Общая классификация стали

Сталь – это сплав железа с углеродом, содержащий углерода до 2%.

По химическому составу стали делят на углеродистые и легированные.

Углеродистые стали, кроме углерода, содержат до. 0,35% кремния, 0,8% марганца, 0,06% серы, 0,07% фосфора.

Легированными называют такие стали, в состав которых специально введены легирующие элементы (хром, никель, вольфрам, ванадий, молибден, кобальт и др.) для сообщения стали требуемых свойств.

К легированным сталям относятся также стали, содержащие повышенное количество марганца и кремния (марганцовистые и кремнистые стали).

По назначению стали разделяют на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими свойствами. Конструкционные стали в свою очередь делят на строительные и машиностроительные.

По способу выплавки различают сталь обыкновенного качества, сталь качественную и сталь высококачественную.

Сталь обыкновенного качества выплавляют в бессемеровских конверторах или больших мартеновских печах, такая сталь содержит 0,06–0,62% углерода.

Качественную сталь изготовляют в мартеновских и электрических печах, в основных конверторах с продувкой кислоро­дом сверху, она содержит меньше вредных примесей, чем сталь обыкновенного качества.

Высококачественную сталь выплавляют в кислых и основных мартеновских печах и в электрических печах, она со­держит очень ограниченное количество серы и фосфора, имеет более суженные пределы содержания марганца и кремния по сравнению с качественной сталью, обладает высокой чистотой в отношении неметаллических включений и строго регламентированными механическими свойствами. В конце марки высококачественной стали ставится буква А, например, У8А, У9А, 15ХА, ЗОХГСА.

Углеродистые стали

В углеродистых сталях углерод является важнейшим элементом, определяющим как структуру, так и свойства стали. С повышением содержания углерода возрастают прочность и твердость стали, но понижается пластичность. Углерод благоприятно влияет на жидкотекучесть стали.

Марганец повышает твердость и прочность стали, увеличи­вает ее вязкость после термической обработки. Кремний повы­шает твердость, прочность и упругость стали и незначительно снижает ее пластичность. Фосфор снижает пластичность и вызывает хладноломкость (хрупкость) стали, а сера снижает литейные свойства, препятствует выходу газов из жидкой стали, что ведет к образованию газовых пузырей (раковин) в отливке, вызывает ломкость и повышает твердость стали.

Углеродистая сталь обыкновенного качества предназначается для производства проката. По ГОСТ 380– 60 эта сталь подразделяется на три группы А, Б и В

Сталь группы А поставляется с гарантированными механическими свойствами (предел прочности, предел текучести и относительное удлинение) и маркируется буквами Ст., за которыми следует цифра: 0; 1; 2 и т. д. до 7. Чем больше цифра в марке, тем больше содержание углерода, тем выше предел прочности и тем ниже относительное удлинение.

Сталь группы А поступает с металлургических заводов в виде проката (балки, прутки, ленты, проволока и т. д.) и используется для неответственных деталей машин, металлических конструкций, арматуры, топочных устройств и других изделий, не подвергающихся термической обработке.

Сталь группы Б поставляется с гарантией по химическому составу. В марке буквами указывается способ выплавки: буквой М – мартеновская сталь, буквой Б – бессемеровская, буквой К – конверторная, полученная продувкой металла кислородом сверху; цифра в марке представляет число, характеризующее химический состав стали, а буква кп – сталь кипящая, пс – сталь полуспокойная, сп – сталь спокойная.

Сталь группы Б изготовляется следующих марок: мартеновская–МСт. О, МСт. 1, МСт. 2, МСт. 3, МСт. 4, МСт. 5, МСт. 6, МСт. 7; конверторная – КСт. О, КСт. 1, КСт. 2, КСт. 3, КСт. 4, КСт. 5, КСт. 6, КСт. 7; бессемеровская – БСт. О, БСт. 3, БСт. 4, БСт. 5 и БСт. 6.

Из стали группы Б изготовляют сварные конструкции, различные резервуары, бандажи и оси вагонных колес, железнодорожные рельсы, пружины, рессоры общего назначения; при изготовлении этих изделий применяется ковка, поверхностная закалка и другие виды обработки.

Сталь группы В поставляется с гарантированным пределом прочности, пределом текучести, относительным удлинением и химическим составом; марки сталей этой группы начинаются с буквы В, затем следуют элементы обозначения те же, что и группы сталей А и Б.

Сталь группы В изготовляется следующих марок: мартеновская – ВМСт. 2, ВМСт. 3, ВМСт. 4 и ВМСт. 5; конверторная – ВКСт. 2, ВКСт. 3, ВКСт. 4 и ВКСт. 5.

Из сталей группы В изготовляют сварные конструкции, неответственные детали машин, валы, оси и т. д.

Сталь марок Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3 и Ст. 4 всех трех групп изго­товляется кипящая, полуспокойная и спокойная. Сталь марок Ст. 5, Ст. 6 и Ст. 7 изготовляется только полуспокойная и спокойная. Поэтому марки стали после цифры могут иметь индекс «кп» или «пс», либо «сп», указывающие соответственно, что сталь кипящая или полуспокойная, либо спокойная.

Углеродистая качественная сталь применяется для изготовления ответственных деталей, различных машин и механизмов (шатуны, шпиндели, зубчатые колеса, валы, оси и т. п.). Качественная конструкционная углеродистая сталь поста­вляется по ГОСТ 1050–60 с гарантированными механическими свойствами и химическим составом в виде обжатых болванок, слитков, листов, прутков, полос, лент и др.

Качественная углеродистая сталь делится на две группы: I – с нормальным содержанием и II – с повышенным содержанием марганца (0,7–1,2%). Сталь группы I маркируется цифрами 05кп, 10кп, 15кп, 20 и далее до 85. Цифры в маркепоказывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. В стали группы II после чисел, выражающих содержание углерода, ставят букву Г (например, 15Г, 20Г, 25Г и далее до 70Г).

Углеродистые инструментальные стали делятся на качественные и высококачественные. Содержание углерода в сталях, от величины которого во многом зависят свойства стали, составляет 0,65–1,35%.

Из этих сталей изготовляют режущий, измерительный и штамповочный инструмент.

Инструмент из углеродистой инструментальной стали после соответствующей термической обработки выдерживает температуру нагрева лишь до 200–250°С; при большей температуре нагрева твердость инструмента резко снижается.

Углеродистые качественные инструментальные стали по ГОСТ 1435–54 изготовляют следующих марок У7, У8, У9 и т. д. до У13. Буква У указывает, что сталь углеродистая, а цифра – содержание углерода в десятых долях процента. В марке высококачественной углеродистой инструментальной стали ставят букву А, например У7А, У8А и т. д.