Марки вуглецевої сталі. Класифікація, ГОСТ, застосування

Сталь - продукт чорної металургії, головний конструкційний матеріал. З нього виробляють будівельну арматуру, металопрокат різного профілю, труби, деталі, механізми і інструменти.

Виробництво сталі

Чорна металургія займається виробництвом чавуну і сталі. Чавун - твердий, але не міцний матеріал. Сталь - міцний, надійний, пластичний, схильний до легування метал, який використовується в ливарному виробництві, прокатці, куванні і штампуванні.

Існує кілька способів виплавки стали:

  1. Конверторний. Устаткування: кисневий конвертор. Шихта (вихідні матеріали): білий чавун, сталевий брухт, вапняк. Виробляються тільки вуглецеві стали.
  2. Мартенівський. Устаткування: мартенівська піч. Шихта: рідкий чавун, сталевий брухт, залізна руда. Універсальний як для вуглецевих, так і для легованих сталей.
  3. Електродугової. Устаткування: електродугове піч. Шихта: сталевий брухт, чавун, кокс, вапняк. Універсальний метод.
  4. Індукційний. Устаткування: індукційна піч. Шихта: сталевий і чавунний металобрухт, феросплави.

марки вуглецевої сталі

Суть процесу виробництва сталі - зменшення кількості негативних хімічних включень з метою отримання металу, який в народі називають “залізом”, а точніше - залізовуглецевого сплаву з вмістом вуглецю в ньому не більше 2,14%.

Процеси розкислення

Для стали на завершальному етапі виплавки характерний процес кипіння, на який впливають властиві в ній азот, водень, окису вуглецю. Такий сплав в затверділому стані має пористу структуру, яка забирається прокаткою. Він м’який і пластичний, проте недостатньо міцний.

Процес розкислення полягає в деактивації киплячих домішок шляхом введення в сплав феромарганцю, феросиліцію, алюмінію. Залежно від кількості залишкових газів і раскислительной елементів, сталь може бути полуспокойная або спокійна.

Готову сталь необхідного ступеня розкислення розливають у виливниці для кристалізації і використання на наступних технологічних етапах виготовлення готової сталевої продукції.

вміст вуглецю в стали

Класифікація вуглецевої сталі

Всю сталь, існуючу на світовому ринку, можна розділити на вуглецеву і леговану. Всі марки вуглецевої сталі поділяються за різними групами класифікатора і особливостям позначення.

Виходячи з основних класифікаційних ознак, виділяють:

  1. Вуглецеві конструкційні сталі. У них карбону менше 0,8%. Вони використовуються для виготовлення арматури, прокатної продукції і лиття.
  2. Вуглецеві інструментальні сталі, які содрежат карбон в кількості від 0,7% до 1,3%. Їх використовують для інструментів, обладнання приладів.

За способами розкислення:

  • Киплячі - раскислительной елементів (РЕ) в складі менше 0,05%;
  • Напівспокійну - 0,05% ≤РЕ≤0,15%;
  • Спокійні - 0,15% ≤РЕ≤0,3%.

За хімічним складом:

  • Маловуглецеві (0,3% ≤С);
  • Середньовуглецеві (0,3≤С≤0,65%);
  • Високовуглецеві (0,65≤С≤1,3%).

Стали, що містять вуглець в кількості вище 1,3%, не використовуються в промисловості.

сталь у7

Залежно від мікроструктури:

  • Доевтектоїдних - в такий стали вуглецю в складі менше 0,8%;
  • Евтектоїдні - це сталі з вмістом вуглецю 0,8%;
  • Заевтектоідние - стали з вмістом вуглецю понад 0,8%.

За якістю:

  1. Звичайної якості. Сірки тут міститься менше 0,06%, фосфору - не більш 0,07%.
  2. Якісні стали. Вони не містять сірки і фосфору більше 0,04%.
  3. Високоякісні. Кількість сірки тут не перевищує 0,025%, а фосфору - не більш 0,018%.

сталь у10

За основним стандарту марки вуглецевої сталі розподіляють на:

  • Конструкційні звичайної якості;
  • Конструкційні якісні;
  • Інструментальні якісні;
  • Інструментальні високоякісні.

Особливості маркування конструкційної сталі звичайної якості

Стали звичайного якості містять: С - до 0,6%, S - до 0,06%, P - до 0,07%. Давайте розглянемо, як маркується ця вуглецева сталь. ГОСТ 380 визначає наступні нюанси позначення:

  • А, Б, В - група; А - трохи позначається в марках;
  • 0-6 після букв "Ст" - порядковий номер, в якому зашифрований хімічний склад і (або) механічний властивості;
  • Г - наявність Мангана Mn (марганцю);
  • Кп, пс, сп - ступінь розкислення (кипляча, полуспокойная, спокійна).

Цифри від 1 до 6 після позначення ступеня розкислення через тире - це категорії. При цьому перша категорія не позначається ніяк.

Букви ж М, К на початку марки можуть означати металургійний спосіб виробництва: мартенівський або киснево-конверторний. Між іншим, вуглецеві сталі звичайної якості представлені кількісним складом марок, приблизно в 47 штук.

вуглецеві сталі звичайної якості

Класифікація конструкційних сталей звичайної якості

Вуглецеві сталі звичайної якості поділяються на групи.

  • Група А: стали, які повинні точно відповідати заданим механічними властивостями. Споживачеві вони поставляються найчастіше у вигляді листового і багатопрофільного прокату (листи, таври, двотаври, арматура, заклепки і корпусу). Марки: Ст0, Ст1 - Ст6 (кп, пс, сп), категорії 1-3, в тому числі Ст3Гпс, Ст5Гпс.
  • Група Б: стали, які повинні бути регламентовані необхідним хімічним складом і властивостями. Виготовляється лиття та прокат, який буде піддаватися додатковій механічній обробці тиском в гарячому стані (кування, штампування). Марки: БСт0, БСт1 (кп-сп), БСт2 (кп, пс), БСт3 (кп-сп, в тому числі БСт3Гпс), БСт4 (кп, пс), БСТ 6 (пс, сп), категорії 1 і 2.
  • Група В: стали, які повинні відповідати за потрібне хімічним, фізичним, механічним і технологічними властивостями. Цій групі притаманне різноманітність марок, з яких виготовляється пластичний листовий прокат, міцна арматура для роботи в зонах значних температурних перепадів, відповідальні деталі (болти, гайки, осі, пальці поршнів). Всю продукцію різного складу, властивостей і марок цієї групи об'єднує хороша технологічна зварюваність. Марки: ВСт1-ВСт6 (кп, пс, сп), ВСт5 (пс, сп), в тому числі ВСт3Гпс, категорії 1-6.

Конструкційні сталі звичайної якості - сплави, що мають широке різнопланове використання в промисловості. вуглецеві конструкційні стали

Маркування вуглецевої якісної сталі

Зміст вуглецю в стали названого якості від 0,05% до 0,6%. Виплавка металу цієї класифікаційної групи відбувається мартенівським або електродуговим способами. Широкий діапазон вуглецевого присутності урізноманітнює механічні властивості: низьковуглецеві - пластичні, середньовуглецеві - міцні.

Вуглецеві якісні стали мають в складі S і P не більше 0,04%, відповідно.

Маркування (ГОСТ 1050-88):

  • Цифри 05-60 - зашифроване наявність вуглецю (мінімальне - 0,05%, максимальне - 0,6%);
  • Кп, пс, сп - ступінь розкислення ( "сп" не позначається);
  • Г, Ю, Ф - містять марганець, алюміній, ванадій.

вуглецева сталь гост

Винятки в маркуванні

Вуглецеві якісні стали в своїй маркування мають виключення:

  • 15К, 20К, 22К - якісні стали, застосовні в котлобудуванні;
  • 20-ПВ - вуглецю - 0,2%, сталь застосовна в виготовленні труб методом гарячої прокатки, в котлобудуванні і монтажі опалювальних систем, містить мідь і хром;
  • ОСВ - сталь для виготовлення вагонних осей, містить нікель, хром, мідь.

Для всіх марок якісних сталей характерна можлива необхідність використання термічної (наприклад, нормалізація) і хіміко-термічної обробки (наприклад, цементація).

Класифікація вуглецевих якісних сталей

Цей вид вуглецевих сталей можна умовно розділити на 4 групи:

  1. Високопластичний матеріал, який можна застосовувати для холодної механічної обробки (прокатки), листової і трубний прокат. Марки - сталь 08пс, сталь 08, сталь 08кп.
  2. Метал, який використовується в гарячій прокатці і штампуванні, який буде працювати в термічно агресивних умовах. Марки - від сталь 10 до сталь 25.
  3. Сталь, що знайшла застосування у виготовленні відповідальних деталей, в тому числі пружин, ресор, муфт, болтів, валів. Марки - від сталь 60 до сталь 85.
  4. Стали, що вимагають надійної експлуатації в агресивних умовах (наприклад, ланцюг гусеничного трактора). Марки сталь 30, сталь 50, сталь 30Г, сталь 50Г.

Також можливо розділити на 2 групи всі відомі марки вуглецевої сталі з класу якісних: конструкційні звичайні і конструкційні Марганцевмісні.

сталь у10а

Застосування вуглецевої конструкційної сталі

Клас стали за якістю Марка Застосування
Звичайної якості Ст0 Арматура, обшивка
Ст1 Таври, двотаври, швелери
Ст3Гсп Будівельний прокат
Ст5сп Втулки, гайки, болти
Ст6пс Будівельні ломи
ВСт4кп Фасонний, листовий, сортовий прокат для міцних конструкцій
Якісна Сталь10 Труби для котлів, штампування
Сталь15 Деталі високої пластичності, кулачки, болти, гайки
Сталь18кп Зварні конструкції
Сталь 20пс Осі, вилки, пальці, штуцери, патрубки
Сталь50 Зубчасті колеса, муфти зчеплення
Сталь60 Шпинделі, шайби, пружинні кільця

Вуглецеві інструментальні сталі відрізняються високою міцністю і ударною в’язкістю. Вони обов’язково підлягають багатоступінчастої термообробці.

Зміст вуглецю в стали: 0,7 - 1,3%. Для якісної - до 0,03%, фосфору - до 0,035%. А для інструментальної високоякісної: сірки - до 0,02%, фосфору - до 0,03%.

Марочне позначення (ГОСТ 1435-74):

  • У - вуглецева інструментальна;
  • 7 -13 - вміст вуглецю в ній 0,7-1,3%, відповідно;
  • Г - наявність у складі марганцю;
  • А - високоякісна.

Винятками з основних принципів маркування вуглецевих інструментальних сталей - матеріал для деталей годинникових механізмів А75, АСУ10Е, АУ10Е.

Вимоги до вуглецевої інструментальним сталям

Відповідно до ГОСТу, інструментальні стали повинні відповідати ряду характеристик.

Необхідні фізико-хімічні та механічні властивості: якісні показники твердості, ударної в’язкості, міцності, стійкості до температурних змін під час експлуатації (під час різання, свердління, ударних навантажень), стійкість до корозії. вуглецеві інструментальні сталі

Задані технологічні властивості:

  • Стійкість до негативних процесів технології різання (налипання стружки, наклеп);
  • Добре обробляється гострінням і шліфуванням;
  • Податливість до термообробки;
  • Стійкість до перегріву.

Для підвищення якісних механічних і технологічних показників інструментальні стали піддають багатоступеневою термообробці:

  • Отжиг вихідного матеріалу перед виготовленням інструментів;
  • Гарт (охолодження в розчинах солей) і подальший відпуск готових виробів (в основному, низький відпустку).

Отримані властивості визначаються хімічним складом і отриманої микроструктурой: мартенсит з цементітних і аустенітними включеннями.

Використання вуглецевих інструментальних сталей

Застосовуються описувані стали для виготовлення всіляких інструментів: ріжучих, ударних, допоміжних.

  • Сталь У7, У7А - молотки, зубила, сокири, стамески, кувалди, долота, рибальські гачки.
  • Сталь У8, У8А, У8Г - пили, викрутки, кернери, зенковки, фрези, плоскогубці.
  • Сталь У9, У9А - слюсарний інструмент, інструмент для різання по дереву.
  • Сталь У10, сталь У10А, У11, У11А - рашпілі, мітчики, спіральні свердла, допоміжний інструмент для штампування і калібрування.
  • У 12, У12А - розгортки, мітчики, вимірювальні інструменти.
  • У13, У13А - напилки, для гоління та хірургічні інструменти, штампувальні пуансони.

вуглецеві якісні стали

Раціональний вибір марки вуглецевої сталі, технології її термообробки, розуміння її властивостей і особливостей - запорука тривалої служби вироблених, оброблюваних або використовуваних конструкцій або інструментів.



ЩЕ ПОЧИТАТИ