Определение сталь объединяет сплавы на основе железа и углерода с другими веществами. При очистке железной руды получают чугун, содержащий 2,14-6,67% углерода. Этот элемент отвечает за твердость, при этом металл хрупок и не пластичен. Уменьшение углеродной составляющей изменяет структуру, делает материал ковким, повышает его ударную вязкость.
Чем отличается углеродистая сталь от легированной?
Углеродистая сталь состоит из тех же элементов, что первоначальное сырье: железо, углерод, кремний, марганец и вредные примеси: сера, фосфор. Легированными (ligare-связывать) называют сплавы, усиленные другими металлами: хромом, никелем, медью, молибденом.
[include_post id=»9032″]
Характеристики легированной стали
Для легирования применяют металлы, способные образовывать устойчивые соединения с железом и углеродом. Из карбидов, интерметаллидов и дисперсных частиц под воздействием температур формируется сложная кристаллическая решетка. При уменьшении углеродной доли каркас структуры создают хром, никель, марганец и другие элементы, а карбидные соединения вытесняются к границам зерен. Активное железо находится в связанном состоянии и не может реагировать с агрессивными веществами.
Легированные стали классифицируют по количеству присадок:
- Низколегированные — до 2,5%;
- Среднелегированные — 2,5-10%;
- Высоколегированные — выше 10%.
И различают по назначению:
- Инструментальные — применяют в производстве измерительных и режущих инструментов, штамповой оснастки;
- Конструкционные — для изготовления агрегатов и механизмов, корпусов автомобилей и оборудования, конструкций;
- Специальные — коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные и др.
Для определения марок создана буквенно-цифровая система. Легирующие элементы обозначают русскими буквами. В составе большей части сплавов не более 1% углерода, но эта характеристика одна из самых важных, поэтому ее указывают в начале маркировки в сотых долях процента. Числовые значения, округленные до единиц опускают.
Пример: 38ХНЗМФА
● С — 0,38%;
● Cr — 1,2-1,5%;
● Ni — 3-3,5%;
● Mo — 0,1-02%;
● V — 0,1-0,18
● Буква А в конце значит, что сталь высококачественная.
Если содержание углерода 1% и более, первую цифру не пишут, например ХВГ, ХВСГ, ШХ15СГ. Для некоторых групп применяют обозначения перед маркировкой: А — автоматные, Ш — подшипниковые, Р — быстрорежущие, Э — электротехнические, Е — магнитно-твердые. Сплавы выпускаемые одним предприятием имеют свои названия, например ЭИ417 (Электросталь), ЧС 116-ИД (Челябинская сталь), ВНС-65 ВИЭМ).
Разработано более тысячи легированных стальных сплавов с различными уникальными свойствами: устойчивые к охрупчиванию на холоде, стойкие к кислотам и щелочам, кавитационным нагрузкам. В сравнении с углеродистыми они обладают меньшей теплопроводностью, твердостью. При термической обработке, в том числе сварке, необходимо учитывать свойства всех металлов в составе.
Характеристики углеродистой стали
Качества сплавов зависят от степени обработки. На первых этапах железную руду подвергают раскислению, восстанавливают окись железа до металла. По количеству оставшихся в расплаве атмосферных газов установлены классы:
● Спокойный (Сп);
● Полуспокойный (Пс);
● Кипящий (Кп).
В зависимости от наличия вредных примесей определяют качество:
● Обычное;
● Высокое.
Так как от углерода зависит твердость и одновременно ударная хрупкость, предусмотрена следующая классификация сталей:
● Низкоуглеродистые — до 0,25%;
● Среднеуглеродистые — 0,25-0,6%;
● Высокоуглеродистые — выше 0,6%.
Действует деление по областям применения:
● Конструкционные — большая группа, объединяющая несколько видов: строительные, автоматные, термоупрочняемые, повышенной прочности и др. Маркировка начинается с цифр, обозначающих углерод в сотых долях процента: от 08 до 85. Если увеличено содержание марганца, в конце добавляют Г
● Инструментальные — для изготовления инструмента, не подвергающегося нагреву: зубила, молотки, топоры. Группу сталей относят к качественным и обозначают буквой У в начале, высшее качество дополнительно маркируют знаком А в конце.
● Общего назначения — недорогие сплавы для изготовления труб, прутков, швеллеров, ковки и литья. Предусмотрено несколько подгрупп. К группе А относят стали со стабильными механическими свойствами (Ст1кп, Ст6сп), первую букву не пишут. У группы Б регламентирован химический состав (БСт4сп, БСт6пс), у В стабильны состав и свойства (ВСт3сп, ВСт5).
Углеродистые стали предназначены для изготовления нагруженных деталей и конструкций: рельсов, валов, тяг, осей, пружин рессоров, деталей турбин. Они отлично свариваются, поддаются резанию, ковке, но требуют защиты от коррозии.
Разница между легированной и углеродистой сталью
Различие в химическом составе определяет характеристики материалов.
Легированные стали отличаются коррозионной стойкостью.
В зависимости от элементов, связанных с железом, они могут работать в морской воде, кислотных средах даже при высоких температурах, но плохо справляются с ударными нагрузками, имеют малую несущую способность. Производство сплавов и конечных продуктов сопряжено с применением десятков сложных технологий.
Углеродистые стали без антикоррозийных покрытий подвержены быстрому разрушению.
Их области применения: все металлоемкие производства. Экономическая целесообразность большого расхода сырья коррелирует с простотой обработки.
Заказать звонок
Написать на почту
Telegram