ГлавнаяРазноеКлассификация сталей по назначению

Химический состав и классификация сталей по назначению. Классификация сталей по назначению


Классификация сталей по назначению и применению

По назначению и применению сталь подразделяют на:

  1. конструкционные (общего и специального назначения и с особыми свойствами) и

  2. инструментальные.

Конструкционные стали

В конструкционных сталях выделяют строительные и машиностроительные низколегированные стали, а также улучшаемые, цементируемые стали и стали повышенной обрабатываемости резанием (автоматные стали). К конструкционным сталям специального назначения и сталям с особыми свойствами относятся шарикоподшипниковые, рессорно-пружинные, высокопрочные, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные, сварочные и наплавочные стали, стали с особыми магнитными, электрическими и тепловыми свойствами, котельные, корпусные стали для судостроения и прочие.

Инструментальные стали

Инструментальные стали предназначены для изготовления инструментов, применяемых в процессе металлообработки, а также для измерений. Эти материалы подразделяются на инструментальные стали, твердые сплавы и особо твердые материалы. По назначению инструментальные материалы классифицируются на материалы для режущего, штампового и измерительного инструментов.

Эти стали используются для изготовления инструментов, подвергаемых поверхностной (местной) закалке: пилы, зубила, штемпели, ножи для холодной и горячей резки, обрезные матрицы и пуансоны и т. п. Некоторые стали имеют специальное применение: сталь 13Х предназначена главным образом для бритвенных ножей и лезвий, хирургического и гравировального инструмента; сталь В2Ф предназначена для ленточных пил и ножовочных полотен для резки сталей средней твердости, по работоспособности превосходящая стали типа 9ХФ в 1,5–2 раза. Сталь ХВ4Ф отличается особо высокой твердостью и износостойкостью благодаря присутствию W6C, который не растворяется при температуре закалки. Эту сталь называют алмазной и из неё изготовляют резцы и фрезы для обработки с небольшими скоростями материалов с высокой поверхностной твердостью.

Список используемой литературы:

  1. Арзамасов Б.Н. Материаловедение. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003

  2. Байер B.E., Архитектурное материаловедение. Архитектура-С, 2005

  3. Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов. М. Высш шк., 2004

  4. Кузьмин Б. А. и др. Металлургия. Металловедение и конструкционные материалы. М.: Высшая школа, 1977

  5. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990.

  6. Мезенин Н.А. Занимательно о железе. М. «Металлургия», 1972.

  7. Ройтман И.А., Кузьменко В.И. Основы машиностроения в черчении. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2000

Приложения приложение 1. Устройство доменной печи

Приложение 2. Схемы устройства сталеплавильных печей

Схема устройства мартеновской печи

Схема устройства конвертора

Схема устройства электропечи

Приложение 3. Схема организации производства стали

26

studfiles.net

Химический состав и классификация сталей по назначению

Сталь является металлом, широко используемым в машиностроении, самолетостроении, строительстве и других отраслях производства. Популярность материала обусловлена сочетанием его отличных технологических и физико-механических свойств. К сталям относят железоуглеродистые соединения, химический состав которых предполагает содержание углерода в количестве менее 2,14%, а помимо этого компонента присутствуют вредные и полезные примеси.

Сочетание характерной циклической прочности в статическом состоянии и жесткости достигается путем изменения содержания углерода и легирующих компонентов. Различные качества стали получаются в результате применения в производстве определенных химических и термических технологий.

Классификация углеродистых сталей

Углеродистые сплавы подразделяют по следующим характеристикам:

  • количеству содержащегося углерода;
  • назначению;
  • структуре в состоянии равновесия;
  • степени раскисления.

В зависимости от количества углерода материал делят на категории:

  • высокоуглеродистые — больше 0,7%;
  • среднеуглеродистые — 0,3−0,7%;
  • низкоуглеродистые — до 0,3%.

В результате полученного качества стальные сплавы делят на:

  • высококачественные;
  • обыкновенные;
  • качественные.

Из металла в жидком состоянии удаляют кислород для уменьшения хрупкости при горячем формировании, этот процесс называется раскислением. По характеру отвердевания и степени раскисления материал классифицируется как кипящий, полуспокойный и спокойный.

В зависимости от полученной структуры в равновесном состоянии материал делят на:

  • эвтектоидные, характеризующиеся структурой из перлита;
  • доэвтектоидные, содержащие перлит и феррит;
  • заэвтектоидные — со вторичным цементитом и перлитом.

По назначению использования металл подразделяется на группы:

  • конструкционные (улучшаемые, высокопрочные, цементируемые, рессорно-пружинные), применяемые в строительстве, приборостроении, машиностроении и самолетостроении;
  • инструментальные для штампов горячей (200˚С) и холодной прессовки, измерительного и режущего инструмента).

Конструкционные металлы

Обыкновенные по качеству стали выпускаются в виде балок, прутков, листового материала, швеллеров, труб, уголка и другого проката и делятся на категории А, В, Б. В наименовании присутствуют буквы Ст и цифра, обозначающая номер марки, с увеличением значения числа увеличивается показатель содержания углерода. Для материалов категорий В и Б, но не А, перед Ст ставится искомая буква для указания принадлежности.

Группа раскисления обозначается СП, ПС, КП — спокойные, полуспокойные и кипящие, соответственно. Категория, А используется для производства деталей, получаемых холодной обработкой, Категория Б применяется для элементов, изготавливаемых сваркой, ковкой, по методу термической обработки. Стали В по стоимости дороже предыдущих категорий, используются для производства ответственных конструкций и сварочных элементов.

Из всех трех категорий обыкновенных углеродистых сталей делают металлические конструкции и детали в приборостроении и машиностроении со слабой нагрузкой, в тех случаях, когда работоспособность обусловлена требуемой жесткостью. Металлы в виде арматуры вкладывают в железобетонные конструкции. Из категорий В и Б делают сварные фермы, рамы и металлические узлы, которые затем укрываются цементным раствором.

Среднеуглеродистые группы с большим запасом прочности используют для рельсов, колес железнодорожных вагонов, шкивов, валов и шестеренок механических приспособлений и машин. Некоторые материалы этой группы разрешаются к термической обработке.

Качественные стали углеродистой группы применяют в слабонагруженных деталях, они маркируются цифрами от 05 до 85, обозначающими процентную концентрацию углерода. К углеродистым материалам относятся стали с увеличенным содержанием марганца, которые отличаются повышенной прокаливаемостью. За счет изменения количества углерода, марганца и выбора соответствующего способа термической обработки получают различные технологические и механические качества.

Низкоуглеродистые сплавы отличаются хорошей пластичностью при холодной обработке, но имеют небольшой запас прочности. Их выпускают в виде листов, материал мягкий, легко штампуется, тянется, сюда относят жесть и металл для эмалированных предметов быта. При цементировании сталей в производстве увеличивается показатель поверхностной прочности, что дает возможность изготавливать малонагруженные колеса зубчатой передачи, кулачки и др.

Среднеуглеродистые металлы и аналогичные составы с увеличенным процентом марганца отличаются средними показателями прочности, но пластичность и вязкости при этом снижается. По условиям работы запчастей определяется метод усиления сталей в виде нормализации, низкоотпускной и ТВЧ закалки и др. Из них делают высокопрочную проволоку, рессоры, пружины и повышенными требованиями к износостойкости.

Автоматные виды

Эти материалы маркируются литерой, А и цифрами, указывающими на концентрацию углерода в сотых процента. Легирование свинцом добавляет букву С после А. Введение селена, марганца, теллура позволяет сократить применение режущего инструмента при обработке. На степень обрабатываемости также влияет добавка фосфора, серы и кальция, последний вводится в виде силикальцита в жидкий сплав.

Содержание фосфора и серы снижает показатели качества, сера снижает антикоррозионные свойства, сульфидов ведут к нарушению однородности металла. Их этого класса сталей делают детали сложной формы и поверхности, крепежные элементы, рассчитанные на небольшую нагрузку.

Легированные типы

К ним относят металлы с содержанием легирующих добавок в количестве до 2,5%. Буквенные обозначения марки включают литеры, указывающие на определенные примеси, а цифра после них говорит о процентном содержании элемента. Если его содержание менее 1,5%, то в обозначении добавка не ставится.

Содержание углерода в этой группе сталей нормируется количеством 0,1−0,3%, к основным свойствам после термической, химической обработки и низкого отпуска после закалки относят:

  • высокую твердость материала на поверхности;
  • уменьшенную прочность средних слоев и повышенную вязкость.

Стали используют для производства деталей машин и приборов, предназначенных для работы с ударными и переменными нагрузками в условиях повышенной изнашиваемости.

Цементируемые материалы

Для повышения показателей твердости, выносливости при контакте, износостойкости, прокаливаемости используют хром, магний, никель, последний элемент повышает вязкость и снижает предел хладноломкости. Цементируемые составы делят на две группы:

  • средней прочности с порогом текучести меньше 700 МПа;
  • повышенной прочности с аналогичным показателем в пределах 700−1100 МПа.

По содержанию добавок различают виды:

  • хромистые составы и хромованадиевые, цементируемые на глубину менее 1,5 мм;
  • хромомарганцевые составы включают титана 0,06%, марганца и хрома по 1%, имеют особенность внутренне окисляться при газовой цементации, что ведет к уменьшению прочностных характеристик;
  • хромоникельмолибденовые сплавы являются представителями мартенситного класса и отличаются уменьшенным короблением, что обусловлено воздушной закалкой, легированием редкоземельными металлами, повышающими прокаливаемость, статическую прочность и сопротивление ударам.

Пружинно-рессорные сплавы

Детали работают в условиях упругой деформации и подергаются циклическим нагрузкам, поэтому от сталей требуются высокие показатели текучести, пластичности и сопротивления излому. В состав входят:

  • марганец — менее 1,2%;
  • кремний — менее 2,7%;
  • ванадий — до 0,26%;
  • хром — до 1,25%;
  • никель — менее 1,75%;
  • вольфрам — менее 1,2%.

В процессе обработки уменьшаются размеры зерен, увеличивается сопротивление металла. Для транспортного производства особо ценными являются кремнистые сплавы, если технология не позволяет им в производстве обезуглероживаться, то выносливость материала остается на уровне заданных параметров. Введение ванадия, хрома, ванадия, никеля помогает затормозить излишний рост зерен при нагревании и повысить прокаливаемость. Из высокоуглеродистых холоднотянутых проволок, аустенитных нержавеек и высокохромистых мартенситных сталей, также делают пружины и другие упругие элементы.

Инструментальные стали

Для обеспечения надежной работы инструментов сталь должна обладать специальными свойствами, которые проявляются у каждой группы материалов по-разному в зависимости от производства и технологии введения добавок.

Шарикоподшипниковые формы

Сплавы при производстве очищаются от неметаллических примесей, использование технологии вакуумно-дугового или электрошокового переплава уменьшает пористость металла. При производстве подшипников и их узлов применяют хромистые шарикоподшипниковые стали с добавками хрома. Дополнительное легирование осуществляется марганцем и кремнием с целью увеличить показатель прокаливаемости. Чтобы детали можно было изготавливать методом холодной штамповки и резать применяется отжиг металла на твердость.

Закалка деталей (роликов, шарикоподшипников и колец) проводится в масляной ванне при температуре 850−870˚С, их охлаждают с целью обеспечения стабильности до 25˚С перед отпуском. Так как подшипниковые и подобные элементы при эксплуатации испытывают сильные динамические нагрузки, то их делают из металлов с дальнейшей термической обработкой и цементацией.

Износостойкие виды

Сопротивление износу повышается с увеличением показателя поверхностной твердости материала. Для долговременной эксплуатации важны такие качества сплава:

  • сопротивление разрушению при абразивном трении;
  • долговременная эксплуатация в условиях высокого давления и ударных нагрузок.

Износостойкие металлы применяют при изготовлении гусеничных траков, дробильных плит камнедробильного оборудования, раздавливающих щек. Работа в таких условиях эффективна благодаря свойству сталей набирать прочность и твердость в условиях пластической холодной деформации, достигающей 70%. Добавки фосфора больше 0,027% приводят к увеличению хладноломкости сырья.

Литая сталь имеет структуру аустенита, у которого на границах зерен выделяется излишний марганца карбид, ведущий к уменьшению прочности и вязкости. Чтобы получить аустенитную однофазную структуру заготовки закаливают в водной среде при температуре около 1100˚С.

Сопротивляющиеся коррозии

Эти материалы используют для изготовления элементов приборов, работающих в условиях электрохимической коррозии, их называют нержавеющими. Стойкость к коррозии развивается после введения добавок, ведущих к образованию поверхностных пленок с хорошей адгезией к металлу. Эти слои уменьшают непосредственное взаимодействие сталей с внешними раздражающими факторами и повышают потенциал в электрохимической среде.

Нержавеющие металлы делят на хромоникелевые и хромистые. Хромистые составы используют для пластичных деталей, которые изготавливают штамповкой и методом сварки. Этот вид подразделяют на ферритные, мартенситно-ферритные и мартенситные сплавы. Для повышения сопротивления ударам их закаливают в масле при температуре около 1000˚С в условиях высокого отпуска с показателями температуры в пределах 600−800˚С.

Жаропрочные сплавы

Применяют для изготовления элементов, работающих при температуре выше 500˚С, составы низколегированные, содержащие до 0,25% С и других легирующих добавок: хрома, вольфрама, никеля. Закалка и нормализация осуществляется в масле при температуре около 890−1050˚С. Из перлитных сталей делают детали, подвергающиеся в работе режиму ползучести при малых нагрузках, например, паронагревательные трубы, арматура котлов с паром, крепежные детали.

tokar.guru

Классификация сталей

Ниже приведена классификация сталей по наиболее общим признакам.

По химическому составу стали и сплавы черных метал­лов условно подразделяют на углеродистые (нелегирован­ные) стали, низколегированные стали, легированные стали, высоколегированные стали, сплавы на основе железа.

Углеродистые стали не содержат специально введенных легирующих элементов. Их количество в этих сталях должно быть в пределах, регламентированных для примесей соответствующими ГОСТами.

В низколегированных сталях суммарное со­держание легирующих элементов должно быть не более 2,5 % (кроме углерода), в легированных — от 2,5 до 10 %, в высоколегированных — более 10 % при содержании в них железа не менее 45 %.

Сплавы на основе железа содержат железа менее 45 % v но его количество больше, чем любого другого легирующего элемента.

В зависимости от наличия тех или иных легирующих элементов стали называют марганцовистыми, кремнисты­ми, хромистыми, никелевыми, а также хромоникелевыми, хромомарганцовистыми, хромокремнистыми, хромована- диевыми, никельмолибденовыми, хромоникельмолибдено — выми, хромомолибденованадиевыми, хромокремнемарган — цовоникелевыми и т. п.

По назначению специальные стали подразделяют на конструкционные, инструментальные, стали с особыми фи­зическими свойствами.

Конструкционной сталью называется сталь, применяе­мая для изготовления различных деталей машин, механиз­мов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладающая определенными механическими, физическими и химическими свойствами.

Конструкционные стали подразделяют на строитель­ные, машиностроительные и стали и спла­вы с особыми свойствами — теплоустойчивые, жаропрочные, жаростойкие, коррозионностойкие.

Инструментальной сталью называется сталь, применяе­мая для обработки материалов резанием или давлением и обладающая высокой твердостью, прочностью, износостой-’ костью и рядом других свойств.

Инструментальные стали подразделяют на стали для режущего инструмента, штамповые стали и стали для измерительного инструмента.

Внутри указанной классификации существуют более уз­кие подразделения сталей как по назначению, так и по свойствам.

Классификация сталей по структуре в значительной сте­пени условна.

По структуре сталей в равновесном состоянии их делят на доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные.

Легирующие элементы изменяют содержание углерода в эвтектоиде по отношению к его положению в углеродис­той стали , поэтому в зависимости от соче­тания легирующих элементов положение эвтектоидной точ­ки может быть при разном содержании углерода.

Другим условным структурным признаком, по которому классифицируют стали, является основная структура, по­лученная при охлаждении на воздухе образцов небольших сечений после высокотемпературного нагрева 900 0C. При этом в зависимости от структуры , стали подразделяют на перлитные, бейнитные, мартенситные, ледебуритные, ферритные и аустенитные.

Перлитные и бейнитные стали чаще всего бывают угле­родистыми и низколегированными, мартенситные - легиро­ванными и высоколегированными, а ферритные и аустенитн­ые, как правило - высоколегированными. Однако такая связь между структурой и легированностью стали далеко неод­нозначна. Наряду с перечисленными могут быть смешан­ные структурные классы: феррито-перлитный,.феррито-мартенситный, аустенит-ферритный, аустенит-мартенситный. Такая классификация применяется при наличии не менее 10 % феррита (как вто­рой структуры).

По качеству стали подразделяют на стали обыкно­венного качества, стали качественные, стали высокока­чественные, стали особо высококачественные.

Главными качественными признаками стали являются более жесткие требования по химическому составу и преж­де всего по содержанию вредных примесей, таких как фос­фор и сера.

Ниже приведено предельное содержание фос­фора и серы, % (не более), в сталях разной категории ка­чества:

Обыкновенного качества 0,04

Качественная 0,035

Высококачественная 0,025

Особое ысококачественная 0,015

Категория обыкновенного качества может относиться  только к углеродистым сталям. Все остальные категории качества могут относиться к любым по степени легирова­ния стали.

Наряду с приведенными классификациями по общим признакам, относящимся к разным сталям, существуют более частные классификации определенных групп сталей.

5. Маркировка сталей

В СССР / России принята буквенно-цифровая система обозначения марок сталей и сплавов.

Углеродистые конструкционные качест­венные стали обозначают двухзначным числом, ука­зывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента (например, 05; 08; 10; 15; 20; 25…80; 85).

Для сталей, полностью не раскисленных (при С< <0,20 %), в обозначение добавляются индексы: кп — кипя­щая сталь, пс — полуспокойная сталь (например, 15кп, 20пс). Для спокойных сталей индекс не указывается. Угле­родистые инструментальные стали обозначают буквой «У» и следующей за ней цифрой, указывающей среднее содер­жание углерода в десятых долях процента (например, У7; У8; У9; У10; У11; У12; У13).

В легированных сталях основные легирующие элемен­ты обозначают буквами: А — азот, К — кобальт, T — титан, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, E — селен, M — молибден, H — никель, П — фосфор, P — бор, С — кремний, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ю — алюминий.

Цифры после буквы в обозначении марки стали пока­зывают примерное количество того или иного элемента, ок­ругленное до целого числа. При среднем содержании леги­рующего элемента до 1,5 % цифру за буквенным индексом не приводят. Содержание углерода указывается в начале марки в сотых (конструкционные стали) или десятых (инструментальные стали) долях процента.

Так, конструкционная сталь, содержащая 0,42^ 0,50% С; 0,5—0,8 % Mn; 0,8—1,0 % Cr; 1,3—1,8 % Ni; 0,2—0,3 i% Mo и 0,10—0,18% V, обозначается маркой 45ХН2МФ. Инструментальная сталь (штамповая) состава: 0,32—0,40 % С; 0,80—1,20 % Si; 0,15—0,40 % Mn; 4,5— 5,5 % Cr; 1,20—1,50 % Mo и 0,3—0,5 % V обозначается 4Х5МФС.

Если содержание углерода в инструментальных легиро­ванных сталях 1 % и более, то цифру в начале марки иног­да вообще не ставят (например, X, ХВГ).

Буква «А» в конце марки указывает, что сталь относит­ся к категории высококачественной (ЗОХГСА), если та же буква в середине марки — то сталь легированна азотом (16Г2АФ), а в начале марки буква «А» указывает на то, что сталь автоматная повышенной обрабатываемости (А35Г2). Индекс «АС» в начале марки указывает, что сталь автоматная со свинцом (АС35Г2).

Особовысококачественная сталь обозначается, добавле­нием через дефис в конце марки буквы «Ш» (ЗОХГС-Ш или ЗОХГСА-Ш).

Сталь, не содержащая в конце марки букв «А» или «Ш», относится к категории качественных (ЗОХГС).

В марках быстрорежущих сталей вначале приводят букву «Р», за ней следует цифра, указывающая содержа­ние вольфрама. Во всех быстрорежущих сталях содержит­ся около 4 % Cr, поэтому в обозначении марки буквы «X» нет. Ванадий, содержание которого в различных марках колеблется в пределах от 1 до 5 %, обозначается в марке, если его среднее содержание 2,0 % и более. Так как содер­жание углерода в быстрорежущих сталях пропорциональ­но количеству ванадия, то содержание углерода в марки­ровке стали не указывается. Если в быстрорежущих сталях содержится молибден или кобальт, количество указывает­ся в марке.

Например, сталь состава: 0,7—0,8 % С; 3,8—4,4 % Cr; 17,0—18,5% W; 1,0—1,4 % V обозначается маркой Р18, а сталь: 0,95—1,05 % С; 3,8—4,4% Cr; 5,5—6% W; 4,6— 5,2 % Mo; 1,8—2,4 % V и 7,5—8,5 % Со обозначается Р6М5Ф2К8.

Высоколегированные стали сложного состава иногда обозначают упрощенно по порядковому номеру разработки и освоения стали на металлургическом заводе. Перед номе­ром стали ставят индексы «ЭИ», «ЭП» (завод «Электро­сталь»),

Например, упомянутая быстрорежущая сталь Р6М5Ф2К8 упрощенно обозначается ЭП658, а жаропрочная 37Х12Н8Г8МФБ — ЭИ481.

Маркировка марок жаропрочных и жаростойких спла­вов на железоникелевой и никелевой основах состоит только из буквенных обозначений элементов, за исключением ни­келя, после которого указывается цифра, обозначающая его среднее содержание в процентах.

2—970

Например, сплав состава: 0,12 % С; 14,0—16,0 % Cr; 34,0—38,0 % Ni; 1,1—1,5 % Ti; 2,8—3,5 % W; остальное Fe обозначается ХН35ВТ (ЭИ612), а сплав: <0,07 % С; 19,0—22,0 % Cr; 2,4—2,8 % Ti; 0,6—1,0 % Al; <4,0 % Fe; остальное —Ni обозначается ХН77ТЮР (ЭИ437).

Принятая в России ( СССР ) система маркировки наглядна и прос­та. В других странах применяют другие принципы обозна­чения сталей.

Так, буквенно-цифровая система используется в ВНР, ВНР, ПНР, ГДР, ФРГ, Италии, Франции и других стра­нах. В ряде стран применяют цифровое обозначение ма­рок сталей. Ниже приведено обозначение одних и тех же по составу сталей в разных странах:

СССР

ЧССР

ГДР

ФРГ

10

12010

Cio

СкЮ

50ХФ

15260

50CrV4

50CrV4

У8

19152

C80W1

C85W2

Р18

N9825

X72WCrV1865

В18

12X13

17021

X10Crl3

X10Crl3

12Х18Н9

17241

X12CrNil8-8

Zl2CrNil8-i

Франция

  

США

Япония

XClO

  

1010

S9CK

50CV4

  

6150

SUP5

ХС80

  

W1-0,8C

SK5

Z80W18

  

Tl

SKh3

Z12C13

  

410

SECI

Z12CN18-8

  

302

SEC7

В ряде стран производители присваивают сталям рекламные обозначения [например, Welten 80 (свариваемая), Corten (стойкая к атмосферной коррозии) и др.

Марки сталей. Пример расшифровки.       /800/600/http/knifeinfo.ru/wp-content/uploads/2008/09/144838986_markirovka-staley.gif

Единой мировой системы маркировки сталей не существует. Поэтому предлагаем вашему вниманию очень понятную статью, в которой подробно расписаны составляющие стальных сплавов.Итак... Что такое сталь?

Сталь - (польск. stal, от нем. Stahl), сплав железа с углеродом (до 2%) и др. элементами.

Маркировка сталей

Сочетания букв и цифр дают характеристику легированной стали. Если впереди марки стоят две цифры, они указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Одна цифра впереди марки указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если впереди марки нет цифры, это значит, что углерода в ней либо 1%, либо выше 1%. Цифры, стоящие за буквами, указывают среднее содержание данного элемента в процентах, если за буквой отсутствует цифра – значит содержание данного элемента около 1% (не более 1,5%). Буква А в конце марки, как и в углеродистой, так и в легированной стали, обозначает высококачественную сталь, т.е. сталь, содержащую меньше серы и фосфора. Указанная система маркировки охватывает большинство существующих легированных сталей. Исключение составляют отдельные группы сталей, которые дополнительно обозначаются определенной буквой: Р – быстрорежущие, Е – магнитные, Ш – шарикоподшипниковые, Э – электротехнические.

Условные обозначения химических элементов:

азот ( N ) - А алюминий ( Аl ) - Ю бериллий ( Be ) - Л бор ( B ) - Р ванадий ( V ) - Ф висмут ( Вi ) - Ви вольфрам ( W ) - В галлий ( Ga ) - Гл иридий ( Ir ) - И кадмий ( Cd ) - Кд кобальт ( Co ) - К кремний ( Si ) - C магний ( Mg ) - Ш марганец ( Mn ) - Г свинец ( Pb ) - АС медь ( Cu ) - Д молибден ( Mo ) - М никель ( Ni ) - Н ниобий ( Nb) - Б селен ( Se ) - Е титан ( Ti ) - Т углерод ( C ) - У фосфор ( P ) - П хром ( Cr ) - Х цирконий ( Zr ) - Ц

Влияние примесей на стали и ее свойства

Углерод находится в стали обычно в виде химического соединения Fe3C, называемого цементитом. С увеличением содержания углерода до 1,2% твердость, прочность и упругость стали увеличиваются, но пластичность и сопротивление удару понижаются, а обрабатываемость ухудшается, ухудшается и свариваемость.

Кремний, если он содержится в стали в небольшом количестве, особого влияния на ее свойства не оказывает. При повышении содержания кремния значительно улучшаются упругие свойства, магнитопроницаемость, сопротивление коррозии и стойкость против окисления при высоких температурах.

Марганец, как и кремний, содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства также не оказывает. Однако марганец образует с железом твердый раствор и несколько повышает твердость и прочность стали, незначительно уменьшая ее пластичность. Марганец связывает серу в соединение MnS, препятствуя образованию вредного соединения FeS. Кроме того, марганец раскисляет сталь. При высоком содержании марганца сталь приобретает исключительно большую твердость и сопротивление износу.

Сера является вредной примесью. Она находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение сообщает стали хрупкость при высоких температурах, например при ковке, - свойство, которое называется красноломкостью. Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость. В углеродистой стали допускается серы не более 0,06-0,07%. Увеличение хрупкости стали при повышенном содержании серы используется иногда для улучшения обрабатываемости на станках, благодаря чему повышается производительность при обработке.

Фосфор также является вредной примесью. Он образует с железом соединение Fe3P, которое растворяется в железе. Кристаллы этого химического соединения очень хрупки. Обычно они располагаются по границам зерен стали, резко ослабляя связь между ними, вследствие чего сталь приобретает очень высокую хрупкость в холодном состоянии (хладноломкость). Особенно сказывается отрицательное влияние фосфора при высоком содержании углерода. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки. Легирующие элементы и их влияние на свойства стали

Хром – наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.

Никель сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, оказывает влияние на изменение коэффициента теплового расширения. Никель – дорогой металл, его стараются заменить более дешевым.

Вольфрам образует в стали очень твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Это дорогой и дефицитный металл.

Ванадий повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем, он дорог и дефицитен.

Кремний в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1-1,5% Si увеличивает прочность, при этом вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличивается электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, кислостойкость, окалиностойкость.

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 сопротивление окислению при высоких температурах.

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

Ниобий улучшает кислостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Алюминий повышает жаростойкость и окалиностойкость.

Медь увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.

Церий повышает прочность и особенно пластичность.

Цирконий оказывает особое влияние на величину и рост зерна в стали, измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

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

Источник: http://www.elecmet.ru/spravochnik/stal/steelmark/

 

Некоторые распространенные марки сталей, используемые при производстве ножей. Cowry X - вязкая порошковая сталь , специально разработана Diado Steel Company для режущих инструментов. Она содержит 3% углерода, 20% хрома, 1% молибдена, 0,3% ванадия и может быть закалена до 63 -66 HRC без повышения хрупкости.

Cowry Y (CP-4) - японская коррозионностойкая сталь производства Daido Steel Co., LTD с 1.2% углерода, 14% Cr; 3% Mo; 1% V. Используется в производстве ножей.

ZDP-189 (Имеет тот же состав что и Cowry X) - высокоуглеродистая инструментальная сталь производства корпорации Hitachi Metals (Япония), разработанная на основе технологии аморфных металлических сплавов, используемая в изготовлении ножей. Состав: C: 2.90-3.00%; Si: 0.35; Cr: 19.00-20.50%; Mo: 0.90-1.00%; V: 0.25-0.35%

ZDP-247 - высокоуглеродистая инструментальная сталь производства корпорации Hitachi Metals (Япония), разработанная на основе технологии аморфных металлических сплавов, используемая в изготовлении ножей. Состав стали является коммерческим секретом корпорации Hitachi Metals.

VG10 Нержавеющая сталь содержащая углерода 0.95 - 1.05%, Молибдена 0.90 - 1.20% Ванадия 0.10 - 0.30% и 1.30 - 1.50% Кобальта для увелечения прочности. Закаливается до 60 - 61 HRC (единиц по Роквеллу).

AISI 301 – коррозионностойкая упрочняемая хром-никелевая сталь, используемая на поварских и кухонных ножах. Свойства – высокая коррозионная стойкость. Состав - <0.15%C, 16-18%Cr, 6-8%Ni, <2%Mn, <1%Si, <0.045%P, <0.03%S.

 

AISI 304 (1.4301 08Х18Н10) – коррозионностойкая упрочняемая хром-никелевая сталь, используемая на поварских и кухонных ножах. Свойства – высокая коррозионная стойкость. Состав - <0.08% C, 17.5-20% Cr, 8-11% Ni, <2% Mn, <1% Si, <0.045% P, <0.03% S.

ATS-34 - высокоуглеродистая хромистая подшипниковая сталь японского производства (Hitachi Metals), пользующаяся широкой популярностью с конца 80-х г.г. ХХ века в изготовлении клинков дорогих серийных и авторских моделей. Очень близка по составу американской 154-CM и шведской RWL-34. Состав: С 1.05%, Мn 0.4%, Cr 14.0%, Mo 4.0%.

ATS-55 - высокоуглеродистая хромистая сталь японского производства, использующаяся в изготовлении клинков серийных моделей. Состав: С 1.00%, Мn 0.5%, Cr 14.0%, Mo 0.60%, Co 0,40%, Cu 0.20%, Si 0.40%.

AUS-4 - коррозионностойкая сталь японского производства (Aichi Steel Works), пользующаяся популярностью в изготовлении клинков недорогих серийных моделей складных и кухонных ножей. Состав: С 0.40…0.45%, Мn 1.0%, Cr 13…14.5%, Ni 0.50%; Si 1.0%.

AUS-41 - коррозионностойкая сталь японского производства (Aichi Steel Works), пользующаяся популярностью в изготовлении клинков недорогих серийных моделей складных и кухонных ножей.

 

AUS-43 - коррозионностойкая сталь японского производства (Aichi Steel Works), пользующаяся популярностью в изготовлении клинков недорогих серийных моделей складных и кухонных ножей.

AUS-6 - коррозионностойкая сталь японского производства (Aichi Steel Works), пользующаяся популярностью в изготовлении клинков недорогих серийных моделей складных и кухонных ножей. Существует разновидность AUS-6М повышенной чистоты. Состав: С 0.55…0.65%, Мn 1.0%, Cr 13…14.5%, Ni 0.50%; Si 1.0%, V 0.10…0.25%.

AUS-8 - коррозионностойкая сталь японского производства (Aichi Steel Works), пользующаяся популярностью в изготовлении клинков серийных моделей складных и кухонных ножей. Состав: С 0.70…0.75%, Мn 0.50%, Mo 0.10…0.30%, Cr 13…14.5%, Ni 0.50%; Si 1.0%, V 0.10…0.26%.

 

AUS-10 - коррозионностойкая сталь японского производства (Aichi Steel Works), пользующаяся популярностью в изготовлении клинков серийных моделей различных ножей. Существует разновидность AUS-10М повышенной чистоты. Состав: С 0.95…1.10%, Мn 0.50%, Mo 0.10…0.31%, Cr 13…14.5%, Ni 0.50%; Si 1.0%, V 0.10…0.27%.

AUS-118 - коррозионностойкая сталь японского производства (Aichi Steel Works), пользующаяся популярностью в изготовлении клинков серийных моделей различных ножей. Состав: С 0.90…0.95%, Мn 0.50%, Mo 1.30…1.50%, Cr 17…18%, Si 1.0%, V 0.10…0.25%.

Blue Paper #1 (Ao Gami #1) - японская легированная сталь повышенной чистоты производства Hitachi (Япония), популярная в производстве профессиональных поварских ножей, пил, кос. Состав: C – 1.20…1.40%, Si - 0.10…0.20%, Mn - 0.20…0.30%, Cr - 0.30…0.50%, W – 1.50…2.00%.

Blue Paper #2 (Ao Gami #2) - японская легированная сталь повышенной чистоты производства Hitachi (Япония), популярная в производстве профессиональных поварских ножей, пил, кос. Состав: C – 1.00…1.20%, Si - 0.10…0.20%, Mn - 0.20…0.30%, Cr - 0.20…0.50%, W – 1.00…1.50%.

Blue Paper Super (Ao Gami Super) - японская легированная сталь повышенной чистоты производства Hitachi (Япония), популярная в производстве профессиональных поварских ножей, пил, кос. Состав: C – 1.40…1.50%, Si - 0.10…0.20%, Mn - 0.20…0.30%, Cr - 0.30…0.50%, W – 2.00…2.50%, Mo – 0.30…0.50%, V – 0.30…0.50%

FAX18 – популярная в производстве клинков быстрорежущая сталь повышенной износостойкости и прочности. Аналоги: DEX-M1 (Diado steel) HAP5R (Hitachi metals). Состав: С – 1.10%; W – 1.50%; Mo – 9.50%; Cr – 4.00%; V – 1.00%; Co – 8.00%. Твердость 58-62 HRC

G-2 - старое название японской коррозионностойкой стали GIN-1 (Gingami 1), популярной для изготовления клинков. Замена названия произведена в конце 90-х по причине наличия на североамериканском рынке пластика с таким же названием. Состав: С 0.90%; Cr 15.50%; Mn 0.60%; Mo 0.30%; Si 0.37%.

KK - японская легированная сталь производства Hitachi (Япония), популярная в производстве профессиональных поварских ножей и опасных бритв. Состав: C – 1.20…1.30%, Si - 0.15…0.20%, Mn - 0.10…0.30%, Cr - 0.15…0.30%.

 

LAK41 - коррозионностойкая сталь производства Daido Steel Co., LTD, используемая в производстве недорогих кухонных и поварских ножей. Состав 0.50% C; 15.5% Cr; 1.0% Mo.

LAK42 - коррозионностойкая сталь производства Daido Steel Co., LTD, используемая в производстве недорогих кухонных и поварских ножей. Состав 0.58% C; 13.0% Cr; Mo.

MoV – класс высокоуглеродистых коррозионностойких сталей, используемых в изготовлении клинков японских поварских ножей, в т.ч. см. AUS-6, AUS-8, AUS-10, VG-10 и пр.

Sandvic 12C27 - инструментальная сталь фирмы Sandvic AB (Швеция), популярный материал для изготовления клинков поварских моделей. Обладает пониженным содержанием примесей – серы и фосфора. Состав: С - 0.6%, Mn - 0.35%, Cr -14.0%.

SGPS (Super Gold Powder Steel) - японская коррозионностойкая сталь, разработанная фирмой Takefu Special Steel Co., Ltd. (Япония) для высококачественного режущего инструмента. Состав: C: 1.40%; Cr:15%; Mn:0.4%; Mo: 2.8%; Si:0.50%; V: 2.0%

Silver 1 - «Серебрянная 1» сталь – торговая марка корпорации Hitachi Metals , популярный материал в изготовлении коррозионностойких клинков поварских ножей и бытовых ножниц. Состав: 0.80-0.90 %С; 0.35 - 0.75% Mn; 0.35% Si; 15.0 – 17.0% Cr; 0.30 – 0.50% Мо.

Silver 3 - «Серебрянная 3» сталь – торговая марка корпорации Hitachi Metals , популярный материал в изготовлении коррозионностойких клинков поварских ножей и бытоых ножниц. Состав: 0.95-1.10 %С; 0.60 - 1.00% Mn; 0.35% Si; 13.0 – 14.5% Cr.

Silver 5 - «Серебрянная 5» сталь – торговая марка корпорации Hitachi Metals (Япония), популярный материал в изготовлении коррозионностойких клинков поварских ножей и бытовых ножниц. Состав: 0.60-0.70 %С; 0.60 - 0.80% Mn; 0.35% Si; 12.5 – 13.5% Cr.

SLD - популярная на японских поварских ножах марка коррозионностойкой стали. Состав: C: 1.40…1.60%; Cr:11.0…13.0%; Mn: 0.30..0.60%; Si:0.15…0.35%; V 0.2…0.5%.

 

S-STAR - коррозионностойкая сталь производства Daido Steel Co., LTD, используемая в производстве недорогих кухонных и поварских ножей, близкая по составу к 420J2.

SK4 – углеродистая сталь, используемая в производстве недорогих поварских моделей. Аналог американской AISI 1095, германской W.Nr 1.1274. Состав: C: 0.9-1.1%; Si<0.35%; Mn:<0.5%; P:<0.030%; S:<0.030%.

SK5 – углеродистая сталь, используемая в производстве недорогих поварских моделей. Аналог американской AISI 1084, германской W.Nr 1.1269. Состав: C: 0.8-0.9%; Si<0.35%; Mn:<0.5%; P:<0.030%; S:<0.030%.

SRK-8 - популярная на японских ножах рубящих и сельскохозяйственных инструментах марка инструментальной стали. Состав: C: 0.95…1.10%; Cr:0.20…0.50%; Mn:0.25%; Si:0.30% .

 

SRS15 - популярная на японских поварских ножах марка коррозионностойкой стали. Состав: C: 1.50%; Cr:13%; Mn:0.3%; Mo: 2.8%; Si:0.30%; V: 1.5%; W: 1.25%.

VG-2 - японская коррозионностойкая сталь, разработанная фирмой Takefu Special Steel Co., Ltd. (Япония) для обкладок многослойных кухонных ножей.

VG-10 - японская коррозионностойкая сталь, разработанная фирмой Takefu Special Steel Co., Ltd. (Япония) для режущего инструмента. Известна под названием V-Gold №10. Состав: C 0.95-1.05%; Cr 14.50-15.50; Co 1.30-1.50%; Mn 0.50%; Mo 0.90-1.20%.

White Paper #1 (Shiro Gami #1) - высокоуглеродистая инструментальная сталь производства корпорации Hitachi Metals (Япония), популярный материал в изготовлении клинков высококачественных поварских и промышленных ножей. Состав: 1.20-1.40 %С; 0.20 - 0.30% Mn; 0.10-0.20% Si.

White Paper #2 (Shiro Gami #2) - высокоуглеродистая инструментальная сталь производства корпорации Hitachi Metals (Япония), популярный материал в изготовлении клинков поварских ножей, кос, топоров, стамесок. Состав: 1.00-1.20 %С; 0.20 - 0.30% Mn; 0.10-0.20% Si.

White Paper #3 (Shiro Gami #3) - высокоуглеродистая инструментальная сталь производства корпорации Hitachi Metals (Япония), популярный материал в изготовлении клинков, кос, топоров, стамесок, поварских ножей, промышленных ножей. Состав: 0.80-0.90 %С; 0.20 - 0.30% Mn; 0.10-0.20% Si.

Yellow Paper (см. Kiigami) – «желтая бумага», высокоуглеродистая инструментальная сталь производства корпорации Hitachi Metals (Япония), популярный материал в изготовлении клинков поварских ножей. Состав: C: 1.0…1.10%; Cr:0.20…0.50%; Mn: <0.50%; Si:<0.35%.

Инструментальные отечественные стали:

ХВГ (9ХВГ) относится к нетеплостойким сталям высокой твердости для режущего инструмента. Клинки из нее сравнительно просты в изготовлении (за счет низкой деформируемости при закалке), легко затачиваются и обладают значительным запасом стойкости режущей кромки. Прочны. Коррозионная стойкость - слабая, поэтому их хромируют или воронят.

Х6ВФ в России используют для штампов и ручных пил. Клинки из такой стали обладают очень хорошими прочностными свойствами в сочетании со стойкостью режущей кромки. Удовлетворительная коррозионная стойкость.Если интересует короткий охотничий клинок или нож для боевых действий - эта сталь для вас.

5ХHМ. Еще более прочная, чем Х6ВФ, и обладающая хорошими режущими свойствами. Эта сталь используется для ленточных пил. Технологична. Прочна даже при низких температурах. Антикоррозионные свойства - слабые. Оптимальна для ножа выживания и экстремального туризма - при минимуме ухода на клинок из такой стали можно положиться смело во всех жизненных коллизиях.

У10, У11, У10А, У11А и повышенной вязкости У7А, У8А, У7, У8. нетеплостойкие инструментальные стали высокой твердости. Эти стали применяют для ручного инструмента, штампов, измерительного инструмента и напильников, которые обычно и прековываются в клинки.Оставленные на клинке следы насечки от напильника придают им особый шарм. Данные марки обеспечивают достаточную прочность в сочетании с хорошей режущей способностью. Коррозионная стойкость - слабая.

Р6М5 Инструментальная теплостойкая сталь высокой твердости, способна “держать” закалку даже в условии сверхвысоких температур и используется в машиностроении для высокопроизводительного режущего инструмента. Способность сохранять режущую кромку - очень хорошая. Достаточно прочна, но не настолько, чтобы конкурировать с приведенными выше марками. Малоупруга. Полируется плохо - немаловажно это иметь ввиду, так как ножевщики- индивидуалы полируют ножи вручную, и полировка клинка из такой стали может стоить 50-60% от стоимости ножа. Коррозионная стойкость - слабая.

50ХГА - качественная легированная хромомарганцевая рессорно - пружинная сталь - очень популярна среди кузнецов. Очень вязкая. Хорошая стойкость режущей кромки в сочетании с прочностными качествами, сопоставимыми с 5ХHМ, делают ее идеальным материалом для длинноклинкового оружия и для ножей, от которых требуется повышенная прочность, в том числе боевых. Коррозионная стойкость не слишком высокая, несколько выше чем у 5ХHМ.

ШХ15 Шарикоподшипниковая сталь довольно похожа на 50ХГА по свойствам, за исключением того, что в ее пользу делают выбор те, кому приходится незначительно жертвовать прочностью в пользу лучшей стойкости режущей кромки. Эта сталь, в основном, куется, так как сложно найти прямые полосы из нее.

Х12М Инструментальная легированная хромистая сталь является коррозионно- стойкой. Конечно, не до такой степени как 4Х13, но намного превосходит марки, приведенные выше. Hедостаточно высокое содержание хрома (11 - 12.5 %) не позволяет отнести ее к разряду, именуемому “нержавеющие стали”. Hо зато по режущим способностям среди обычных и нержавеющих сталей ей нет равных. Прочность несколько ниже, чем у прочих сталей этого класса, но хорошая режущая способность и коорзионная стойкость легко компенсируют этот недостаток. Легко полируется. Технологична.

Высоколегированные нержавеющие стали:

4Х13 (45Х13) имеет уникальные антикоррозионные свойства, но способность держать заточку - крайне слабая. Можно порекомендовать на кухню или для нужд водолаза, но охотничий нож из такой стали доставит много разочарований. Такая сталь идет, как правило, на недорогие хозяйственные ножи, ножи из столовых приборов, дешевые исторические репликанты на стену и т.п.

65Х13 сортовой не является, но широко используется промышленными производителями для своих моделей.При правильной термообработке клинок из такой стали способен порадовать владельца хорошим сочетанием коррозионной стойкости (темнеет без образования ржавчины в активной среде, такой как томаты, цитрусовые, кровь) и приличной режущей способностью. Материал для клинка хорошего кухонного, туристического или рыбацкого ножа. Легко затачивается даже в полевых условиях “о камушек”. Хороший термист может добиться с этой сталью весьма недурных результатов.

9Х18 (95Х18 и Х18) пользуется наибольшим почетом среди нержавеющих сталей. Хорошая стойкость режущей кромки не кажется высокой ценой за незначительное ухудшение по сравнению с 65Х13 коррозионной стойкости. К сожалению, очень велик разброс качества исходного материала. Как и любая высоколегированная сталь требует особых режимов термообработки, Проигрывает углеродистым и инструментальным сталям в прочности. Дорога. Остается одним из наиболее популярных материалов как на складные, так и на обычные ножи.

Импортные аналоги отечественных сталей:

низкоугледистые (до 0.6% С) - 45Х13 - сталь 18/10, “400-го типа”, 420, 420J2, 420m, 425m, 10C29, X45CrMo14(1.4116), X55CrMo14(1.4110)

среднеуглеродистые (0,65-0,95% C) - 65Х13 - 440A, 440B, AUS6, AUS8, MBS26, NNS-8, 12C27, 13C26, X65CrMo14(1.4109), X89CrMoV18(1.4112)

высокоуглеродистые (0.95 - 1.2% С) - 95Х18 - AUS10, GIN1(G-2), 154CM, 440C, VG10, RS-30, CRB-7, X105CrMo17 (1.4125), ATS34, ATS55, CPV10M

порошковые стали с повышенным содержанием С (до 3%) - наших марочных аналогов нет, только экспериментальные плавки и на заказ - 440XH, BG-42, CPM(T)440V, CPM 420V, zdp-189, Cowry X.

Источник http://knifereviews.net/article/read/steel_table.html

www.artwood.ru

Классификация и свойства сталей — Материалы и свойства

Содержание статьи

Сталь – ковкий сплав железа с углеродом (до 2 %), содержащий те же примеси, что и чугун, но в меньших количествах (от сотых долей до 1 %).

Стали классифицируют по способу получения, назначению, химическому составу, характеру застывания металла в изложнице, качеству, а также методу прокатки.

По способу получения различают стали конверторные (прежнее название бессемеровские), мартеновские и электростали, которые получают в соответствующих печах — кислородных конверторах, мартенах, электрических печах.

По назначению

По назначению стали делят на конструкционные, инструментальные и специальные.

Конструкционные стали содержат от 0,08 до 0,85 % углерода. Они хорошо обрабатываются давлением и резанием, выпускаются углеродистыми и легированными. Из таких сталей изготавливают детали машин и механизмов, строительные конструкции, корпуса вагонов и судов и т. д.

Инструментальные стали

Инструментальные стали характеризуются повышенным содержанием углерода (0,7—1,35%), обладают высокой твердостью, жаропрочностью и износостойкостью. В соответствии со своим названием служат для изготовления различного инструмента: режущего, ударно-штампового, мерительного (резцов, фрез, штампов, калибров и др.).

Специальные стали

Специальные стали характеризуются особыми свойствами (нержавеющие, немагнитные, кислотостойкие, износостойкие, жаропрочные и др.), как правило, они высоколегированные. Из таких сталей изготавливают ответственные детали машин и приборов.

По химическому составу

По химическому составу различают углеродистые и легированные стали. Обычными углеродистыми сталями называются стали без легирующих добавок. В состав легированных сталей вводятся специальные добавки, улучшающие качество стали и придающие ей особые свойства.

Углеродистые стали подразделяются на низкоуглеродистые (до 0,25% углерода), среднеуглеродистые (от 0,25 до 0,6%) и высокоуглеродистые (свыше 0,65 %). С увеличением содержания углерода уменьшается пластичность и возрастает твердость стали. Прочность ее также повышается, но при содержании углерода более 1 % вновь снижается.

Легированные стали

Легированные стали в зависимости от степени легирования делятся на низколегированные (менее 2,5 % легирующих элементов), среднелегированные (2,5—10%) и высоколегированные (более 10%). Название им часто дается по преобладающим элементам, например, вольфрамовая сталь, хромоникелевая сталь и т. д.

По характеру застывания металла в изложнице сталь подразделяют на спокойную, полуспокойную и кипящую. Процесс застывания происходит тем спокойнее, чем полнее удален из стали кислород. При разливе малораскисленной стали в излож-нице происходит бурное выделение пузырьков оксидов углерода – сталь как бы кипит. Для удаления кислорода (раскисление стали) в расплав в конце варки вводят раскислители (ферросилиций, ферромарганец, алюминий), способные соединяться с кислородом. Сталь, в которую введены все три раскислителя, называют спокойной, два – полуспокойной, один – кипящей.

По качеству

По качеству стали делят на обыкновенные, качественные, высококачественные и особокачественные. Различие между ними состоит в количестве содержания вредных примесей (серы и фосфора) и неметаллических включений. Допустимые содержания элементов, %: в особо высококачественных сталях – каждого элемента до 0,015; в высококачественных – серы не более 0,02 и фосфора – 0,025; в качественных – каждого элемента не болеее 0,035; в обыкновенных – серы до 0,08 и фосфора – 0,09.

По методу прокатки

По методу прокатки различают стали горячекатаные и холоднокатаные. Последние имеют более ровную и гладкую поверхность и наиболее равномерную толщину.

arxipedia.ru

Классификация видов стали

Сталью называется сплав железа и углерода, содержание которого не превышает 2,14 %. Помимо углерода, в состав могут входить фосфор, сера, марганец, кремний. Легирующие компоненты добавляют для улучшения физических и химических свойств стали.

 

По химическому составу По назначению По качеству (по содержанию серы (S) и фосфора (P) По степени раскисления
По содержанию углерода По составу легирующих элементов
Малоуглеродистые C< 0,25% Низколегированные, легирующих элементов < 2,5% Конструкционные - для строительных элементов и деталей машин и приборов, инструментальные - для изготовления режущего инструмента, штампов и т.д., с особыми физическими свойствами (магнитные, электротехнические и т.д.), с особыми химическими свойствами (нержавеющие, жаростойкие и т.д) Обыкновенного качества S<0,06%, P<0,07% Качественные S<0,035%, P<0,035% Высококачественные S<0,025%, P<0,025% Особовысококачественные S<0,015%, P<0,025% Спокойные (при варке полностью раскисленные), в конце маркировки "сп",
Среднеуглеродистые C 0,25…0,6% Среднелегированные, легирующих элементов 2,5…10% Полуспокойные - "пс",
Высокоуглеродистые C>0,6% Высоколегированные, легирующих элементов > 10% Кипящие - "кп"

 

Конструкционные углеродистые стали могут быть обыкновенного качества и качественные.

Первые изготавливаются по ГОСТ 380-94 и маркируются от Ст0 до Ст6 (с возрастанием номера увеличивается содержание углерода). Чем выше марка стали, тем лучше прочностные характеристики (предел текучести, прочности) и ниже пластические (относительное удлинение и сужение).

Производят из такого материала следующие виды проката: швеллеры, балки, листы, прутки, трубы. Такая сталь часто используется для соединений строительных конструкций. Чем больше в материале будет углерода, тем хуже качество сварочного процесса. Из-за таких особенностей марки стали Ст 5, 6 применяют в тех конструкционных элементах, которые не требуют сварки.

Качественные углеродистые стали, изготавливающиеся по ГОСТ 1050-88, маркируются цифровыми значениями 08, 10…85, эта информация отображает содержание углерода в сотых частях процента.

Низкоуглеродистые стали (менее 0,25 % углерода) обозначают: 07кп, 10кп, 05кп, 08, 10; они имеют более низкую прочность, но высокопластичны.

Среднеуглеродистые стали (0-0,5 %) маркируются: 35, 40…55. Пластичность их ниже, а прочность — более высокая.

Высокоуглеродистые стали (0,6-0,85 %) отличаются прочностью, упругостью и износостойкостью. Производят из них рессоры, пружины, замковые шайбы, шпиндели, прокатные валки и пр.

Легированные конструкционные стали соответствуют требованиям ГОСТ 4543-71. Чем больше содержание легирующих добавок в составе материала, тем он дороже. Маркируется такая сталь цифровыми и буквенными обозначениями. Буквы указывают на элемент, использовавшийся в изготовлении стали, а цифры обозначают количество компонента в процентном соотношении.

Коррозионностойкие жаростойкие марки сплавов и сталей производят по ГОСТ 5632-72.

Жаростойкость достигается благодаря добавлению к составу кремния, хрома или алюминия: эти элементы образуют при нагреве защитный слой оксидов. Применяются в изготовлении газовых турбин, высокотемпературного оборудования, деталей печей.

Коррозионностойкие нержавеющие стали востребованы в производстве деталей с высокой пластичностью, которые в дальнейшем подвержены ударным нагрузкам (домашней утвари, частей гидравлических прессов). Также материал необходим для изготовления изделий, испытывающих воздействие сред со слабой агрессивностью (водных растворов солей, осадков и пр.).

Инструментальные стали

Углеродистый тип выпускают по ГОСТ 1435-90, применяют в закаленном состоянии. Используются как режущий инструмент в процессах с малыми скоростями из-за утраты высокой твердости уже при 190 градусах Цельсия.

Сталь с маркировкой У10 … У13 применяется в изготовлении режущих элементов (шаберов, фрез, сверл, напильников и пр.). В деревообрабатывающей отрасли используется тип материала У 7, 8. Углерод в составе указан десятыми долями процента.

Легированные инструментальные стали необходимы для разрезания изделий небольшой прочности при малой скорости. Если сравнивать такую сталь с углеродистой, то она обладает большей прокаливаемостью.

Быстрорежущие стали

Материал характеризуется термостойкостью при использовании до 650 градусов Цельсия. Как легирующие компоненты применяются молибден, ванадий, вольфрам и кобальт. Маркируют продукцию буквенным символом «Р», а цифровое обозначение указывает на содержание добавок в процентах. Из этих сталей производят сложные инструменты для обработки металла путем резания: фрезы, сверла, протяжки и прочее.

www.volat-spb.ru