Что называется низкоуглеродистой сталью

18.10.2024

Рейтинг: 5 Голосов: 6

Время прочтения: 6 мин

Рейтинг: 4.6

Время прочтения: 6 мин

Полезное

Качественная низкоуглеродистая сталь – это сплав железа с небольшим содержанием углерода (до 0.25%). Материал используют в строительных конструкциях, кузовных деталях автомобилей, трубах и профилях, крепежных изделиях. Основные свойства сплава:

Высокая пластичность.
Хорошая свариваемость.
Низкая прочность (по сравнению с высокоуглеродистыми сплавами).
Низкая твердость.
Высокая вязкость.
Легко поддается обработке.

На рынке есть и среднеуглеродистые марки (в составе 0.25-0.6% углерода). Это гарантирует высокую прочность и твердость, но меньшую пластичность. Сплав используется в деталях машин, рельсах, колесных парах.

Низкоуглеродистые стали обладают высокой способностью к гибке и формированию. Они не предназначены для изделий высокой твердости и износостойкости.

В России есть Ст3, Ст2. В США же это AISI 1010, 1020.

Низкоуглеродистые стали доступны, легкие в обработки, хорошо свариваются. Но для создания ножей и других режущих инструментов они не подходит из-за низкой твердости, плохого удержания заточки.

Состав низкоуглеродистой стали

Точные процентные соотношения могут варьироваться в зависимости от конкретной марки стали и стандарта:

Железо (Fe) – 98-99.5%.
Углерод (C) – 0.05-0.25%.
Марганец (Mn) – 0.25-0.8%.
Кремний (Si) – 0.05-0.35%.
Фосфор (P) – до 0.04%.
Сера (S) – до 0.05%.
Хром (Cr) – до 0.3%.
Никель (Ni) – до 0.3%.
Медь (Cu) – до 0.3%.

На отечественном рынке особенности низкоуглеродистых сталей регламентированы несколькими ГОСТ. Это 380-2005 (для Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6, 1050-2013 (марки 08, 10, 15, 20). Также 14637-89 (листовой прокат), 535-2005 (сортовой и фасонный прокат). Есть 1577-93 (толстолистый и широкополосный прокат) и 16523-97.

Эти и другие стандарты определяют требования к химическому составу, механическим свойствам, методам испытаний.

Технические характеристики

Низкоуглеродистая сталь пластична, хорошо поддается холодной и горячей деформации. Относительное удлинение может достигать 25-40%. Что до прочности, она относительно низкая в сравнении с другими марками. Предел прочности обычно в диапазоне 300-450 МПа, а текучести – 200-300 МПа.

Материал отлично сваривается, не требуя предварительного подогрева или последующей термообработки.

Все марки низкоуглеродистой стали обрабатываются следующими видами:

Холодная штамповка.
Гибка.
Прокатка.
Волочение.
Ковка.
Сварка.
Механическая обработка (точение, фрезерование, сверление).
Цементация (для повышения поверхностной твердости).
Нормализация.
Отжиг.

Получить сплав можно в конвертерных печах. Это кислородно-конвертерный быстрый и эффективный процесс. Технология заключается в продувке жидкого чугуна кислородом. Производительность до 400 тонн стали за 30-40 минут. Она хорошо подходит для массового производства.

В мартеновских печах используется плавка пламенным нагревом. В процессе можно использовать разное сырье (чугун, лом). Свойства низкоуглеродистой стали хорошо контролируются.

В дуговых электропечах высокая точность контроля состава и температуры. Считается экологически более чистым процессом. В технологии используется преимущество металлолом.

У каждого из этих методов свои преимущества и недостатки. Выбор конкретного способа зависит от требуемого качества стали, доступности сырья, экономических факторов.

Виды низкоуглеродистых сталей

По степени раскисления низкоуглеродистые марки сталей бывают спокойными с содержанием кремния 0.15-0.30%. В материале минимальное количество газовых пузырей, однородная структура по всему объему слитка. Конечный продукт применим в ответственных конструкциях, деталях машин.

В кипящих марках (кп) происходит частичное раскисление (только марганцем), а кремния в составе менее 0.05%. Растворенных газов тут большое количество, что приводит к неоднородной структуре. Зато такие слитки более дешевые в производстве, хорошо свариваются и штампуются.

Полуспокойные сплавы промежуточные между спокойными и кипящими. В составе 0.05-0.15% кремния и умеренное количество растворенных газов. Здесь достигнут баланс между качеством и экономичностью. Материал применяют в строительных конструкциях, трубах.

По наличию неметаллических включений бывают стали обыкновенного качества. В сплаве высокое содержание вредных примесей (серы до 0.05% и фосфора до 0.04%). У марок Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6 более низкая стоимость, и менее жесткие требования к химическому составу.

У качественных машиностроительных сталей пониженное содержание вредных примесей (серы не более 0.035%, фосфора не более 0.03%). Здесь более строгий контроль химического состава, что улучшило механические свойства слитков.