Качественная углеродистая сталь – Марки углеродистой стали. Классификация, ГОСТ, применение
alexxlab | 11.02.2017 | 0 | Вопросы и ответы
33. Какие существуют виды классификации углеродистых сталей
Углеродистые стали классифицируют по структуре, способу производства и раскисления, по качеству.
По структуре различают: 1) доэвтектоидную сталь, содержащую до 0,8 % С, структура которой состоит из феррита и перлита; 2) эвтектоидную, содержащую около 0,8 % С, структура которой состоит только из перлита; 3) заэвтектоидную, содержащую 0,8–2,14 % С; ее структура состоит из зерен перлита, окаймленных сеткой цементита.
По способу производства различают стали, выплавленные в электропечах, мартеновских печах и кислородно-конвертерным способом.
По способу раскисления различают кипящие, полуспокойные и спокойные стали.
33. Классификация сталей по качеству.
Стали по качеству классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особовысококачественные. Под качеством понимается совокупность свойств стали, определяемых металлургическим процессом её производства. Однородность химического состава, строение и свойства стали зависят от содержания вредных примесей и газов (кислорода, водорода, азота). Основным показателями для разделения сталей по качеству являются нормы содержания вредных примесей(серы, фосфора). Стали обычного качества содержат до 0,06% S и 0,07 % Р, качественные- до 0,035% S и 0,035% Р, высококачественные- не более 0,025 S и 0,025 Р, а особовысококачественные- не более 0,015% S и 0,025 Р.
34. Маркировка сталей (знать расшифровку марок углеродистых сталей) и чугунов. Углеродистые стали обыкновенного качества
Стали содержат повышенное количество серы и фосфора. Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.
Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0 до 6 — это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочностьи снижаетсяпластичностьстали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются имеханические свойства, и химический состав.
Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная.
Классификация сталей
Качественные углеродистые стали
Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.
Конструкционные качественные углеродистые стали. Маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.
Пример: сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45. Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.
Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.
Пример: сталь У8, сталь У13. Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %
Инструментальные высококачественные углеродистые стали. Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.
Пример: сталь У10А.
studfiles.net
Качественные углеродистые стали
Новые рефераты:
- Повышение пенсионного возраста.
- Безработица и её социально-экономические последствия.
- Основные направления в развитии социологической теории ХХ века.
- Колебательные реакции.
- Предмет формальной логики.
- Роль и значение времени в управлении.
- Античная философия.
- Социальная поддержка многодетных семей (на примере Архангельской области).
- Рыночные структуры.
- Причины и типология кризисов в социально-экономических системах.
- Этапы реинжиниринга бизнес-процессов. Роль творчества в процессе реинжиниринга.
Главная » Материаловедение: материалы, применяемые в машиностроении » Качественные углеродистые стали
Качественные углеродистые стали
Качественные углеродистые стали в соответствии с ГОСТ 1050—88 выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и ведения плавки и разливки. К ним предъявляют более высокие требования по химическому составу: содержание серы должно быть меньше 0,04%, фосфора — меньше 0,035—0,04 %, а также меньше неметаллических включений. Кроме того, регламентированы макро- и микроструктуры.
Маркировка. В обозначение качественных углеродистых сталей входят цифры 08, 10, 15, 20 и т. д. до 85, которые указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, перед цифрами пишется слово «Сталь». Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие — с индексом: соответственно «пс» и «кп».
Низкоуглеродистые стали (05кп, 08, 07кп, 10, 10кп) обладают невысокой прочностью и высокой пластичностью. Без термической обработки их применяют для малонагруженных деталей. Тонколистовую холоднокатаную низкоуглеродистую сталь используют для холодной штамповки изделий. Эти стали можно использовать в автомобилестроении для изготовления деталей сложной формы.
Стали 15; 20; 25 применяют без термической обработки или в нормализованном виде. Они поступают в виде проката, поковок, труб, листов, ленты и проволоки и предназначаются для менее ответственных деталей.
Низкоуглеродистые качественные стали используют и для ответственных сварных конструкций. С повышением содержания в стали углерода свариваемость ухудшается. Чем больше в стали углерода, тем выше склонность ее к образованию при сварке горячих и холодных трещин.
Среднеуглеродистые стали (30, 35, 40, 45, 50) применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для различных деталей во всех отраслях машиностроения. Эти стали в нормализованном состоянии по сравнению с низкоуглеродистыми сталями имеют более высокую прочность при более низкой пластичности. Стали в отожженном состоянии достаточно хорошо обрабатываются резанием. Наиболее легко обрабатываются доэвтектоидные стали со структурой пластинчатого перлита.
Качественную конструкционную сталь, предназначенную для повышенной обрабатываемости резаньем на станках-автоматах (автоматная сталь), маркируют буквой «А» (А20, А40). Повышенная обрабатываемость резанием достигается увеличением содержания в стали серы, фосфора и свинца. Такая сталь снижает износ металлорежущего инструмента и позволяет использовать автоматическое оборудование.
В автомобилестроении конструкционные качественные углеродистые стали идут на изготовление деталей кузова, двигателей и нормалей.
Стали марок 08 и 10 применяют для штамповки кузовных облицовочных деталей, панелей крыши и дверей.
Стали марок 15—25 хуже деформируются, но хорошо свариваются и подвергаются химико-термической обработке. Они применяются для деталей, изготовляемых штамповкой, высадкой и протяжкой (поперечины, распорки, усилители, рычаги, кронштейны, валы рулевых механизмов, тяги, шкивы, крепеж и пр.).
Стали марок 30—55 идут на изготовление методом горячей штамповки различных деталей широкого применения: валов, зубчатых колес, полуосей и т. д. Эти стали можно обрабатывать всеми видами термической обработки, значительно повышая эксплуатационные и прочностные свойства деталей.
Стали марок 60—85 обладают высокой прочностью и упругостью в результате закалки и отпуска. Из них изготовляют детали, работающие при больших статических и динамических нагрузках: крестовины карданных шарниров, диски сцепления, гибкие валы. Эти стали, а также стали марок 60Г и 70Г используют для изготовления пружин, рессорных листов и торсионов.
Лекция, реферат. Качественные углеродистые стали – понятие и виды. Классификация, сущность и особенности.Оглавление книги открыть закрыть
referatwork.ru
Качественные углеродистые стали | Учебные материалы
К этим сталям предъявляются более высокие требования по химическому составу и структуре: ограничены пределы по содержанию углерода, меньше неметаллических включений, серы и фосфора (S ~ 0,04 %; Р ~ 0,035…0,04 %).
Качественные углеродистые стали маркируют цифрами, показывающими содержание углерода в сотых долях процента. В зависимости от содержания марганца стали делятся на две группы; с нормальным и с повышенным содержания марганца (до 1,2 %, в этом случае к маркировке стали добавляется буква <Г>).
Стали I группы: 08, 10, 15, 20, 25, 30…85.
Стали II группы: 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г … 70Г.
Механические свойства некоторых углеродистых качественных конструкционных сталей приведены в таблице 9.
Таблица 9 — Механические свойства углеродистых качественных конструкционных сталей
| Марка | Временное сопротивление sв, МПа | Предел текучести, sт, МПа | Относительное удлинение d5, % | Относительное сужение, y, % |
| не менее | ||||
| 08 10 20 30 45 60 85 30Г 60Г | 330 340 420 500 610 690 1150 550 710 | 200 210 250 300 360 410 1000 320 420 | 33 31 25 21 16 12 6 20 11 | 60 55 55 50 40 35 30 45 35 |
Низкоуглеродистые стали
Низкоуглеродистые стали 08 и 10 применяют без термической обработки для малонагруженных деталей, тонколистовую сталь используют для холодной штамповки изделий. Сталь 10 применяется для изготовления элементов сварных конструкций, корпусов и трубных пучков теплообменных аппаратов, трубопроводов, змеевиков и других деталей, работающих от минус 40 до плюс 450 0С, к которым предъявляются требования высокой пластичности.
Стали 15, 20, 25 чаще применяют без термической обработки или в нормализованном состоянии. Низкоуглеродистые качественные стали используют и для ответственных сварных конструкций, а также для деталей машин упрочняемых цементацией. Сталь 20 применяется для изготовления трубопроводов, змеевиков, труб перегревателей, трубных пучков теплообменных аппаратов, и других деталей, работающих от минус 40 до плюс 475 0С.
Среднеуглеродистые стали
Среднеуглеродистые стали 30…55 применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Прокаливаемость сталей невелика; критический диаметр после закалки в воде не превышает 10…12 мм. Для повышения прокаливаемости стали добавочно легируют марганцем (40Г, 50Г).
Высокоуглеродистые стали
Высокоуглеродистые стали 60…85 обладают повышенной прочностью, твердостью, износостойкостью и упругими свойствами. Их применяют после закалки и отпуска, нормализации для деталей, работающих в условиях трения при наличии высоких статических вибрационных нагрузок. Из этих сталей изготавливают пружины, рессоры, мембраны, шпиндели станков и т.д.
Для изготовления деталей и частей паровых котлов и сосудов, работающих под давлением не более 60 атм. и температуре не выше 450 0С, промышленность выпускает листовую горячекатаную углеродистую сталь толщиной от 4 до 60 мм. Марки котельных сталей: 12К, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К. Числа показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буква <К> указывает их основное назначение — котельные стали.
dprm.ru
Углеродистая качественная конструкционная сталь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Углеродистая качественная конструкционная сталь
Cтраница 1
Углеродистая качественная конструкционная сталь изготовляется по ГОСТ 1050 – 74 в виде проката и поковок. Она подразделяется на две группы: группу I – с нормальным и группу II – с повышенным содержанием марганца. Образцы выпускаемой стали подвергаются механическим испытаниям. Углеродистая сталь обыкновенного качества в промышленной арматуре применяется при температуре рабочей среды до 425 С, а качественная углеродистая сталь ( ГОСТ 1050 – 74) – до 455 С. В арматуре для АЭС углеродистая сталь обыкновенного качества и качественная применяются при температуре до 350 С. [1]
Углеродистая качественная конструкционная сталь по ГОСТ 1050 – 74 делится по видам обработки на горячекатаную и кованую, калиброванную, сталь круглую со специальной отделкой поверхности – серебрянку. Стандарт распространяется на горячекатаную и кованую сталь марок 08; 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 58 ( 55пс) и 60 диаметром или толщиной до 250 мм, а также сталь калиброванную и серебрянку всех марок. [2]
Углеродистая качественная конструкционная сталь применяется при изготовлении штамповкой ответственных изделий. [3]
Углеродистая качественная конструкционная сталь ( ГОСТ 1050 – 60) в зависимости от химического состава подразделяется на две группы: I – с нормальным содержанием марганца, II – с повышенным содержанием марганца. [4]
Углеродистая качественная конструкционная сталь имеет гарантированный химический состав и гарантированные механические свойства, вследствие чего она применяется при изготовлении термически обрабатываемых деталей, которые одновременно должны обладать достаточной прочностью. Стали марок 10 и 20 часто применяют для трубчатых элементов несущих металлоконструкций, сталь марок 20, 35, 40, 45 и 50 – для указанных выше деталей, а также для опорных роликовых кругов. [5]
Углеродистая качественная конструкционная сталь имеет преимущественное применение для деталей машин, подвергаемых термообработке. [6]
Углеродистые качественные конструкционные стали ( табл. 4) обозначают двузначными числами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Легированные стали дополнительно обозначают буквами, указывающими основные легирующие элементы: В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, М – молибден, Н – никель, Р – бор, С – кремний, Т – титан, X – хром, Ф – ванадий, Ю – алюминий. Цифры после букв означают процентное содержание соответствующего компонента; если оно менее или около одного процента, то цифру не ставят. Высококачественные легированные стали дополнительно отмечают буквой А в конце обозначения. [7]
Углеродистая качественная конструкционная сталь выплавляется в настоящее время в мартеновских и электрических печах. [8]
Углеродистые качественные конструкционные стали ( ГОСТ 1050 – 74) применяют для изготовления различных машин и механизмов. От сталей обыкновенного качества они отличаются меньшим содержанием серы, фосфора и других вредньц примесей, более узкими пределами содержания углерода в каждой марке ( с учетом допускаемых отклонений по стандарту) и в большинстве случаев более высоким содержанием Si и Мп. [9]
Углеродистая качественная конструкционная сталь марок 0 8, Юкп, 10, 15, 15кп, 20 окрашивается на торцах в белый цвет, сталь 25, 30, 35, 40 – в белый и желтый цвета, сталь 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 -в белый и коричневый цвета, сталь 15Г, 20Г, 25Г, ЗОГ, 35Г, 40Г – в коричневый цвет. [10]
Углеродистая качественная конструкционная сталь марок 0 8, Юкп, 10, 15, 15кп, 20 окрашивается на торцах в белый цвет, сталь 25, 30, 35, 40 – в белый и желтый цвета, сталь 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 – в белый и коричневый цвета, сталь 15Г, 20Г, 25Г, ЗОГ, 35Г, 40Г – в коричневый цвет. [11]
Углеродистая качественная конструкционная сталь марок 0, 8, Юкп, 10, 15, 15кп, 20 окрашивается на торцах краской белого цвета, сталь 25, 30, 35, 40 -белого и желтого цветов, сталь 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 – белого и коричневого цветов, сталь 15Г, 20Г, 25Г, ЗОГ, 35Г, 40Г – коричневого цвета. [12]
Для углеродистой качественной конструкционной стали цифры от 05 до 85 показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Строчные буквы, добавленные после обозначения, указывают степень раскисления металла: если сталь кипящая – после цифры ставятся буквы кп ( 08кп), полуспокойная – пс ( 20пс), спокойная – без индекса. [13]
В углеродистых качественных конструкционных сталях, так же как и в углеродистых сталях обыкновенного качества с повышенным содержанием углерода, возрастают и механические свойства. [14]
Кроме норм химического состава углеродистые качественные конструкционные стали должны удовлетворять определенным нормам механических свойств – твердости после прокатки и после отжига, пределу прочности, удлинению и сужению площади поперечного сечения для образцов, изготовленных из нормализованных заготовок. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Сталь конструкционная углеродистая качественная
Сталь 30
Сталь 35
Сталь 40
Сталь 45
Сталь 50
Сталь 55
Сталь 58
Сталь 60
Сталь ОсВ
СТАЛИ УГЛЕРОДИСТЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ
В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, поставляемые по ГОСТ 1050-88. Маркируются эти стали двузначными цифрами: сталь 05, 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента.
Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие – с индексом соответственно «пс» и «кп». Кипящие стали производят марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп, полуспокойные – 08пс, 10пс, 15пс, 20пс.
Качественные стали широко применяются в машиностроении и приборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответственно и термической обработки можно получить широкий диапазон механических и технологических свойств.
Низкоуглеродистые стали 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп отличаются малой прочностью и высокой пластичностью в холодном состоянии. Эти стали в основном производят в виде тонкого листа и используют после отжига или нормализации для холодной штамповки с глубокой вытяжкой. Они легко штампуются из-за малого содержания углерода и незначительного количества кремния, что и делает их очень мягкими. Их можно использовать в автомобилестроении для изготовления деталей сложной формы. Глубокая вытяжка из листа этих сталей применяется при изготовлении консервных банок, эмалированной посуды и других промышленных изделий.
Спокойные стали 08, 10 применяют в отожженном состоянии для конструкций невысокой прочности – емкости, трубы и т. д.
Стали 10, 15, 20 и 25 также относятся к низкоуглеродистым сталям, они пластичны, хорошо свариваются и штампуются. В нормализованном состоянии в основном их используют для крепежных деталей – валики, оси и т. д.
Для увеличения поверхностной прочности этих сталей их цементуют (насыщают поверхность углеродом) и применяют для деталей небольшого размера, например слабонагруженных зубчатых колес, кулачков и т. д.
Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца 30Г, 40Г и 50Г в нормализованном состоянии отличаются повышенной прочностью, но соответственно меньшей вязкостью и пластичностью. В зависимости от условий работы деталей из этих сталей к ним применяют различные виды термообработки: нормализацию, улучшение, закалку с низким отпуском, закалку ТВЧ и др.
Среднеуглеродистые стали применяют для изготовления небольших валов, шатунов, зубчатых колес и деталей, испытывающих циклические нагрузки. В крупногабаритных деталях больших сечений из-за плохой прокаливаемости механические свойства значительно снижаются.
Дополнительные материалы по запросу “стали конструкционные углеродистые качественные”:
- Маркировка сталей
- Стали качественные
uas.su
Качественные углеродистые стали — Мегаобучалка
Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.
Конструкционные качественные углеродистые стали Маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.
Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.
Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.
Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.
Сталь У8, сталь У13.
Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %
Инструментальные высококачественные углеродистые стали. Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.
Сталь У10А.
Автоматные стали.
Автоматными называют стали, обладающие повышенной обрабатываемостью резанием.
Эффективным металлургическим приемом повышения обрабатываемости резанием является введение в сталь серы, селена, теллура, кальция, которые изменяют состав неметаллических включений, а также свинца, который образует собственные включения.
Автоматные стали А12, А20 с повышенным содержанием серы и фосфора используются для изготовления малонагруженных деталей на станках автоматах (болты, винты, гайки, мелкие детали швейных, текстильных, счетных и других машин). Эти стали обладают улучшенной обрабатываемостью резанием, поверхность деталей получается чистой и ровной. Износостойкость может быть повышена цементацией и закалкой.
Стали А30 и А40Г предназначены для деталей, испытывающих более высокие нагрузки.
У автоматных сталей, содержащих свинец, (АС11, АС40), повышается стойкость инструмента в 1…3 раза и скорость резания на 25…50 %.
Легированные хромистые и хромоникелевые стали с присадкой свинца и кальция (АЦ45Г2, АСЦ30ХМ, АС20ХГНМ) используются для изготовления нагруженных деталей в автомобильной и тракторной промышленности.
Автоматные стали подвергают диффузионному отжигу при температуре 1100…1150oС, для устранения ликвации серы.
Состав и сорта чугунов.
Передельный чугун.
Предназначен для переработки в сталь.
Он отличается высокой твёрдостью и износостойкостью, он хрупок и плохо обрабатывается режущими инструментами, в изломе имеет мелкозернистое строение и зеркальную серебристо-белую поверхность. Углерода содержит более 4.3 %.
Литейный (серый) чугун.
Применяется для получения отливок. Цвет в изломе от светло-серого до тёмно-серого (чем темнее чугун, тем больше у него углерода в виде графита и тем он мягче). Отличается от передельного меньшей твёрдостью и хрупкостью, хорошо сопротивляется износу и обрабатывается режущими инструментами. В расплавленном состоянии обладает жидкотекучестью и хорошо заполняет форму. При остывании мало уменьшается в размерах, то есть имеет малую усадку.
Отливки из серого чугуна маркируются в зависимости от их прочности.
В марке буквы СЧ означают серый чугун, первое число – предел прочности на растяжение в кгс/мм2 , второе – предел прочности на изгиб в кгс/мм2.
При быстром охлаждении отливок из серого чугуна в поверхностном слое углерод сохраняется в виде цементита, т. е. имеет структуру белого чугуна. Такое литьё называется отбелённым.
Другие сорта чугуна.
В легированных чугунах, кроме обычных примесей, содержаться легирующие элементы – хром, молибден, никель. Ванадий, титан, улучшающие механические свойства чугуна и придающие ему особые физико-механические свойства. Содержание серы и фосфора в этих чугунах минимальное.
Высокопрочные чугуны получают специальной обработкой – модифицированием жидкого чугуна. Модифицирование заключается в добавлении в жидкий чугун модификаторов (магния, ферросилиция..) Модификаторы создают большое количество дополнительных центров кристаллизации.
Марки высокопрочных чугунов: ВЧ 42-12, ВЧ 45-5, ВЧ 80 -3…( первое число – предел прочности на растяжение, второе – относительное удлинение в %).
Ковкий чугун : КЧ 44-12, КЧ 36 -10……
Имеются также антифрикционные , жаростойкие, немагнитные, другие сорта чугунов.
Контрольные вопросы.
1. В каком виде находится углерод в стали? Что представляет собой цементит?
2. Как влияют кремний и марганец на свойства стали?
3. Что называется красноломкостью и хладноломкостью? Какие химические элементы придают стали эти свойства?
4. На какие группы делится сталь обыкновенного качества?
5. Что означают в марке стали буквы кп, пс, сп?
6. Как маркируются качественные углеродистые стали: конструкционные и инструментальные?
7. Какие марки сталей относятся к низкоуглеродистым, средне- и высокоуглеродистым?
8. Особенности и марки автоматных сталей.
9. Содержание углерода в инструментальных сталях. Как изменяются свойства этих сталей с увеличением содержания углерода?
10. Почему нельзя молотки изготавливать из стали У10, У12?
11. Как маркируются отливки из серого чугуна? Что означают цифры в марке?
Задание.
Смотри приложение «Практическая работа №1 «Классификация и маркировка материалов: углеродистых и легированных сталей и чугунов»».
Лекция 7
Классификация и маркировка легированных сталей. Применение. Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей.
План:
1. Понятие «легированные стали»
2. Назначение легирующих элементов
3. Распределение легирующих элементов в стали.
4. Принцип маркировки легированных сталей.
5. Влияние элементов на полиморфизм железа
Легированные стали
Углеродистые стали не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам современной техникой: например, при увеличении нагрузок и при работе на больших скоростях необходимо, чтобы деталь имела высокие эксплуатационные свойства, значительно увеличивать размеры деталей. Кроме того, углеродистые стали обладают низкой коррозионной устойчивостью и стойкостью при повышенных температурах, имеют высокий коэффициент линейного расширения…. .
Значительно улучшает физико-механические и химические свойства сталей введение в их состав легирующих компонентов.
Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях с целью изменения ее строения и свойств, называются легирующими элементами, а стали – легированными.
Содержание легирующих элементов может изменяться в очень широких пределах: хром или никель – 1% и более процентов; ванадий, молибден, титан, ниобий – 0,1… 0,5%; также кремний и марганец – более 1 %. При содержании легирующих элементов до 0,1 % – микролегирование.
В конструкционных сталях легирование осуществляется с целью улучшения механических свойств (прочности, пластичности). Кроме того меняются физические, химические, эксплуатационные свойства.
Легирующие элементы повышают стоимость стали, поэтому их использование должно быть строго обоснованно.
Назначение легирующих элементов.
Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей – (0…-100)oС. При большом его содержании ( выше 12 %) сталь становится нержавеющей.
Дополнительные легирующие элементы.
Бор – 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а также повышает порог хладоломкости (+20…-60 oС.
Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)oС.
Титан (~0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.
Введение молибдена (0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снихает порог хладоломкости до –20…-120oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.
Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.
Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.
Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.
При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием. Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.
Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.
megaobuchalka.ru
Углеродистые конструкционные стали
Конструкционными называют стати, применяемые для изготовления деталей машин и механизмов, конструкций и сооружений. Эти стали могут быть как углеродистыми, так и легированными. Содержание углерода в сталях этой группы не превышает 0,8%.
Конструкционная сталь должна обладать хорошими технологическими свойствами: легко обрабатываться давлением (прокатка, ковка, штамповка) и резанием, хорошо свариваться, максимально прокаливаться, иметь малую склонность к деформации и трещинообразованию при закалке и др.
Углеродистые конструкционные стали делят на стали обыкновенного качества и качественные стала.
Углеродистые стали обыкновенного качества
Углеродистые стали обыкновенного качества дешевле, чем качественные. В процессе выплавки они меньше очищаются от вредных примесей (Р, S, О, N). Углеродистые стали отливают в крупные слитки, вследствие чего в них развита ликвация, они нередко содержат большое количество неметаллических включений. Из них изготовляют детали менее ответственного назначения; горячекатаный сортовой прокат: прутки, швеллеры, уголки, а также листы, трубы и поковки, работающие при относительно невысоких напряжениях. Их широко применяют для строительных, сварных, клепаных и болтовых конструкций и для малоответственных деталей машин.
В зависимости от свойств стали обыкновенного качества подразделяют на три группы (ГОСТ 380—94).
Группа А — стали поставляют по механическим свойствам без уточнения их химического состава в виде листов и различных профилей без последующей обработки давлением, сваркой или термической обработки, поскольку их химический состав, определяющий режим обработки, не регламентируется и может сильно колебаться.
Маркировка. Углеродистые стали группы А обозначаются буквами «Ст» и цифрами: 1, 2, 3,…, 6, например: Ст1, Ст2 и т. д. Чем больше это число, тем выше прочность и ниже пластичность.
Группа Б — стали, поставляемые с гарантируемым химическим составом.
Маркировка. В обозначении стали группы Б впереди ставится буква «Б», а в конце указывается степень раскисления: кп — кипящая сталь; сп — спокойная сталь; пс — полуспокойная сталь, например: БСт1кп, БСт2кп, БСтЗ, БСт4, БСт5, БСт6. Чем выше число, тем больше в стали углерода. Например, сталь марки БСтЗсп содержит 0,14-0,22 % С; марки БСт4кп — 0,18-0,27 % С; БСт6сп — 0,38—0,49 % С. В спокойной стали содержится 0,12—0,3 % кремния, в полуспокойной — 0,05—0,17 %, в кипящей — меньше 0,07 %.
Группа В — стали повышенного качества. Их поставляют с гарантированным химическим составом и механическими свойствами.
Маркировка. В обозначение сталей группы В ставится буква «В», например: ВСт1, ВСт2 и т. д. Состав стали соответствует аналогичной стали группы Б, а механические свойства — стали группы А (Ст1—Ст6).
Стали групп Б и В применяют в тех случаях, когда при производстве изделий используется сварка, горячая деформация или изделие необходимо упрочнять термической обработкой.
Углеродистые конструкционный стали обыкновенного качества применяют для автомобильных деталей, изготовляемых с помощью сварки и работающих при небольших нагрузках. Например, стали СтО—Ст4 используются при производстве малонагруженных деталей кузовов автомобилей, крепежных деталей, гнутого профиля; Ст5, Ст6 — для средненагруженных осей, малоответственных болтов и гаек, клиньев, планок и т. д.
Качественные углеродистые стали
Качественные углеродистые стали в соответствии с ГОСТ 1050—88 выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и ведения плавки и разливки. К ним предъявляют более высокие требования по химическому составу: содержание серы должно быть меньше 0,04 %, фосфора — меньше 0,035—0,04 %, а также меньше неметаллических включений. Кроме того, регламентированы макро- и микроструктуры.
Маркировка. В обозначение качественных углеродистых сталей входят цифры 08, 10, 15, 20 и т. д. до 85, которые указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, перед цифрами пишется слово «Сталь». Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие — с индексом: соответственно «пс» и «кп».
Низкоуглеродистые стали (05кп, 08, 07кп, 10, 10кп) обладают невысокой прочностью и высокой пластичностью. Без термической обработки их применяют для малонагруженных деталей. Тонколистовую холоднокатаную низкоуглеродистую сталь используют для холодной штамповки изделий. Эти стали можно использовать в автомобилестроении для изготовления деталей сложной формы.
Стали 15; 20; 25 применяют без термической обработки или в нормализованном виде. Они поступают в виде проката, поковок, труб, листов, ленты и проволоки и предназначаются для менее ответственных деталей.
Низкоуглеродистые качественные стали используют и для ответственных сварных конструкций. С повышением содержания в стали углерода свариваемость ухудшается. Чем больше в стали углерода, тем выше склонность ее к образованию при сварке горячих и холодных трещин.
Среднеуглеродистые стали (30, 35, 40, 45, 50) применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для различных деталей во всех отраслях машиностроения. Эти стали в нормализованном состоянии по сравнению с низкоуглеродистыми сталями имеют более высокую прочность при более низкой пластичности. Стали в отожженном состоянии достаточно хорошо обрабатываются резанием. Наиболее легко обрабатываются доэвтектоидные стали со структурой пластинчатого перлита.
Высокоуглеродистые стали (60, 65, 70, 75, 80 и 85) и стали с повышенным содержание марганца (60Г, 65Г, 70Г) в основном используют для изготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделий с высокой упругостью и износостойкостью.
Качественную конструкционную сталь, предназначенную для повышенной обрабатываемости резаньем на станках-автоматах (автоматная сталь), маркируют буквой «А» (А20, А40). Повышенная обрабатываемость резанием достигается увеличением содержания в стали серы, фосфора и свинца. Такая сталь снижает износ металлорежущего инструмента и позволяет использовать автоматическое оборудование.
В автомобилестроении конструкционные качественные углеродистые стали идут на изготовление деталей кузова, двигателей и нормалей.
Стали марок 08 и 10 применяют для штамповки кузовных облицовочных деталей, панелей крыши и дверей.
Стали марок 15—25 хуже деформируются, но хорошо свариваются и подвергаются химико-термической обработке. Они применяются для деталей, изготовляемых штамповкой, высадкой и протяжкой (поперечины, распорки, усилители, рычаги, кронштейны, валы рулевых механизмов, тяги, шкивы, крепеж и пр.).
Стали марок 30—55 идут на изготовление методом горячей штамповки различных деталей широкого применения: валов, зубчатых колес, полуосей и т. д. Эти стали можно обрабатывать всеми видами термической обработки, значительно повышая эксплуатационные и прочностные свойства деталей.
Стали марок 60—85 обладают высокой прочностью и упругостью в результате закалки и отпуска. Из них изготовляют детали, работающие при больших статических и динамических нагрузках: крестовины карданных шарниров, диски сцепления, гибкие валы. Эти стали, а также стали марок 60Г и 70Г используют для изготовления пружин, рессорных листов и торсионов.
Автоматная сталь применяется для изготовления крепежных автомобильных деталей (болтов, гаек, шпилек) на автоматных станках.
industrylib.ru