Влияние углерода на свойства углеродистых сталей.

Главным элементом стали, является углерод. С повышением содержания углерода прочность стали существенно возрастает из-за увеличения количества цементита в фазовом составе стали.

К низкоуглеродистым относятся, стали, содержащие до 0,25 % С. Это достаточно мягкие, пластичные, хорошо деформируемые в холодном и горячем состоянии стали.

Среднеуглеродистые стали содержат 0,3 – 0, 6 % С. Они обладают хорошими прочностными свойствами при небольшой пластичности и вязкости. Стали с таким содержанием углерода являются широко распространенным конструкционным материалом для деталей, работающих в условиях обычных силовых нагрузок.

Высокоуглеродистые стали содержат свыше 0,6 % С (до 1,3 – 1,4 %), за счет чего они обладают высокой твердостью и очень низкой пластичностью и вязкостью.

Стали с содержанием углерода более 0,7 % в основном используются в штампово-инструментальном производстве холодного и горячего деформирования. Кроме того, из этих сталей изготавливают режущий и мерительный инструменты.

С повышением содержания углерода увеличивается прочность и твердость стали, а пластичность и вязкость снижаются.

Маркировка углеродистых сталей и их применение.

Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-90) выпускаются в виде проката (прутки, балки, листы, уголки, швеллеры и т.п.) в нормализованном состоянии и в зависимости от назначения и комплекса свойств подразделяются на группы: А, Б, В.

Стали маркируются сочетанием букв Ст и цифрой (от 0 до 6), показывающей номер марки (чем больше условный номер стали, тем больше содержание углерода и перлита в ней и тем выше ее прочность и ниже пластичность). Стали групп Б и В имеют перед маркой буквы Б и В, указывающие на их принадлежность к этим группам.

Группа А в обозначении марки стали не указывается. Степень раскисления обозначается добавлением индексов: в спокойных сталях – «сп», полуспокойных – «пс», кипящих – «кп», а категория нормируемых свойств (кроме категории 1) указывается последующей цифрой. В их составе разное содержание кремния: спокойные – 0,12 – 0,30, полуспокойные - 0,05 – 0,17, кипящие – менее 0,07 %, например Ст3сп, БСт3пс или ВСт3сп5 (в конце 5-я категория). Спокойными и полуспокойными производят стали Ст1 – Ст6, кипящими – Ст1 – Ст4 всех трех групп. Сталь Ст0 по степени раскисления не разделяют.

Стали группы А поставляются с гарантированными механическими свойствами, без указания химического состава. Стали группы А используют в состоянии поставки для изделий, изготовление которых не сопровождается горячей обработкой. В этом случае они сохраняют структуру нормализации и механические свойства.

Стали группы Б поставляют с гарантированным химическим составом, но механические свойства не гарантируются. Стали этой группы применяют для изделий, изготавливаемых с применением горячей обработки, при которой исходная структура и механические свойства не сохраняются. Для таких сталей важны сведения о химическом составе, необходимые для определения режима горячей обработки.

Стали группы В поставляются с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. Стали группы В применяют для ответственных деталей (для производства сварных конструкций).

Углеродистые стали обыкновенного качества широко используются в строительстве при изготовлении железобетонных конструкций. Способностью к свариванию и холодной обработке давлением отвечают стали групп Б и В номеров 1 – 4, поэтому из них изготавливают сварные фермы, различные рамы и строительные металлоконструкции, кроме того, крепежные изделия, часть из которых подвергают цементации.

Среднеуглеродистые стали номеров 5 и 6, обладающие большой прочностью, предназначаются для рельсов, железнодорожных колес, а также валов, шкивов, шестерен и других деталей грузоподъемных и сельскохозяйственных машин.