углеродистой стали отображают в маркировке. Согласно принятым стандартам, применяют следующие обозначения:
Для высококачественной стали также применяют маркировку, показывающую область применения сплава. Из буквенных обозначений также узнают количество примесей:
- В — вольфрам;
- Н – никель;
- К — кобальт;
- Г — марганец и т.д.
Для маркировки стального проката применяют цветовое обозначение, это позволяет не путать сорта металлопроката при транспортировке и хранении. Принято использовать следующие обозначения:
- Красный – высокопрочные стали;
- Желтый – конструкционные стали;
- Синий – нержавеющие стали;
- Зеленый — сталь универсального применения.
Где применяют углеродистую сталь
Углеродистая сталь имеет широкую сферу применения. В зависимости от квалификационных характеристик материал используют для изготовления инструментов, элементов трубопровода, металлопроката. Сталь высокого качества могут использовать для изготовления деталей производственного оборудования, элементов для высокоточных приборов и т.д.
Источник: m-investspb.ru
Классификация стали
Определение: Сталь это сплав железа с углеродом (до 2 % С).
По химическому составу сталь разделяют на: углеродистую и легированную.
По качеству на: сталь обыкновенного качества, сталь качественную, сталь повышенного качества и высококачественную.
Сталь углеродистую обыкновенного качества подразделяют на три группы:
- А — поставляемую по механическим свойствам и применяемую в основном тогда, когда изделия из нее подвергают горячей обработке (сварка, ковка и др.), которая может изменить регламентируемые механические свойства (Ст0, Ст1 и др.);
- Б — поставляемую по химическому составу и применяемую для деталей, подвергаемых такой обработке, при которой механические свойства меняются, а уровень их кроме условий обработки определяется химическим составом (БСт0, БСт1 и др.);
- В — поставляемую по механическим свойствам и химическому составу для деталей, подвергаемых сварке (ВСт1, ВСт2 и др.).
Сталь углеродистую обыкновенного качества изготовляют следующих марок:
Ст0,
Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп,
Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп,
СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп,
Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп,
Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс,
Стбпс, Стбсп.
При обозначении буквы Ст обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы «кп», «пс», «сп» — степень раскисления («кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная).
Углеродистая качественная конструкционная сталь по видам обработки при поставке делится на: горячекатаную, кованую, калиброванную, круглую со специальной отделкой поверхности — серебрянку.
По требованиям к испытанию механических свойств сталь подразделяют на следующие категории:
- Категория 1 — Без испытания механических свойств на растяжение и ударную вязкость. Горячекатаная, кованая, калиброванная, серебрянка.
- Категория 2 — С испытанием механических свойств на растяжение и ударную вязкость на образцах, изготовленных из нормализованных заготовок размером 25 мм (диаметр или сторона квадрата). Горячекатаная, кованая, калиброванная, серебрянка.
- Категория 3 — С испытанием механических свойств на растяжение на образцах, изготовленных из нормализованных заготовок указанного в заказе размера, но не более 100 мм. Горячекатаная, кованая, калиброванная.
- Категория 4 — С испытанием механических свойств на растяжение и ударную вязкость на образцах, изготовленных из термически обработанных (закалка + отпуск) заготовок указанного в заказе размера, но не более 100 мм. Горячекатаная, кованая, калиброванная.
- Категория 5 — С испытанием механических свойств на растяжение на образцах, изготовленных из сталей в нагартованном или термически обработанном состоянии (отожженной или высокоотпущенной). Калиброванная.
Легированную сталь по степени легирования разделяют: низколегированная (легирующих элементов до 2,5%), среднелегированная (от 2,5 до 10%), высоколегированная (от 10 до 50%).
В зависимости от основных легирующих элементов различают сталь 14-и групп.
К высоколегированным сталям относят:
- коррозионно-стойкие (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 гр. 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.
Электротехническую тонколистовую сталь разделяют:
а.по структурному состоянию и виду прокатки на классы:
- горячекатаная изотропная;
- холоднокатаная изотропная;
- холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой;
b. по содержанию кремния:
- 0 — до 0,4 %;
- 1 — св. 0,4 до 0,8 %;
- 2 — св. 0,8 до 1,8 %;
- 3 — св. 1,8 до 2,8 %;
- 4 — св. 2,8 до 3,8 %;
- 5 — св. 3,8 до 4,8 %;
химический состав стали не нормируется;
c. по основной нормируемой характеристике на группы:
- 0 — удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц (P1,7/50);
- 1 — удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 Гц (P1,5/50);
- 2 — удельные потери при магнитной индукции 1,0 Тл и частоте 400 Гц (P1,0/400);
- 6 — магнитная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля 0,4 А/м (В 0, 4);
- 7 — магнитная индукция в средних магнитных полях при напряженности поля 10 А/м (В10).
Сталь легированную конструкционную в зависимости от химического состава и свойств делят на качественную, высококачественную А и особо высококачественную Ш (электрошлакового переплава).
По видам обработки при поставке сталь разделяют на горячекатаную, кованую, калиброванную и под серебрянку.
По назначению изготовляют следующий прокат: для горячей обработки давлением и холодного волочения (подкат) и для холодной механической обработки.
Источник: stalinvest.ru