Углеродистые качественные стали не без основания называют универсальными. Их применение широко распространено не только в машиностроительной отрасли и связанных с ней сферах, но и в строительстве. Из углеродистых качественных сталей изготавливают отдельные элементы и цельные конструкции.
Распространенность свою сталь качественная конструкционная углеродистая и сплавы на ее основе получила благодаря своим характеристикам, которые обеспечивают долгий срок эксплуатации и эффективность использования изделий из нее.
Во время выплавки к качественным сталям предъявляются строгие требования к выбору сырья, способу разливки, технологии плавки.
Сталь конструкционная качественная углеродистая
Содержание
- Классификация качественных углеродистых сталей
- Общая характеристика качественных углеродистых сталей
- Применение качественной конструкционной углеродистой стали
- Особенности маркировки
- Вам также могут быть интересны статьи:
Классификация качественных углеродистых сталей
Классифицировать углеродистые качественные стали конструкционные стали можно по следующим признакам:
- По назначению:
- для использования в машиностроении;
- для использования в строительстве;
- По количеству содержания примесей, снижающих качество:
- обыкновенного качества;
- качественные;
- высокого качества;
- особо высокого качества;
- По составу:
- наличие углерода:
- малоуглеродистые;
- среднеуглеродистые;
- высокоуглеродистые;
- наличие легирующих элементов:
- низколегированные;
- среднелегированные;
- наличие углерода:
- По способу поставки:
- кованная;
- катанная;
- калиброванная;
- По обработке:
- обыкновенные;
- котельные;
- автоматные;
- По степени раскисления:
- кипящая (кп);
- полуспокойная (пс);
- спокойная (без обозначения).
Наглядная классификации видов стали
Раскисление оказывает влияние на однородность внутренней структур металла. Лучшей по однородности является спокойная (а, г), за ней следует полуспокойная (в, е) и менее качественная кипящая (б, д). Внутренняя структура хорошо показана на рисунке.
Общая характеристика качественных углеродистых сталей
Основными отличиями качественных сталей от сталей обыкновенного качества являются:
- малое количество снижающих качество примесей: серы с фосфором;
- узкий диапазон количества углерода;
- увеличенное количество марганца или кремния.
Сталь поставляется от производителя с гарантией заявленного состава химических элементов и присущих им механических свойств.
Говоря о характеристиках качественных сталей следует выделить самые значимые:
- высокая прочность;
- пластичность;
- вязкозть ударная.
Изменение структуры стальных слитков в процессе твердения
Но для улучшения эксплуатационных характеристик сотрудники институтов и лабораторий экспериментируют над химическим составом, способами повышения прочности и твердости поверхностей, методами термической обработки, способами плавки и разливки металла. Механические свойства углеродистых качественных сплавов зависят от химического состава.
Свойства присущие углеродистым сплавам:
- Низкоуглеродистым – низкая прочность при высокой пластичности. Используются при производстве и изготовлении деталей и узлов со сложной конструкцией и небольшими нагрузками.Свойства присущие углеродистым сплавам:
- 15-20 – для неответственных деталей, которые не нуждаются в дополнительной термической обработке или подвергнутые нормализации.
- Среднеуглеродистые – для изготовления деталей, для которых предъявляются требования высокой твердости, но с пониженной пластичностью. Изделия, для которых необходима термическоя обработка: закалка поверхностного слоя, улучшению, нормализации. Для облегчения обработки резанием среднеуглеродистые стали подвергаются отжигу.
- Высокоуглеродистые, а также с дополнительно введенным марганцем – обладают высокими показателями упругости и стойкости к износу. Поэтому из нее изготавливают пружинные изделия.
- Автоматные – используются для обработки на автоматизированных станках. Фосфор и сера в большем количестве способствуют образованию мелкой стружки, что положительно сказывается на обрабатываемости, стойкости инструмента, но страдает шероховатость обрабатываемых поверхностей.
Скачать ГОСТ 1050-88
Применение качественной конструкционной углеродистой стали
Область применения достаточно широка. Основными потребителями сплавов являются машиностроительная и строительная отрасли. Одним из достоинств считается хорошая свариваемость.
Как следует из названия, «конструкционная» — значит использующаяся для строительных металлоконструкций. Другое название – арматурные стали.
Рассматривая основные марки качественных сталей, использующиеся промышленными предприятиями можно разделить по назначению.
- Качественные низкоуглеродистые стали 05-10. Основное их назначение изготовление ответственных и качественных конструкций с помощью сварки (повышение количества углерода способствует понижению свариваемости). Небольшое количество углерода после сварочных работ не провоцирует образование трещин как горячем, так и в холодном состоянии.
- Качественные низкоуглеродистые стали 12-20. Основное их назначение изготовление элементов конструкций и деталей, которые не ответственные, малонагруженные, в последствии цементируемые. Обрабатываются резанием, холодной штамповкой, сложной вытяжкой. Требования к поверхности: износостойкость, высокая твердость при мягкой сердцевине. Изготавливаются машиностроительные элементы (вал, ось, болт, муфта, вилка, рычаг, фланцы и прочие), а также элементов котлового оборудования, работающего при высоком давлении и температурах от -40°С до 450°С (трубопровод, тройник, соединительный фланец и прочие).
- Качественные среднеуглеродистые стали 25-35. Детали, изготовленные из данного материала, работают при средних нагрузках и с невысокими напряжениями. После химико-термического воздействия обладают высокой прочностью поверхностного слоя, износостойкостью, но с незначительной прочностью сердцевины детали (гайка, винт, собачка, крюк, кулачок, звездочка и прочие).
- Качественные среднеуглеродистые стали 40-45. После термической обработки изделия из данного материала хорошо переносят средние нагрузки (вал, шестерня, шатун и прочие). Для получения заготовок используется метод горячей объемной штамповки. Подвергаются всем способам термической обработки. У всех среднеуглеродистых сталей после закалки и следующего за ним высокого отпуска внутренней структурой становится отпускной сорбит. В связи с чем повышается вязкость с пластичностью, а это низкая чувствительность у концентраторов напряженности. При увеличении диаметра изделия снижается его прокаливаемость.
- Качественные среднеуглеродистые стали 50-55. Детали из этих сталей являются высоконагруженными элементами механизмов и агрегатов (муфта, шестерня, кольцо пружинное и прочие).
- Качественные высокоуглеродистые стали 60-80 (Г). Изготавливаются детали, подвергающиеся постоянным напряжениям сжатия, которые эксплуатируются в условиях трения (эксцентрик, рессора, пружина и прочие), а также работающие при больших нагрузках динамических и статических (торсион, крестовина).
- Качественные котельные стали 12К-22К. Применение нашли при изготовлении деталей, работа котрых сопряжена с повышенными температурами и высоким давлением. Для улучшения свариваемости в состав вводится титан, а раскисление производится за счет алюминия. Из нее изготавливают сосуды и котлы, работающие с турбинами, камерами сгорания на суднах и паровых агрегатах.
- Сталь автоматная. Широко применяется при промышленном производстве крепежных изделий для автомобилей и узлов, работающих при статических нагрузках (болт, гайка, шпилька).
Особенности маркировки
Для обозначения используется буквенно-цифровой индекс. Цифры говорят о процентном содержании углерода (0,00%). Буквы (кп, пс или сп) говорят о степени раскисления, о повышенном количестве марганца (Г), алюминия (Ю), ванадия (Ф) и о способе обработки. Буква А, стоящая перед цифрами обозначает сплав автоматный, буква К после цифр – сплав котловой, ПВ – изготовлена горячим прокатыванием, ОсВ – металл для производства железнодорожных осей вагонов. Для обозначения качественных сталей в отличие от обыкновенного качества перед маркировкой пишется «Сталь».
Примеры:
- Сталь 10. Содержание углерода порядка 0,1%, по степени раскисления спокойная.
- Сталь 10 кп. Содержание углерода порядка 0,1%, по степени раскисления кипящая.
- Сталь 20Г. Содержание углерода порядка 0,2%, марганца до 1%.
- Сталь 30Г2. Содержание углерода порядка 0,3%, марганца до 2%.
- Сталь А20. Автоматная со средним содержанием углерода порядка 0,2%.
- Сталь 20К. Котельная со средним содержанием углерода порядка 0,2%.
| Конструкционная углеродистая качественная сталь, марки, ГОСТы. стандарты | ||
| Россия, ГОСТ 1050-88 | США, AISI | Евросоюз, DIN |
| Сталь 08 кп | А622 | Fe P04/St 14 |
| Сталь 10 | А1010 | 1.0301 |
| Сталь 15 | А1015 | 1.0401 |
| Сталь 25 | А1025 | 1.1158 |
| Сталь 20К | А285-А | Р265GH |
Зарубежные производители аналогичной продукции производят маркировку по собственным стандартам.
Источник: