Среднеуглеродистая сталь марки: Классификация и особенности среднеуглеродистых марок стали

alexxlab | 09.06.2023 | 0 | Разное

Классификация и особенности среднеуглеродистых марок стали

На сегодняшний день в мире существует множество вариаций металлических сплавов, используемые в промышленности. Сегодня речь пойдет об углеродсодержащей марке. Мы расскажем о ее преимуществах и недостатках, а также где применяется такой вид металла, и как можно достичь высококачественного сплава благодаря комбинации углерода с другими элементами.

Какие существуют среднеуглеродистые марки стали

С тех пор как в металлургии начали применять углерод, стало понятно, что содержание примеси углерода в сплаве не может превышать более 2%, так как свойства получаемого металла не будут отвечать требованиям, которые приемлемы в промышленности. Наиболее подходящие значения для такой стали — это 0,3-0,5 % углерода в составе.

Вся среднеуглеродистая сталь делится на две большие группы:

• легированная;
• нелегированная.

Легированные марки — это такой вид сплава, для которого используют добавки в виде марганца, хрома, никеля, кремния, общее содержание которых не превышает 5%. Добавление данных элементов придает продукту новые свойства, которые могут повысить прочность, пластичность или сделать сталь более универсальной для производства.

Получают среднеуглеродистую сталь разными методами:

• в плавильной печи конвекторного типа;
• в мартеновской печи;
• в плавильной установке электрического типа.

В печи конвекторного типа дополнительно используется методика окисления, что в свою очередь неблагоприятно влияет на свойство марки.

Мартеновская печь — самый популярный метод выплавки, так как лишен недостатков, кроме сложности технологического процесса.

В плавильных установках электрического типа используется источник нагревания, который не вызывает возникновения окислительной среды, что придает стали лучшие свойства. Также при таком типе производства уменьшена концентрация водорода, что исключает появление в сплаве флокенов.

На данный момент существует несколько марок стали, содержащие среднее количество углерода:

• 40Г — получают методом закаливания и отпуска с добавлением марганца и кремния, что дает возможность обеспечить высокую степень расплавки, а также повысить качество сплава;
• 50Г — обладает высокой прочностью и упругостью, что достигается путем нормализации, закаливания и отпуска;
• 40ХН — отлично поддается ковке, обладает хорошей прочностью и упругостью;
• 50ХФ — получается путем образования сплава хрома и ванадия, что дает возможность применять такую сталь в изготовлении пружин;
• 60, 65, 70 (Г) — изготавливают с помощью закалки с отпуском, поверхностного упрочнения и нормализации. Применяют в изделиях, которые подвержены трению, вибрации и повышенному давлению.

Отдельно стоит номенклатура, обозначаемая буквой “У” — это марки, которые применяются для изготовления различных инструментов.

Качества среднеуглеродистых марок стали

В зависимости от количества примесей, методов изготовления, качество стали может изменяться, что в свою очередь влияет на область применения такого материала.

Среднеуглеродистая сталь марки 40(Г) относится к качественному типу. Количество углерода не превышает 0,45%, также содержит такие элементы как: кремний, марганец, медь. Обладает высокой твердостью, ударной вязкостью, а также имеет хороший предел выносливости и длительный срок службы. Данные свойства позволяют изготавливать такие материалы: тонко- и толстолистовой прокат в листах, рулонах, фасонный и сортовой прокаты, трубы, крепежи, втулки роторы, диски.

Марка 50 — конструкционная сталь нелегированная, при добавлении марганца изготавливают легированный сплав 50(Г). Обладает более высокой твердостью чем 40(Г), предел значения температурной критической точки схож с предыдущим вариантом, свариваемость сплава ограничена, а её предел прочности высокий. Применяют для изготовления деталей сцепления, рессор, валов, а также других подвижных деталей механического транспортного средства.

Марка 40ХН — легированная среднеуглеродистая сталь, обладает повышенной прочностью. Из недостатков стоит отметить следующее — трудная свариваемость, флокеночувствительность, отпускная хрупкость. Как и предыдущую марку используют для изготовления валов, полуосей, коленвалов, а также болтов и реек.

Марка 50ХФ — легированная сталь, которая содержит элементы ванадия и хрома. Обладает высокой прочностью, не чувствительна к флокенам, мало склонна к отступной хрупкости. Из недостатков: данная марка не применяется для создания сварных конструкций. На основе сплава изготавливают пружины повышенной прочности и отвесные детали, подверженные высоким нагрузкам.

Марки 60-70 (Г) — легированный сплав, обладающий высокой прочностью и упругостью. При содержании марганца более 1% склонна к отпускной хрупкости. Малочувствительна к флокенам, а также не применяется для сварных конструкций. Применяется для изготовления деталей пружинного типа, тормозных барабанов, втулок, лент, скоб.

Существующая маркировка стали

Общепринятой классификацией в металлургии является маркировка стали буквами и цифрами, каждая из которых обозначает различные качества сплава. 

1. А — механические свойства.
2. Б — химический состав.
3. В — механические свойства с отдельными химическими качествами.

Если же в номенклатуре начальная буква отсутствует, марка по умолчанию относится к группе (А).

Далее идет сокращение Ст, что относит марку к углеродистой стали обыкновенного качества, после чего указывается количество углерода — числом от 1 до 6. Наличие в номенклатуре буквы Г свидетельствует о присутствии в сплаве марганца, что указывается исключительно после углерода.

Заканчивается маркировка обозначением степени раскисления:

• кп — кипящая с низким уровнем раскисления;
• пс — полуспокойная, со средним уровнем раскисления;
• сп — спокойная, уровень раскисления минимален.

Соответственно, если в литературе встречается пример маркировки БСт1кп, это будет означать оптимальный химический состав, содержание углерода 1 и низкий уровень раскисления.

Особенности среднеуглеродистых марок стали – СтоТонн

Сталь — востребованный сплав. Его используют в машиностроении, строительстве, при производстве цельных конструкций и отдельных элементов. Разберемся в особенностях среднеуглеродистых стальных сплавов.

Особенности среднеуглеродистой стали

Среднеуглеродистую сталь делят на 2 группы: легированную и нелегированную.

Первая отличается наличием в составе таких добавок, как хром, никель, кремний, марганец в размере до 5%. Поэтому легированная сталь отличается от нелегированной:

1. более высокой прочностью,
2. пластичностью,
3. универсальностью использования.

Главная особенность среднеуглеродистых сплавов заключается в высокой доле углерода, что при сварке может приводить к ряду проблем:

1. появление кристаллизационных трещин,
2. хрупкости, невозможности получить прочное соединение.

Чтобы этого избежать и добиться прочного шва, используют низкоуглеродистые электроды — это поможет снизить количество углерода. Обеспечивают подогрев соединения в диапазоне от +250 до +300 °C.

Пользуйтесь низким током и сварочной проволокой с маленьким сечением — это увеличит долю содержания электродного металла в соединении. Специалисты также рекомендуют выполнять сварку с применением постоянного тока высокой полярности.

Сварка многослойной стали каскадом с редким охлаждением соединения не образовывает хрупкие закалочные структуры.

Популярные марки стали

Металлобазы в Минске предлагают большой выбор марок стали. Наиболее востребованы в разных сферах следующие:

1. 40Г

Среднеуглеродистая сталь, предназначенная для изготовления различных конструкций. Отличается высоким содержанием марганца.

С целью увеличения прочностных характеристик сталь подвергают закалке и отпуску.

1. 50Г

Марка стали, которая сочетает в себе упругость и высокую прочность. Термическую обработку выполняют методами закалки и отпуска, иногда — нормализацией.

1. 40ХН

Главные особенности — хорошие прочностные характеристики, упругость, подверженность механической обработке. Позволяет получать закаленные слои большой глубины.

1. 50ХФ

Сталь, предназначенная для изготовления пружин.

Содержит в своем составе частицы хрома и ванадия, благодаря чему характеризуется хорошей эластичностью и упругостью.

1. У7 — У10

Твердая и прочная инструментальная сталь. Характеризуются низкой степенью прокаливаемости.

1. 60 и 60Г, 65 и 65Г, 70 и 70Г

Основные сферы применения — производство деталей, предназначенных для использования при сильном трении, вибрациях, давлении. Термическую обработку выполняют методами закалки и отпуска, нормализации и отпуска, поверхностным упрочнением.

На металлопрокат цены варьируются в зависимости от марки стали. Приобрести сплавы можно на металлобазах. Специалисты проконсультируют по всем вопросам, помогут подобрать наиболее подходящую марку в зависимости от целей использования.

Разница между низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и высокоуглеродистой сталью 

Блог ThePipingMart Металлы Разница между низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и высокоуглеродистой сталью 

20 декабря 2022 г. 20 декабря 2022 г. | 21:05

При сварке углеродистой стали вы должны знать, с каким типом стали вы работаете. В зависимости от легирующего состава рассматриваемой углеродистой стали свариваемость может сильно различаться. Низкоуглеродистая сталь является наиболее свариваемой, поскольку содержит малое количество легирующих элементов и более пластична. Среднеуглеродистая сталь содержит от 0,3 до 0,6% легирующих элементов и требует предварительного нагрева перед сваркой для получения оптимальных результатов. Высокоуглеродистая сталь имеет большее количество легирующих элементов, что делает ее более прочной и трудной для сварки, чем ее низкоуглеродистые аналоги.

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь содержит менее 0,3 % углерода и менее 0,6 % марганца, что делает ее наиболее свариваемой углеродистой сталью благодаря ее характеристикам пластичности. Низкоуглеродистые стали, такие как 1018 и А36, обладают отличными свойствами холодной штамповки и сварки, а также хорошей обрабатываемостью без специальной обработки или предварительного нагрева перед сваркой. Низкоуглеродистые стали также часто используются для конструкционных элементов, таких как двутавровые балки, благодаря их высоким характеристикам прочности и гибкости.

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистые стали содержат от 0,3 до 0,6 % марганца и примерно до 0,5 % кремния, что помогает улучшить их твердость и прочность по сравнению с низкоуглеродистыми сталями, сохраняя при этом характеристики пластичности, обеспечивающие превосходную обрабатываемость без каких-либо уникальные обработки или предварительный нагрев перед сваркой. Примеры включают 1045, 4140, 4130, 1060, 8620, 52100 и т. д. Они обычно используются в тех случаях, когда требуется повышенная прочность по сравнению с той, которую могут обеспечить низкоуглеродистые стали, например, автомобильные компоненты, такие как коленчатые валы или полуоси, где требуется дополнительная прочность, в то время как при этом сохраняя достаточную пластичность, чтобы можно было проводить процессы холодной штамповки, такие как ковка или штамповка, если это необходимо, в дополнение к операциям сварки.

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистые стали содержат до 2 % марганца и до 1 % кремния, что делает их намного более твердыми, чем другие формы стали, но с меньшей ударной вязкостью по сравнению с низкоуглеродистыми сталями из-за более высокого уровня легирования. элементов, которые затрудняют их сварку без предварительного нагрева перед сварочными операциями при гораздо более высоких температурах, чем это требуется при работе с более низкими сплавами, такими как средне- или низкоуглеродистые стали. Примеры включают пружинные стали 1080/1095, а также некоторые инструментальные стали, такие как O1 или A2 и т. д. Эти типы материалов обычно используются в приложениях, требующих высочайшего уровня износостойкости, таких как лезвия ножей или пилы, где ударная вязкость не обязательно является проблемой, поскольку они не будут подвергаться сильным ударам, которые могут привести к их поломке, в отличие от конструктивного элемента, такого как двутавровая балка, изготовленная из материала со средним или низким содержанием углерода.

Заключение

Все три сорта углеродистой стали имеют свои уникальные характеристики, которые делают их подходящими для различных применений в зависимости от их конкретных свойств и требований к сварке, связанных с каждым уровнем качества (низкий, средний, высокий). Низкоуглеродистая сталь обычно считается наиболее поддающейся сварке маркой из-за ее относительно высоких характеристик пластичности, при этом обеспечивая достаточный уровень прочности, что делает ее идеальной для конструкционных компонентов, таких как двутавровые балки или другие подобные несущие конструкции, для которых требуется сочетание прочности и формуемости. тип материала, в то время как материалы со средним и высоким содержанием углерода обеспечивают повышенный уровень твердости и прочности наряду с пониженной формуемостью и ударной вязкостью по сравнению с низкоуглеродистыми сортами, что дает им лучшую износостойкость, что делает их идеальными для применений, требующих защиты от абразивного износа от таких инструментов, как пилы и ножи и т. д. Знание того, как каждый тип ведет себя в процессе изготовления, поможет вам определить, какой сорт лучше всего соответствует вашим конкретным потребностям, поэтому всегда обращайтесь за профессиональным советом, прежде чем принимать какие-либо решения относительно правильного выбора материала для вашего проекта!

 

Сакши Гайквад

Сакши — талантливый блогер, уделяющий особое внимание бизнесу и металлургической промышленности. Она увлечена тем, что делится своим мнением о различных металлических изделиях и помогает профессионалам принимать лучшие решения.

Углеродистая сталь – определение, типы, преимущества и недостатки » BorTec

Типы углеродистой стали

Марки простой углеродистой стали классифицируются по содержанию углерода на три типа:  низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь. The different grades can be distinguished by their carbon content, the microstructure and the properties:

	Carbon content by weight in %	Microstructure	Properties
Low-carbon steel (AISI 304, ASTM A815, AISI 316L)	< 0,25	Феррит, перлит	Низкая твердость, стоимость. Высокая пластичность, ударная вязкость, обрабатываемость, свариваемость.
Среднеуглеродистая сталь (AISI 409, ASTM A29, SCM435)	0,25 – 0,60	Мартенсит	Низкая прокаливаемость. Средняя прочность, пластичность, ударная вязкость.
Высокоуглеродистая сталь (AISI 440C, EN 10088-3)	0,60 – 1,25	Перлит	Высокая твердость, прочность. Низкая пластичность.

Марки углеродистой стали, содержащие более 1,25% углерода по массе, называются сверхвысокоуглеродистыми сталями. Эти марки стали используются в основном для непромышленных целей, таких как ножи, оси или пуансоны. Эти марки стали могут быть отпущены до большой твердости.

Низкоуглеродистая или мягкая сталь

Из-за того, что низкоуглеродистые стали нельзя упрочнять нагреванием, металл обычно обрабатывается холодной обработкой . Кроме того, материал демонстрирует низкую прочность на растяжение и твердость, хотя механические свойства можно улучшить за счет науглероживания. С другой стороны, низкоуглеродистые стали демонстрируют высокую пластичность, ударную вязкость, дешевы и легко поддаются формовке . Они характеризуются содержанием углерода менее 0,25% по весу. Низкоуглеродистая сталь является наиболее широко используемой маркой. Кроме того, она также известна как мягкая сталь.

Низкоуглеродистые стали широко используются в автомобильной промышленности . Другие области применения:

• Профили
• Трубы
• Строительство
• Компоненты мостов

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистая сталь характеризуется 70037 мартенситной микроструктурой с последующей термообработкой38, 90 закалка и отпуск . Количество углерода колеблется от 0,25 до 0,65% по массе. Кроме того, содержание марганца составляет от 0,60 до 1,65% по массе.

В отличие от низкоуглеродистых сталей, среднеуглеродистые стали могут подвергаться термической обработке, но только тонкие срезы. Добавление легирующих элементов, таких как хром, никель или молибден, может улучшить способность таких марок стали к термообработке.

По сравнению с низкоуглеродистой сталью, среднеуглеродистая сталь демонстрирует большую прочность . Однако низкоуглеродистая сталь отличается пластичностью и ударной вязкостью .

Благодаря сочетанию высокой прочности, износостойкости и ударной вязкости среднеуглеродистые стали используются для железнодорожные пути . Другие области применения:

• Колеса поездов
• Коленчатые валы
• Детали машин

Высокоуглеродистая сталь

Содержание углерода в таких сталях колеблется от 0,60 до 1,25% по весу. Эти марки стали демонстрируют самую высокую твердость и ударную вязкость среди всех марок стали . Кроме того, они имеют самую низкую пластичность . В большинстве случаев высокоуглеродистые стали проходят закалку и отпуск . В результате их очень износостойкий . Это делает высокоуглеродистую сталь идеальной для производства режущих инструментов .

Преимущества и недостатки

По сравнению с другими материалами углеродистая сталь имеет много преимуществ :

• Углеродистая сталь чрезвычайно прочная . Ударопрочность делает такие марки стали очень популярными в строительной отрасли.
• Устойчивость к пожарам, землетрясениям и ураганам делает углеродистые стали отличным материалом для строительства домов и домов.
• Тот факт, что углеродистая сталь очень легко перерабатывается , делает ее экологически чистой.
• По сравнению с другими материалами углеродистая сталь может быть сделана очень тонкой . Как следствие, это  очень экономично .

С другой стороны, есть некоторые недостатки .