Низкоуглеродистая сталь: состав и свойства. Низколегированная сталь и углеродистая сталь
Низкоуглеродистая сталь: состав и свойства
Низкоуглеродистая сталь встречается повсеместно. Ее популярность основана на физических, химических свойствах и невысокой стоимости. Этот сплав широко применяется в промышленности и в строительстве. Рассмотрим подробнее этот вид стали.
Состав
Сталь – железо, обогащенное углеродом в процессе плавки. Для углеродистых выплавок характерно наличие углерода, который определяет основные свойства металла, и примесей: фосфора (до 0,07%), кремния (до 0,35%), серы (до 0,06%), марганца (до 0,8%). Так, низкоуглеродистая сталь содержит не более 0,25% углерода. 
Что касается других добавок, марганец и кремний служат раскислению (удалению кислорода из жидкого металла, что уменьшает хрупкость при горячей деформации). А вот повышенный процент серы может привести к растрескиванию сплава при термической обработке, фосфора – при холодной.
Способы получения
Производство низкоуглеродистого сплава можно разложить на несколько этапов: загрузку в печь чугуна и лома (шихты), термическое воздействие до состояния плавления, удаление из массы примесей. 
Далее может происходить разливка стали или дополнительная обработка: шлаком или вакуумом и инертными газами.
Для исполнения таких процессов пользуются тремя способами:
- Мартеновские печи. Самое распространенное оборудование. Процесс плавки происходит в течение нескольких часов, что позволяет отслеживать лабораториям качество получаемого состава.
- Конвекторные печи. Производится за счет продувки кислородом. Следует отметить, что сплавы, полученные таким способом, не отличаются высоким качеством, так как содержат большее количество примесей.
- Индукционные и электропечи. Процесс производства идет с применением шлака. Таким способом получаются высококачественные и специализированные сплавы.
Рассмотрим особенности классификации сплавов.
Виды
Низкоуглеродистая сталь может быть трех видов:
- Обычного качества. В таких сплавах содержание серы не превышает 0,06%, фосфора 0,07%.
- Качественная. В составе наличие: серы до 0,04%, фосфора до 0,035%.
- Высококачественная. Содержание серы до 0,025%, фосфора до 0,025%
- Особого качества. Низкое содержание примесей: серы до 0,015%, фосфора - до 0,025%.
Как уже говорилось ранее, чем меньше примесей, тем лучше качество сплава. 
Сталь низкоуглеродистая ГОСТ 380-94 обыкновенного качества делится еще на три группы:
- А. Определяется своими механическими свойствами. Форма поставки потребителю чаще всего встречается в виде многопрофильного и листового проката.
- Б. Основные показатели - химический состав и свойства. Оптимальные для механического воздействия давлением под термическим фактором (ковка, штамповка).
- В. Для таких видов сплавов важны такие свойства: технические, технологические, физические, химические и, соответственно, состав.
По процессу раскисления стали делят на:
- Спокойные. Процесс затвердевания происходит спокойно. Газы при таком процессе не выделяются. Усадка происходит в середине слитка.
- Полуспокойные. Промежуточный вид стали между спокойными и кипящими составами.
- Кипящие. Затвердевание происходит с выделением газа. Усадочная раковина скрытого типа.
Основные свойства
Низкоуглеродистая сталь отличается высокой пластичностью, легко деформируется в холодном состоянии и в горячем. Отличительной чертой такого сплава является хорошая свариваемость. В зависимости от добавочных элементов свойства стали могут меняться. 
Чаще всего низкоуглеродистые сплавы применяются в строительстве и промышленности. Это обусловлено невысокой ценой и хорошими прочностными качествами. Такой сплав еще называют конструкционным. Свойства низкоуглеродистой стали зашифрованы в маркировке. Ниже мы рассмотрим ее особенности.
Особенности маркировки
Обычная низкоуглеродистая сталь имеет буквенное обозначение СТ и цифровое. Число следует делить на 100, тогда будет понятно процентное содержание углерода. Например, СТ15 (углерод 0,15%).
Рассмотрим маркировку и расшифруем обозначения:
- Первые буквы или их отсутствие говорит о принадлежности к той или иной группе качества. Это могут быть Б или В. Если нет буквы, значит сплав принадлежит к категории А.
- Ст обозначает слово «сталь».
- Цифровое обозначение – зашифрованное процентное содержание углерода.
- кп, пс – обозначает кипящий или полуспокойный сплав. Отсутствие обозначения говорит о том, что сталь спокойная (сп).
- Буквенное обозначение и цифровое после него раскрывают, какие примеси входят в состав, и их процентное содержание. Например, Г – марганец, Ю – алюминий, Ф – ванадий.
Для качественных низкоуглеродистых сталей в маркировке не ставится буквенное обозначение «Ст». 
Также применяется цветовое обозначение. Например, низкоуглеродистая сталь марки 10 имеет белый цвет. Стали специального назначения могут обозначаться дополнительными буквами. Например, «К» - применяется в котлостроении; ОсВ – используется для изготовления вагонных осей и т. д.
Выпускаемые изделия
Можно выделить несколько групп стальной продукции:
- Листовая сталь. Подвиды: толстолистовая (ГОСТ 19903-74), тонколистовая (ГОСТ 19904-74), широкополостная (ГОСТ 8200-70), полосовая (ГОСТ 103-76), рифленая (ГОСТ 8568-78)
- Уголковые профили. Равнополочные (ГОСТ 8509-93), неравнополочные (ГОСТ 8510-86).
- Швеллеры (ГОСТ 8240-93).
- Двутавры. Балки двутавровые обыкновенные (ГОСТ 8239-89), Балки двутавровые широкополочные (ГОСТ 26020—83, СТО АСЧМ 20—93).
- Трубы.
- Профилированный настил.
К этому перечню добавляют вторичные профили, которые образуются за счет сварных работ и механической обработки.
Сферы применения
Область использования низкоуглеродистой стали достаточна широка и зависит от маркировки:
- Ст 0, 1, 3Гсп. Широкое применение в строительстве. Например, проволока арматурная из низкоуглеродистой стали,
- 05кп, 08, 08кп, 08ю. Хороша для штамповки и холодной вытяжки (высокая пластичность). Применяются в автомобилестроении: кузовные детали, топливные баки, змеевики, части сварных конструкций.
- 10, 15. Применяются для деталей, не подвергающихся высоким нагрузкам. Трубы для котлов, штамповки, муфты, болты, винты.
- 18кп. Характерное применение – конструкции, которые производят с помощью сварочных работ.
- 20, 25. Широко используется для производства крепежных материалов. Соединительные муфты, толкатели клапанов, рамы и другие детали сельскохозяйственных машин.
- 30, 35. Оси, на которые идет малая нагрузка, звездочки, шестерни и т. д.
- 40, 45, 50. Детали, испытывающие средние нагрузки. Например, коленчатые валы, фрикционные диски.
- 60-85. Детали, подвергающиеся высокой нагрузке. Это могут быть рельсы для железной дороги, колеса для кранов, рессоры, шайбы.
Как видно, производимый ассортимент обширен – это не только проволока низкоуглеродистой стали. Также это детали сложных механизмов.
Низколегированная и низкоуглеродистая сталь: отличия
Для улучшения каких-либо характеристик сплава добавляются легирующие элементы. 
Стали, которые содержат в чебе низкое количество углерода (до четверти процента) и легирующих добавок (общий процент - до 4 %) называются низколегированными. Такой прокат сохраняет высокие сварные качества, но при этом усиливаются разные свойства. Например, прочность, антикоррозийные характеристики и так далее. Как правило, оба вида применяются в сварных конструкциях, которые должны выдерживать температурный диапазон от минус 40 до плюс 450 градусов Цельсия.
Особенности сварки
Сварка низкоуглеродистых сталей имеет высокие показатели. Тип сварки, электроды и их толщину подбирают на основе следующих технических данных:
- Соединение непременно должно быть прочно скреплено.
- Не должно быть дефектов швов.
- Химический состав шва должен выполняться в соответствии нормативам, указанных в ГОСТе.
- Сварные соединения должны соответствовать условиям эксплуатации (устойчивость к вибрациям, механическому воздействию, температурному режиму).
Могут использоваться различные виды сварки от газовой до сварки в среде углекислого газа плавящимся электродом. При подборе учитывают высокую плавкость низкоуглеродистых и низколегированных сплавов.
Что касается конкретно сферы применения, то низкоуглеродистый прокат используется в строительстве и машиностроении. 
Итак, мы выяснили, что собой представляют изделия из низкоуглеродистой и низколегированной стали.
fb.ru
Низколегированные стали: классификация и применение
Легированными сталями называют такие стали, которые получают свои улучшенные свойства за счет:— одного или нескольких специальных легирующих элементов;— более высокого содержания, чем в обычных углеродистых сталях таких элементов как магний и кремний.
Легированные стали содержат марганец, кремний и медь в более высоких концентрациях, чем это допускается для обычных углеродистых сталей (1,65 % по марганцу; 0,60 % по кремнию и 0,60 % по меди).
Легирующие элементы повышают механические и технологические свойства сталей. Обычно легированные стали делят на три группы по суммарному содержанию легирующих элементов (не считая углерода):— низколегированные стали – менее 5 %;— среднелегированные стали – от 5 до 10 %;— высоколегированные стали – более 10 %.
Низколегированные стали
Низколегированные стали образуют группу сталей, которые проявляют более высокие механические свойства по сравнению с обычными углеродистыми сталями. Это является результатом добавок таких легирующих элементов как никель, хром и молибден. Для многих низколегированных сталей главная функция легирующих элементов заключается в увеличении прокаливаемости стали, чтобы оптимизировать затем прочностные и вязкие свойства средствами термической обработки. В некоторых случаях, однако, легирующие элементы применяют для того, чтобы повысить сопротивление стали каким-либо специфическим воздействиям.
Низколегированные стали , в свою очередь, разделяют:
- по химическому составу на базе основных легирующих элементов: никелевые, хромоникелевые, молибденовые, хромомолибденовые и тому подобные стали;
- по термической обработке: закаленные и отпущенные (мартенситные), нормализованные и отпущенные, отожженные и так далее;
- по свариваемости.
Стали могут иметь огромное разнообразие химических составов и, кроме того, одни и те же стали могут получать различные термические обработки. Поэтому существуют определенные «нахлесты» в той классификации низколегированных сталей, которая представлена выше.
По этой причине низколегированные стали чаще делят на четыре больших группы, такие как:
- низколегированные мартенситные (улучшаемые) стали;
- среднеуглеродистые высокопрочные стали;
- шарикоподшипниковые стали;
- теплостойкие хромомолибденовые стали.
Низколегированные мартенситные стали
Низколегированные мартенситные стали характеризуются относительно высокой прочностью с минимальным пределом текучести 690 МПа и хорошей ударной вязкостью и пластичностью, коррозионной стойкостью и свариваемостью. Их также называют низколегированными улучшаемыми сталями, имея в виду улучшение термической обработкой. Из этих сталей изготавливают плиты, листы, прутки, профили и кованые изделия. Они широко применяются для изготовления сосудов под давлением, землеройного и шахтного оборудования, а также ответственных элементов больших стальных конструкций.
Среднеуглеродистые высокопрочные стали
Среднеуглеродистые высокопрочные стали являются конструкционными и имеют очень высокую прочность. Минимальный предел текучести сталей этого класса достигает 1380 МПа.
ГОСТ 4543-71 разбивает эти сплавы на пять групп – по возрастанию степени легирования. По мере увеличения степени легирования возрастает размер сечения изделия, на котором может быть достигнута сквозная прокаливаемость. Самые прочные стали из пятой группы легируются 1,2-1,5 % хрома; 3,0-3,4 % никеля; 0,35-0,45 % молибдена и 0,1-0,2 % ванадия.
Примером такой стали может служить хромомолибденовая сталь 30ХМ из третьей группы по ГОСТ 4543-71 (аналог знаменитой стали 4130, из которой за рубежом делают велосипедные рамы). Минимальные предел текучести стали 30ХМ составляет 735 МПа, минимальный предел прочности – 930 МПа, а минимальная ударная вязкость KCU – 78 Дж/см2.
Шарикоподшипниковые стали
Шарикоподшипниковые стали должны обладать высокой твердостью. Поэтому они обычно имеют содержание углерода около 1 %. Для хорошей прокаливаемости при закалке в масле эти стали имеют от 0,4 дл 1,65 % хрома. Иногда применяют низколегированную подшипниковую сталь (0,10-0,20 % углерода). В этом случае высокой твердости поверхности добиваются цементованием.
Хромомолибденовые теплостойкие стали
Хромомолибденовые теплостойкие стали содержат 0,5-9 % хрома, 0,5-1,0 % молибдена и обычно менее 0,20 % углерода. Их подвергают различным термическим обработкам: нормализации с отпуском, закалке с отпуском или отжигу. Эти стали применяют в нефтегазовом оборудовании, химической промышленности, оборудовании обычных и атомных электростанций для изготовления труб, теплообменников и сосудов высокого давления.
Источники:Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies, ed. G. E. Totten, 2006Гуляев А. П. Металловедение, 1986.
steel-guide.ru
Марка - низколегированная сталь - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Марка - низколегированная сталь
Cтраница 1
Марки низколегированной стали - кремнемарганцовые 16ГС ( ЗН) и 09Г2С ( М) повышенной прочности и надежности получили за последние годы широкое распространение в химической промышленности. Эти марки отличаются повышенными прочностными качествами. Кроме того, кремнемарганцовые стали обладают хорошей пластичностью, высокими значениями ударной вязкости при отрицательных температурах ( табл. 2.4), а также отличной свариваемостью. Применение этих сталей для аппаратов, работающих в условиях пониженных температур ( до - 70 С), значительно повышает их эксплуатационную надежность. [1]
Марки низколегированной стали - кремнемарганцовые 16ГС ( ЗН) и 09Г2С ( М) повышенной прочности и надежности получили за последние годы широкое распространение в химической промышленности. Эти марки низколегированной стали отличаются повышенными прочностными качествами ( см. табл. 4.2), Как видно из табл. 4.2, нормативные допускаемые напряжения сталей 16ГС и 09Г2С на 154 - 35 % превосходят нормативные допускаемые напряжения сталей марок Ст. Кроме того, кремнемарганцовые стали обладают хорошей пластичностью, высокими значениями ударной вязкости при отрицательных температурах ( см. табл. 2.4), а также отличной свариваемостью. Поэтому при изготовлении аппаратуры на среднее давление для некоррозионных сред целесообразно применять высокопрочные марки низколегированных сталей, так как это позволяет уменьшить толщину стенки аппарата и тем самым сократить его массу ( вес), обеспечив экономию металла. [2]
Марки низколегированной стали - кремнемарганцовые 16ГС ( ЗН) и 09Г2С ( М) повышенной прочности и надежности получили за последние годы широкое распространение в химической промышленности. Как видно из табл. 4.2, нормативные допускаемые напряжения сталей 16ГС и 09Г2С на 15ч - 35 % превосходят нормативные допускаемые напряжения сталей марок Ст. Кроме того, кремнемарганцовые стали обладают хорошей пластичностью, высокими значениями ударной вязкости при отрицательных температурах ( см. табл. 2.4), а также отличной свариваемостью. Поэтому при изготовлении аппаратуры на среднее давление для некоррозионных сред целесообразно применять высокопрочные марки низколегированных сталей, так как это позволяет уменьшить толщину стенки аппарата и тем самым сократить его массу ( вес), обеспечив экономию металла. [3]
Марки низколегированной стали - кремнемарганцовые 16ГС ( ЗН) и 09Г2С ( М) повышенной прочности и надежности получили за последние годы широкое распространение в химической промышленности. Эти марки низколегированной стали отличаются повышенными прочностными качествами ( см. табл. 4.2), Как видно из табл. 4.2, нормативные допускаемые напряжения сталей 16ГС и 09Г2С на 15ч - 35 % превосходят нормативные допускаемые напряжения сталей марок Ст. Кроме того, кремнемарганцовые стали обладают хорошей пластичностью, высокими значениями ударной вязкости при отрицательных температурах ( см. табл. 2.4), а также отличной свариваемостью. Поэтому при изготовлении аппаратуры на среднее давление для некоррозионных сред целесообразно йрименять высокопрочные марки низколегированных сталей, так как это позволяет уменьшить толщину стенки аппарата и тем самым сократить его массу ( вес), обеспечив экономию металла. [4]
Некоторые марки низколегированных сталей ( НЛ-2, СХЛ-4 и др.) могут свариваться под высокомарганцовистыми флюсами-силикатами ОСЦ-45, ФЦ-9, АН-348, и др. Использование этих флюсов для сварки среднелегированных высокопрочных сталей перлитного класса, упрочняемых термической обработкой ( 25ХГСА, ЗОХГСА, ЗОХГСНА и др.), и в особенности высоколегированных сталей ферритного и аустенитного классов, приводит к недостаточно удовлетворительным или отрицательным результатам. Выгорание хрома и значительная засоренность ванны окисными включениями могут вызвать пониженную ударную вязкость металла шва или появление горячих трещин. [5]
Номенклатура марок низколегированной стали достаточно широка. В табл. 4.10 приведен химический состав этих сталей, а в табл. 4 11 - механические свойства в состоянии поставки. [6]
Большинство марок низколегированной стали, помимо алюминия, раскисляется титаном, вводимым в виде ферротитана, количество которого определяется маркой и назначением стали и обычно составляет 0 02 - 0 04 % ( без учета угара), если он не является легирующим элементом в данной марке. [7]
Номенклатура марок низколегированной стали весьма широка и непрерывно возрастает. [8]
В обозначении марок низколегированных сталей первая цифра означает содержание углерода в сотых долях процента, буквы: Г - марганец, С - кремний, Т - титан, X - хром, А - азот, Ю - алюминий, Ц - цирконий, Р - бор. Цифры после букв означают примерное содержание соответствующего элемента в целых единицах процента. [9]
Первые три марки низколегированной стали, указанные в приложении 2 ( 10Г2СД, 10ХСНД и 15ХСНД), уже хорошо освоены в производстве, и предназначены для применения в наиболее ответственных сварных конструкциях взамен малоуглеродистой стали марок Ст. Следующие две марки ( 18Г2С и 25Г2С) предназначены для арматурных стержней периодического профиля в железобетонных конструкциях. Последние две марки стали ( 15ГС и 14ХГС) намечаются к освоению, и их целесообразно использовать в малоответственных сварных конструкциях. [10]
Для всех марок низколегированных сталей требуется применение таких же средств защиты от коррозии, как и для углеродистых сталей. По сравнению с углеродистыми низколегированные стали, содержащие в качестве легирующих медь и олово ( отечественные марки 10ХСНД, 10ХНДП, 15ХСНД), обладают повышенной стойкостью в атмосфере ( атмосферокоррозионностойкие стали) и могут применяться для строительных конструкций, опор электропередач без дополнительной защиты. [11]
Буквы в марке низколегированных сталей показывают наличие в стали легирующих примесей. [12]
В СССР из марок низколегированной стали применяется марганцовистая сталь перлитового класса, которая согласно ГОСТ В-1050-41 отнесена к углеродистой качественной стали. [13]
В основу обозначения марок низколегированных сталей положен их химический состав. Число, стоящее перед буквенными обозначениями, соответствует среднему содержанию углерода в сотых долях процента. Отдельные компоненты, входящие в состав сталей, имеют следующие обозначения: марганец - Г, кремний - С, хром - X, никель - Н, медь - Д, азот - А, ванадий - Ф, молибден - М, алюминий - Ю, углерод - У. Цифры после букв указывают процентное содержание соответствующего элемента в целых единицах. Если количество какого-либо компонента составляет менее 0 3 %, то такой компонент в обозначение стали не вносится. По сравнению с углеродистыми сталями они имеют более высокие механические характеристики ( временное сопротивление и предел текучести), повышенную хладостойкость, лучшую износостойкость, нормальную свариваемость, но большие значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений ( см. разд. Поэтому часто применение низколегированных сталей неэффективно в случае, если определяющим является не прочность от действия наибольших нагрузок, а долговечность от действия переменных нагрузок. [14]
В основу обозначения марок низколегированных сталей положен их химический состав. Число, стоящее впереди буквенных обозначений соответствует среднему количеству углерода в сотых долях процента. Цифры после букв указывают процентное содержание соответствующего элемента в целых единицах. Если количество какого-либо компонента составляет менее 0 3 %, то такой компонент в обозначение стали не вносится. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
низколегированная сталь - это... Что такое низколегированная сталь?
3.6 низколегированная сталь (low alloy steel): Сталь с суммарным содержанием легирующих элементов менее 5 %, но больше чем в углеродистой стали.
3.1.2 низколегированная сталь : Сталь с общим содержанием легирующих элементов менее 5 %, но более указанного для углеродистой стали.
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
- низколактозный продукт переработки молока
- низкоомное резистивное заземление нейтрали сети
Смотреть что такое "низколегированная сталь" в других словарях:
низколегированная сталь — Класс черных металлов, которые проявляют прочностные свойства, большие, чем простые углеродистые стали, в результате добавления таких легирующих элементов, как никель, хром и молибден. Общее содержание легирующих элементов может составлять от… … Справочник технического переводчика
НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ — (НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЙ СПЛАВ) сталь (сплав), содержащая (содержащий) до 2,5% легирующих элементов. смотри также Легированная сталь … Металлургический словарь
Низколегированная сталь — Легированная сталь, в которой суммарное содержание легирующих элементов не превышает 2,5% (кроме углерода) … Большая советская энциклопедия
НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ — см. в ст. Легированная сталь … Большой энциклопедический политехнический словарь
конструкционная низколегированная сталь — [engineering low alloyed steel] сталь, содержащая Энциклопедический словарь по металлургии
инструментальная низколегированная сталь — [tool low alloyed steel] сталь, содержащая 0,8 1,2 % C и легированная Cr (≤ 1,5 %), от (с 1,5 %) и [f (0,15 0,30 %) с целью увеличения прокаливаемости, износо и теплостойкости, по ср. с инструментальной нелегированной сталью. Инструментальные… … Энциклопедический словарь по металлургии
высокопрочная низколегированная сталь — Сталь, спроектированная для обеспечения лучших механических свойств и более высокого сопротивления атмосферной коррозии, чем углеродистая сталь. Эта сталь не должна составлять класс легированных сталей, так как была изготовлена скорее для… … Справочник технического переводчика
термообработанная низколегированная сталь — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN heat treatable low alloy steel … Справочник технического переводчика
СТАЛЬ — СТАЛЬ, сплавы ЖЕЛЕЗА с примесью УГЛЕРОДА. Исключительная прочность стали сделала ее чрезвычайно важным материалом в строительстве и производстве товаров. Наиболее распространенным видом является простая углеродная сталь, так как углерод является… … Научно-технический энциклопедический словарь
сталь для железнодорожного транспорта — [railway steel] конструкционная углеродная и низколегированная сталь, используемая при строительстве наземных железнодорожных путей (рельсы, стрелки, рельсовые скрепления и др.) и подвижного железнодорожного состава (колеса, бандажи, оси и др.).… … Энциклопедический словарь по металлургии
normative_reference_dictionary.academic.ru
