Классификация углеродистых сталей по назначению

По назначению углеродистые стали классифицируют:

Ø конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;

Ø инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

Ø специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

По качеству конструкционные углеродистые стали подразделяют на сталь качественную и сталь обыкновенного качества; инструментальные — на качественную и высококачественную.

Количественным показателем качества является содержания вредных примесей: серы и фосфора:

Ø 0,04 ≤ S ≤ 0,06%, 0,04 ≤ P ≤ 0,08%, – углеродистые стали обыкновенного качества:

Ø P, S = 0,03…0,04% – качественные стали;

Ø P, S ≤ 0,03% – высококачественные стали.

В зависимости от степени раскисления сталь подразделяют на кипящую (кп), полуспокойную (пс), спокойную (сп).

Конструкционные углеродистые стали содержат углерод в небольшом количестве - 0,06-0,85 %, вследствие чего обладают пластичностью, хорошо обрабатываются литьем, давлением, резанием, пригодны для изготовления изделий (конструкций) сложной формы.

Для изготовления изделий, не испытывающих при эксплуатации больших нагрузок (например, посуды) целесообразно использовать кипящую сталь, а для изделий с большими механическими воздействиями (ножи, инструменты) больше подходят полуспокойная и спокойная сталь.

Сталь углеродистая обыкновенного качества содержит повышенное количество серы и фосфора, применяется для изготовления сварных и клепаных конструкций в строительстве и ма­шиностроении.

По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В.

Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, химический состав не регламентируется, т.к. детали, изготавливаемые из нее, не подвергаются горячей обработке (ковке, сварке, термической обработке). Чем больше номер марки, тем выше прочность, но ниже пластичность стали. В зависимости от нормируемых показателей (механи­ческих свойств) сталь группы А подразделяется на три категории.в обозначении индекс группы А не указывается.

Для сталей группы Б гарантируется химический состав, механические свойства не регламентируются. Так как известен химический состав, детали из стали группы Б можно подвергать термической обработке. В зависимости от нормируемых показателей (механи­ческих свойств) сталь группы Б подразделяется на две категории.

Для сталей группы В поставляется по механическим свой­ствам с дополнительными требованиями по химическому составу. В зависимости от нормируемых показателей (ме­ханических свойств) она подразделяется на шесть кате­горий.

В маркировке Ст5пс, Ст3кп, Ст3Гпс, Ст3пс-2; БСт3-2, Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп: Б и В - группы стали (группа А в маркировке не обозначается), Cт - сталь, буква Г указывает на повышенное содержание марганца, цифры от 0 до 6 - ус­ловный номер марки в зависимости от химического со­става и механических свойств. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. Цифра в кон­це - номер категории. Для сталей пер­вой категории цифра в конце не проставляется

Сталь углеродистая качественная используется в основном в машино­строении. По сравнению со сталью обыкновенного ка­чества к ней предъявляются более жесткие требования по содержанию вредных примесей, особенно фосфора и серы, т.е. поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Так, в качественных сталях всех марок содержание серы допускается не более 0,04%, фосфора - не более 0,035%.Степень раскисленности, в основном, спокойная.

По требованиям к испытанию механических свойств сталь выпускается пяти категорий, а по назначению - трех подгрупп а - для горячей обработки давлением, б - для холодной обработки давлением и в - для холод­ного волочения, что отражается в маркировке. Например, 30-а-2, где 30 - марка стали, а - подгруппа, 2 - кате­гория.

Сталь углеродистая качественная кон­струкционная выпускается марок 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58, 60, кипящая (КП), полуспокой­ная (ПС) и спокойная (СП). Маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.

Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45. Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

Сталь конструкционная повышенной и высокой обрабатываемости резаньем - предназначена для массового изго­товления на металлорежущих станках-автоматах различ­ных машиностроительных деталей. Поэтому она называ­ется также автоматная. Выпускается эта сталь по состоянию металла трех подгрупп: а - для горячей об­работки давлением, б - для механической обработки, в - для холодного волочения, по химическому составу - ше­сти групп.

Углеродистые инструментальныестали ножей, режущих инструментов, деталей бытовых машин (мельницы для кофе, перца, мясорубки и др.), испытывающих сильное трение при работе.

Сталь инструментальная углеродистая выпускается марок У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У12, У13.

Инструментальные высококачественные углеродистые стали. Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А для обозначения высокого качества стали. Сталь У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А В маркировке: У- углеродистая, А - высококачественная, Г - с повышен­ным содержанием марганца, цифра - среднее содержа­ние углерода в десятых долях процента.

Контрольные вопросы

1. Дайте классификацию углеродистых сталей по назначению.

2. Дайте классификацию конструкционных углеродистых сталей по качеству.

3. Дайте классификацию углеродистых сталей в зависимости от степени раскисления.

4. Какое количество углерода содержат конструкционные углеродистые стали?

5. Назовите область применения  конструкционных углеродистых сталей.

6. Назовите область применения  стали углеродистой обыкновенного качества.

7. Какое количество серы и фосфора содержат стали углеродистые обыкновенного качества?

8. Какие свойства гарантируются при поставке сталей углеродистых обыкновенного качества группы А?

9. Какие свойства гарантируются при поставке сталей углеродистых обыкновенного качества группы Б?

10. Какие свойства гарантируются при поставке сталей углеродистых обыкновенного качества группы В?

11. Как маркируются стали углеродистые обыкновенного качества.

12. Назовите область применения  стали углеродистой качественной.

13. Какие требования предъявляются по содержанию вредных примесей, особенно фосфора и серы, в стали углеродистой качественной?

14. Как маркируются сталь углеродистая качественная?

15. Назовите область применения стали конструкционной повышенной и высокой обрабатываемости резаньем.

16. Назовите область применения углеродистых инструментальных сталей.

17. Как маркируются сталь углеродистая инструментальная и сталь углеродистая инструментальная высококачественная?

Стали доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные,

Их структура

Структура сталей формируется в результате перекристаллизации аустенита. Микроструктуры сталей представлены на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Микроструктуры сталей: а – доэвтектоидная сталь ; б – эвтектоидная сталь (пластинчатый перлит); в – эвтектоидная сталь (зернистый перлит); г – заэвтектоидная сталь .

По содержанию углерода и по структуре стали подразделяются на:

- доэвтектоидные (0,02%<С<0,8%), структура феррит + перлит (Ф+П) (рис.9.3 а);

- эвтектоидные (С=0,8%), структура перлит (П), перлит может быть пластинчатый или зернистый (рис. 9.3 б и 9.3 в);

- заэвтектоидные (0,8%<С<2,14%), структура перлит + цементит вторичный (П + ЦII), цементитная сетка располагается вокруг зерен перлита.

По микроструктуре сплавов можно приблизительно определить количество углерода в составе сплава, учитывая следующее: количество углерода в перлите составляет 0,8 %, в цементите – 6,67 %. Ввиду малой растворимости углерода в феррите, принимается, что в нем углерода нет.

Контрольные вопросы

1. Назовите классификацию сталей по содержанию углерода и по структуре.

2. Какова микроструктура доэвтектоидных сплавов?

3. Какова микроструктура заэвтектоидных сплавов?

4. Что можно определить по микроструктуре сплавов?