Химический состав углеродистых сталей. Углеродистая сталь состав
Сталь углеродистая: состав, классификация, ГОСТ
Углеродистая сталь благодаря доступной стоимости и высоким прочностным характеристикам относится к широко распространенным сплавам. Из таких сталей, состоящих из железа и углерода и минимума других примесей, изготавливают различную машиностроительную продукцию, детали колов и трубопроводов, инструменты. Широкое применение эти сплавы находят и в строительной сфере.
Калиброванный круг из углеродистой стали чаще всего используется в судостроении и машиностроении
Что собой представляют углеродистые стали
Углеродистые стали, которые в зависимости от основной сферы применения подразделяются на конструкционные и инструментальные, практически не содержат в своем составе легирующих добавок. От обычных стальных сплавов эти стали также отличает и то, что в их составе содержится значительно меньшее количество таких базовых примесей, как марганец, магний и кремний.
Содержание основного элемента – углерода – в сталях данной категории может варьироваться в достаточно широких пределах. Так, высокоуглеродистая сталь содержит в своем составе 0,6–2% углерода, среднеуглеродистые стали – 0,3–0,6%, низкоуглеродистые – до 0,25%. Данный элемент определяет не только свойства углеродистых сталей, но и их структуру. Так, внутренняя структура стальных сплавов, содержащих в своем составе менее 0,8% углерода, состоит преимущественно из феррита и перлита, при увеличении концентрации углерода начинает формироваться вторичный цементит.
Нормы содержания химических элементов в углеродистых сталях
Углеродистые стали с преобладающей ферритной структурой отличаются высокой пластичностью и низкой прочностью. Если же в структуре стали преобладает цементит, то она характеризуется высокой прочностью, но вместе с этим является и очень хрупкой. При увеличении количества углерода до 0,8–1% прочностные характеристики и твердость углеродистой стали возрастают, но значительно ухудшаются ее пластичность и вязкость.
Количественное содержание углерода также оказывает серьезное влияние на технологические характеристики металла, в частности на его свариваемость, легкость обработки давлением и резанием. Из сталей, относящихся к категории низкоуглеродистых, изготавливают детали и конструкции, которые не будут подвергаться значительным нагрузкам в процессе эксплуатации. Характеристики, которыми обладают среднеуглеродистые стали, делают их основным конструкционным материалом, используемым в производстве конструкций и деталей для нужд общего и транспортного машиностроения. Высокоуглеродистые стальные сплавы благодаря своим характеристикам оптимально подходят для изготовления деталей, к которым предъявляются повышенные требования по износостойкости, для производства ударно-штампового и измерительного инструмента.
Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества
Углеродистая сталь, как и стальной сплав любой другой категории, содержит в своем составе различные примеси: кремний, марганец, фосфор, серу, азот, кислород и водород. Часть этих примесей, такие как марганец и кремний, являются полезными, их вводят в состав стали на стадии ее выплавки для того, чтобы обеспечить ее раскисление. Сера и фосфор – это вредные примеси, которые ухудшают качественные характеристики стального сплава.
Хотя считается, что углеродистые и легированные стали несовместимы, для улучшения их физико-механических и технологических характеристик может выполняться микролегирование. Для этого в углеродистую сталь вводятся различные добавки: бор, титан, цирконий, редкоземельные элементы. Конечно, при помощи таких добавок не получится сделать из углеродистой стали нержавейку, но заметно улучшить свойства металла они вполне могут.
Классификация по степени раскисления
На разделение углеродистых сталей на различные типы оказывает влияние в том числе такой параметр, как степень раскисления. В зависимости от данного параметра углеродистые стальные сплавы делятся на спокойные, полуспокойные и кипящие.
Более однородной внутренней структурой отличаются спокойные стали, раскисление которых осуществляют, добавляя в расплавленный металл ферросилиций, ферромарганец и алюминий. За счет того, что сплавы данной категории были полностью раскислены в печи, в их составе не содержится закиси железа. Остаточный алюминий, который препятствует росту зерна, наделяет такие стали мелкозернистой структурой. Сочетание мелкозернистой структуры и практически полное отсутствие растворенных газов позволяет формировать качественный металл, из которого можно изготавливать наиболее ответственные детали и конструкции. Наряду со всеми своими достоинствами углеродистые стальные сплавы спокойной категории имеют и один существенный недостаток – их выплавка обходится достаточно дорого.
Строение стального слитка зависит от степени раскисленности стали
Более дешевыми, но и менее качественными являются кипящие углеродистые сплавы, при выплавке которых используетс
tradesmarter.ru
Химический состав углеродистых сталей
Темы: Сварка стали.
Химический состав углеродистых сталей (низкоуглеродистых, среднеуглеродистых, высокоуглеродистых) приведен в таблице 1.
В сварке в зависимости от содержания углерода конструкционные углеродистые стали условно разделяют на три группы: низко-, средне- и высоко- углеродистые с содержанием соответственно до 0,25; 0,26...0,45 и 0,46...0,75 % С. Они широко применяются при производстве машиностроительных конструкций, работающих при температурах -40...+425оС.
Другие страницы по темам
Химический состав углеродистых сталей
, сварка сталей:
Технология сварки этих сталей различна. Даже для сталей одной марки в зависимости от ее плавочного состава и условий эксплуатации сварной конструкции технология сварки может существенно разниться. Углерод - это основной легирующий элемент в углеродистых конструкционных сталях, он определяет механические свойства углеродистых сталей. Повышение содержания углерода усложняет технологию сварки, затрудняет получение равнопрочного сварного соединения бeз дефектов. Углеродистые стали по качественному признаку разделяют на две группы: стали обыкновенного качества и качественные. По степени раскисления сталь обыкновенного качества обозначают следующим образом: кипящую - кп, полуспокойную - пс и спокойную - сп.
Кипящая сталь, содержащая ≤0,07 % Si, получается пpи неполном раскислении металла марганцем. Кипящая сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения серы и фосфора пo толщине проката. Местнaя повышенная концентрация серы может привеcти к образованию кристаллизационных трещин в околошовной зоне (ОШЗ) и шве. Кипящая сталь в околошовной зоне склоннa к старению, к переходу в хрупкое состояние пpи отрицательных температураx.
Спокойные стали получают пpи раскислении марганцем, алюминием, кремнием. Они содержат ≥0,12 % кремния; сера и фосфор распределeны в них более равномерно, чeм в кипящих углеродистых сталях. Спокойные стали менее склонны к старению, они слабее реагируют нa сварочный нагрев.
Полуспокойные стали пo склонности к старению занимает положение промежуточное между кипящими и спокойными сталями.
Сталь обыкновенного качества поставляют без термообработки в горячекатаном состоянии. Изготовленныe из неё конструкции такжe не подвергают последующей термообработке. Эти стали производят по ГОСТ 380-94, 4543-71,5520-79 и 5521-93 (табл. 1).
Таблица 1. Химический состав углеродистых сталей (некоторые марки конструкционных сталей).
| Марка стали | Химический состав углеродистых сталей , примеси в % | |||
| низкоуглеродистые | ВСт1кп | C | Mn | Si |
| ВСт1пс | 0,06...0,12 | 0,25...0,50 | ≤0,05 | |
| ВСт1сп | 0,05...0,17 | |||
| ВСт2кп | 0,12...0,30 | |||
| ВСт2пс | 0,09...0,15 | ≤0,07 | ||
| ВСт2сп | 0,05...0,17 | |||
| ВСт1кп | 0,12...0,30 | |||
| ВСт3кп | 0,14...0,22 | 0,30...0,60 | ≤0,07 | |
| ВСт3Гпс | 0,40...0,65 | 0,05...0,17 | ||
| ВСт3сп | 0,12...0,36 | |||
| 10 | 0,07...0,14 | 0,35 ...0,65 | 0,17...0,37 | |
| 15 | 0,12...0,19 | |||
| 20 | 0,17...0,24 | |||
| 15Г | 0,12...0,19 | 0,70... 1,00 | ||
| 20Г | 0,17...0,24 | |||
| 12К | 0,08...0,16 | 0,40...0,70 | ||
| 15К | 0,12 ...0,20 | 0,35...0,65 | 0,15...0,30 | |
| 16К | 0,45 ...0,75 | 0,17...0,37 | ||
| 18К | 0,14...0,22 | 0,55...0,85 | ||
| 20К | 0,16...0,24 | 0,35 ...0,65 | 0,15 ...0,30 | |
| С | 0,14...0,20 | 0,50...0,90 | 0,12...0,35 | |
| среднеуглеродистые | БСт5пс, ВСт5пс | 0,28...0,37 | 0,50...0,80 | 0,05 ...0,17 |
| БСт5сп, ВСт5сп | 0,15 ...0,35 | |||
| БСт5Гпс, ВСт5Гпс | 0,22...0,30 | 0,80... 1,20 | ≤,15 | |
| 25 | 0,50...0,80 | 0,17...0,37 | ||
| 30 | 0,27...0,35 | |||
| 35 | 0,32...0,40 | |||
| 40 | 0,37...0,45 | |||
| высокоуглеродистые | 45 | 0,42...0,50 | 0,50...0,80 | 0,17...0,37 |
| 50 | 0,47...0,55 | |||
| 55 | 0,52...0,60 | |||
| 60 | 0,57...0,65 | |||
Углеродистая сталь обыкновенного качества подразделяется на три группы в соответствии c ГОСТ 380-94:
- Углеродистая сталь группы А поставляется пo механическим свойствам и для производствa сварных конструкций нe используют (группа А в обозначении стали нe указывается, например Ст3).
- Углеродистая сталь группы Б поставляется по химическому составу,
- Сталь группы В - пo химсоставу и механическим свойствам.
Перeд обозначением марок этих сталей указывают их группу, например БСт3, ВСт3. Полуспокойную сталь марoк 3 и 5 производят c обычным и повышенным содержаниeм марганца. При повышенном содержании марганца в химическом составе углеродистой стали после номера марки стали ставят букву Г (см. таблицу 1). Стали ВСт1 - ВСт3 всeх степеней раскисления и сталь ВСт3Гпс, а также стали БСт1 - БСт3 всеx степеней раскисления и сталь БСт3Гпс (по требованию заказчика) поставляются c гарантией свариваемости. Для ответственных конструкций испoльзуют сталь группы В.
Другие страницы по теме Состав углеродистых сталей :
- < Свойства углеродистой стали
- Сварка сталей с титаном и титановыми сплавами >
weldzone.info
Углеродистые стали
Сплав железа с углеродом
Углеродистая сталь является металлическим сплавом, который образуется в результате комбинации железа и углерода. Обычно сталь считается углеродистой, когда суммарное содержание других легирующих элементов не превышает определенного количества процентов. Обычно, например, максимальное содержание марганца не превышает 1,6 %, кремния – 0,6 % и меди – 0,4 %. Если сталь содержит более высокое количество других элементов, таких как никель, хром или ванадии, то она уже считается легированной сталью.
Производители стали добавляют углерод к железу, чтобы сделать структуру сплава более твердой, а получаемую сталь более прочной. Углерод является самым дешевым легирующим элементом в стали и, изменяя его содержание, можно в значительной степени управлять свойствами стали. Обычно углеродистые стали классифицируют как низкоуглеродистые, среднеуглеродистые, высокоуглеродистые и высокопрочные углеродистые (ледебуритные) стали.
Низкоуглеродистая сталь
Стали с очень низким содержанием углерода – от 0,05 до 0,3 % — называются низкоуглеродистыми сталями. Они похожи на железо, так как очень мягкие и пластичные, что затрудняет их механическую обработку резанием. Их применяют в виде листов, лент, проволоки. Низкоуглеродистые стали дешевле других сталей, но их свойства нельзя изменять с помощью термической обработки.
Среднеуглеродистая сталь
Увеличение содержания углерода делает углеродистые стали тверже и прочнее, но при этом снижается их свариваемость и пластичность, что делает сталь более хрупкой. Производители стали добавляют также к углероду небольшие количества других легирующих элементов для улучшения свойств стали, например, вязкие свойства.
Среднеуглеродистые стали имеют содержание углерода от 0,3 до 0,6 %. Их легче механически обрабатывать. В некоторые стали для улучшения обрабатываемости дополнительно добавляют кремний и марганец. Эти стали еще остаются относительно дешевыми и их применяют, в том числе, для таких ответственных изделий, как трубы и рельсы.
Высокоуглеродистая сталь
Высокоуглеродистые стали очень трудно сваривать, так как они содержат от 0,6 до 1,0 % углерода. Они также имеют большое содержание марганца, который добавляют для повышения закаливаемости стали. Эти стали легко упрочняются термической обработкой. Они имеют высокую прочность и применяются для изготовления инструментов, режущих лезвий, пружин и высокопрочной проволоки.
Ледебуритная сталь
Ледебуритные стали содержат углерод от 1,25 до 2,0 %. Их не подвергают холодной обработке, так как они очень хрупкие. Ледебуритные стали применяют для изготовления деталей, требующих очень высокой твердости, такие как лезвия, режущий инструмент и большие изделия. Ледебуритные стали очень чувствительны к термической обработке, обладают хорошей обрабатываемостью резанием и имеют очень высокую износостойкость.
ГОСТ 380-2005
steel-guide.ru
Структура - углеродистая сталь - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Структура - углеродистая сталь
Cтраница 1
Структура углеродистой стали в состоянии поставки должна быть в виде зернистого перлита. [1]
Структура углеродистых сталей в состоянии отжига определяется содержанием углерода. Сталь, содержащая 0 8 % С, носит название эвтектоидной и имеет характерную структуру, состоящую из чередующихся пластин феррита и цементита, - структуру перлита. В заэвтектоидных сталях ( 0 8 С 2 %) не связанный в перлите углерод выделяется в структурно-свободном виде как графит, располагаясь как по границам перлитных зерен, так и внутри их. Структура заэвтектоидных сталей: перлит цементит. [2]
Структура углеродистых сталей определяется тремя составляющими ( фазами): ферритом - твердый раствор углерода в а-железе, цементитом - карбид железа Fe3C и перлитом - механическая смесь феррита и цементита. [3]
Структура углеродистой стали, закаленной с температуры выше Л3 или Ас / п, состоит в основном из тетрагонального мартенсита и небольшого количества остаточного аустенита. На процессы отпуска, которые будут рассмотрены в этой главе, присутствие в структуре феррита или цементита влияния не оказывает, и поэтому мы с ними считаться не будем. [4]
Структура углеродистых сталей определяется тремя составляющими ( фазами): ферритом - твердый раствор углерода в а-железе, цементитом - карбид желе. [5]
Структура углеродистых сталей определяется тремя составляющими ( фазами): ферритом - твердый раствор углерода в а-железе, цементитом - - карбиджелева Fe3C и перлитом - механическая смесь феррита и. [6]
Укрупнение структуры углеродистой стали при кристаллизации вызывается увеличением интервала ее затвердевания ( фиг. [7]
Было найдено, что структура углеродистых сталей влияет на ра при высоких i и на скорость ЭХРО, а также на качество обработанной поверхности. [8]
На рис. 78 схематически изображена структура углеродистой стали с различным содержанием углерода. Легирующие элементы, добавленные в шихту в небольшом количестве, качественно не изменяют микроструктуру отливки, но измельчают ее, что повышает прочность стали. [9]
Реактив предложен [88] для выявления структуры углеродистых сталей. Феррит темнеет, цементит не травится. [10]
Скорость охлаждения после отпуска на структуру углеродистых сталей не влияет. [11]
Считается, что углерод в структуре углеродистых сталей и чугунов присутствует в составе химических соединений ( карбидов), твердого раствора, а также в виде основной аллотропной модификации - графита. В чугуне получены кристаллы другой модификации углерода - алмаза, отличающегося своими свойствами от известных видов синтетических алмазов и аналогичного природному. Многие авторы описывают углеродные образования в сталях и чугунах, происхождение которых еще недостаточно изучено, например, так называемые взорванные глобулы, кольца углеродных атомов или цепочки, в которых атомы связаны ковалент-но. Отмечается также, что углерод может образовывать структуры, напоминающие замкнутые многоугольники, в том числе шестигранник, и коралловидный графит. Наряду с oc - Fe в чугунах обнаружена FeC-фаза и другие виды соединений железа с углеродом, которые получили общее название 8-карбиды. При этом не установлены их химические формулы, поэтому они обычно обозначаются в виде FenC. Кроме того, продолжается дискуссия о природе цементита, так как существуют многочисленные экспериментальные данные, свидетельствующие в пользу твердого раствора. [12]
На рис. 5 - 1 показана структура углеродистой стали с неправильным расположением зерен, получившимся вследствие многолетней работы котла или наличия в металле посторонних примесей. [14]
Прежде чем приступить к рассмотрению влияния термической обработки на структуру углеродистой стали, необходимо познако. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
