Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Февраль » 11 » Маркировка углеродистых сталей
21:19
Маркировка углеродистых сталей

Ранее мы кратко ознакомились со свойствами углеродистых сталей и с технологией кислородной конверсии. Сейчас поговорим о классификации и особенностях применения углеродистых сталей. Видеоматериал о бормашинке и металлорежущем инструменте, наш видео блог.

Само, название, этого класса материалов говорит о доминирующем влиянии двух компонентов: железа и углерода. Так как, железо составляет основу данного материала, то его содержание не указывают, а вот, углерод – основной компонент сталей, характеризующий их свойства. В углеродистых сталях содержится от 0,06 до 2% углерода. Стали с содержанием углерода более 1,2% почти не применяются, так как, имеют очень высокую хрупкость.

Стали с содержанием углерода до 0,25% называют низкоуглеродистыми, содержание углерода 0,25 – 0,5% углерода характерно для среднеуглеродистых сталей, более высокое содержание углерода относит сталь к высокоуглеродистым. Такая градация используется из-за свойств сталей и их областей применения.

Низкоуглеродистые стали практически не подвергаются термическому упрочнению (закалке, улучшению) и применяются там, где нужна высокая вязкость и эластичность: тонкая жесть, тонкая гибкая проволока, гвозди, кровельное железо и пр.

Среднеуглеродистые стали сочетают среднюю эластичность с достаточно высокой твердостью, они могут легко подвергаться закалке и термохимической обработке поверхности. Используются там, где ударные и знакопеременные нагрузки сочетаются с высокими статическими нагрузками. Например: детали машин и механизмов, приводы транспортных средств, несущие каркасы нагруженных конструкций и пр.

Высокоуглеродистые стали отличаются высокой твердостью, но в отличие от других сталей, очень плохо свариваются и имеют низкую ударную вязкость. Применяются почти исключительно для изготовления режущих (реже ударно-штамповых, прокатных и др.) инструментов.

Как уже было сказано выше, углерод в сталях присутствует в трех видах: раствор (включения или замещения) в структуре железа, цементит (Fe3C) и карбиды прочих металлов (хрома, никеля, молибдена, ванадия и пр.). Последняя группа в углеродистых сталях представлена незначительно и мало влияет на свойства, а вот первые две группы характеризуют состояние основной массы углерода. Растворимость углерода в α-железе мала и составляет всего около 0,06 – 0,07%, что указывает на ферритную природу сталей с содержанием углерода до этого значения (ст.1, 05, 08кп и др. стали). Отсутствие перлитной или даже цементитной фракции обуславливает низкую твердость и высокую эластичность таких сталей.

Если содержание углерода выше 0,07%, тогда появляется цементитная фракция, такая стали гипотетически может несколько подвергаться закалке (на практике это заметно при содержании углерода выше 0,2%). Примерно аналогично ведут себя другие неметаллы, содержащиеся в сталях.

Основная масса неметаллических включений сталей (кроме, пожалуй, углерода и кремния) является вредными примесями, и снижают все прочностные свойства сталей. Незначительное содержание серы или фосфора может несколько повышать твердость сталей, но, из-за больших размеров атомов этих элементов, они почти не растворяются в структуре железа, поэтому, полезное содержание серы или фосфора измеряется миллионными долями процентов. Для сравнительно небольшого атома бора, но, все же, трехвалентного, полезное содержание составляет много менее 0,01%, когда, реальное содержание бора достаточно сложно снизить кислородной конверсией ниже 0,02%. При более высоком содержании, неметаллические примеси образуют соли, сера дает сульфид железа FeS, фосфор фосфиды FeP и Fe3P2. Кислород образует смешанные нестехиометрические оксиды, сопутствующие другим солевым включениям. Все эти солевые примеси имеют на 100 – 700*С более низкую температуры плавления, чем чистый феррит. Поэтому, при застывании слитка происходит рост ферритно-пирлитных зерен, разделенных тонкими прослойками солевой фазы. После застывания солевой фазы образуется хрупкая и рыхлая солевая пленка между зернами стали, чем толще эта пленка, тем слабее связь между зернами, а значит, ниже все прочностные характеристики стали.

Поэтому, все неметаллические примеси сталей кроме углерода и кремния, относят к вредным примесям и чем ниже их содержание, тем лучше. По содержанию вредных примесей стали подразделяют на обычные и качественные. До 70-х – 80-х годов прошлого века существовала отдельная классификация углеродистых сталей по методу получения. Туда входили: конвертерная сталь (индекс "К” перед сталью), мартеновская сталь ("М”) и бессемеровская сталь ("Б”). Соответственно, стали маркировали как МСт.3, БСт.3 или КСт.3. При этом, стали отличались только методом получения и немного, по количеству примесей (все эти стали относятся к сталям обычного качества). Сегодня, сталь получают почти исключительно в кислородных конвертерах. Мартеновские печи отживают последние годы в странах третьего мира, а Бессемеровские конвертеры с нижним дутьем воздухом используются разве что в полукустарных цехах некоторых стран юго-восточной Азии.

Кроме метода получения, стали подразделяют по типу поставки на: группа А – поставка по нормированным механическим свойствам, группа Б – поставка по химическому составу, группа В – поставка по хим. составу с нормированием некоторых мех. свойств. Эта классификация так же относится к углеродистым сталям обычного качества. Сегодня данная классификация сохранилась, но, она ограниченно применяется только среди поставщиков и крупных потребителей сталей и носит оттенок бюрократической тонкости для наполнения сопроводительных бумаг. Информативности для инженеров и технологов она практически не несет.

Окончание см. здесь.

Категория: Металлургия | Просмотров: 2125 | Добавил: Chemadm | Теги: классификация сталей, железо, углеродистые стали | Рейтинг: 4.5/24
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]