Марки вуглецевої сталі. Класифікація, гост, застосування

Сталь - продукт чорної металургії, головний конструкційний матеріал. З нього виробляють будівельну арматуру, металопрокат різного профілю, труби, деталі, механізми і інструменти.

виробництво сталі

Чорна металургія займається виробництвом чавуну і стали. Чавун - твердий, але не міцний матеріал. Сталь - міцний, надійний, пластичний, схильний до легування метал, який використовується в ливарному виробництві, прокатці, куванні і штампуванні.

Існує кілька способів виплавки стали:

1. Конверторний. Устаткування: кисневий конвертор. Шихта (вихідні матеріали): білий чавун, сталевий брухт, вапняк. Виробляються тільки вуглецеві стали.
2. Мартенівський. Устаткування: мартенівська піч. Шихта: рідкий чавун, сталевий брухт, залізна руда. Універсальний як для вуглецевих, так і для легованих сталей.
3. Електродугової. Устаткування: електродугове піч. Шихта: сталевий брухт, чавун, кокс, вапняк. Універсальний метод.
4. Індукційний. Устаткування: індукційна піч. Шихта: сталевий і чавунний металобрухт, феросплави.

Суть процесу виробництва сталі - зменшення кількості негативних хімічних включень з метою отримання металу, який в народі називають «залізом», а точніше - залізовуглецевого сплаву з вмістом вуглецю в ньому не більше 2,14%.

процеси розкислення

Для стали на завершальному етапі виплавки характерний процес кипіння, на який впливають властиві в ній азот, водень, окису вуглецю. Такий сплав в затверділому стані має пористу структуру, яка забирається прокаткою. Він м`який і пластичний, проте недостатньо міцний.

Процес розкислення полягає в деактивації киплячих домішок шляхом введення в сплав феромарганцю, феросиліцію, алюмінію. Залежно від кількості залишкових газів і раскислительной елементів, сталь може бути полуспокойная або спокійна.

Готову сталь необхідного ступеня розкислення у виливниці для кристалізації і використання на наступних технологічних етапах виготовлення готової сталевої продукції.

Класифікація вуглецевої сталі

Всю сталь, існуючу на світовому ринку, можна розділити на вуглецеву і леговану. Всі марки вуглецевої сталі поділяються за різними групами класифікатора і особливостям позначення.

Виходячи з основних класифікаційних ознак, виділяють:

1. Вуглецеві конструкційні сталі. У них карбону менше 0,8%. Вони використовуються для виготовлення арматури, прокатної продукції і лиття.
2. Вуглецеві інструментальні сталі, які содрежат карбон в кількості від 0,7% до 1,3%. Їх використовують для інструментів, обладнання приладів.

За способами розкислення:

• киплячі - раскислительной елементів (РЕ) в складі менше 0,05%;
• напівспокійну - 0,05%&le-РЕ&le-0,15%;
• спокійні - 0,15%&le-РЕ&le-0,3%.

За хімічним складом:

• маловуглецеві (0,3%&le-С);
• середньовуглецеві (0,3&le-С&le-0,65%);
• високовуглецеві (0,65&le-С&le-1,3%).

Стали, що містять вуглець в кількості вище 1,3%, не використовуються в промисловості.

Відео: Труба 159 гост. Труби 159 виготовлені по ГОСТ!

Залежно від мікроструктури:

• доевтектоїдних - в такий стали вуглецю в складі менше 0,8%;
• евтектоїдні - це сталі з вмістом вуглецю 0,8%;
• заевтектоідние - стали з вмістом вуглецю понад 0,8%.

Відео: BM: Марка і клас бетону - в чому різниця?

За якістю:

1. Звичайної якості. Сірки тут міститься менше 0,06%, фосфору - не більш 0,07%.
2. Якісні стали. Вони не містять сірки і фосфору більше 0,04%.
3. Високоякісні. Кількість сірки тут не перевищує 0,025%, а фосфору - не більш 0,018%.

За основним стандарту марки вуглецевої сталі розподіляють на:

• конструкційні звичайної якості;
• конструкційні якісні;
• інструментальні якісні;
• інструментальні високоякісні.

Особливості маркування конструкційної сталі звичайної якості

Стали звичайного якості містять: С - до 0,6%, S - до 0,06%, P - до 0,07%. Давайте розглянемо, як маркується ця вуглецева сталь. ГОСТ 380 визначає наступні нюанси позначення:

• А, Б, В - група-А - трохи позначається в марках;
• 0-6 після букв «Ст» - порядковий номер, в якому зашифрований хімічний склад і (або) механічний властивості;
• Г - наявність Мангана Mn (марганцю);
• кп, пс, сп - ступінь розкислення (кипляча, полуспокойная, спокійна).

Цифри від 1 до 6 після позначення ступеня розкислення через тире - це категорії. При цьому перша категорія не позначається ніяк.

Букви ж М, К на початку марки можуть означати металургійний спосіб виробництва: мартенівський або киснево-конверторний. Між іншим, вуглецеві сталі звичайної якості представлені кількісним складом марок, приблизно в 47 штук.

Класифікація конструкційних сталей звичайної якості

Вуглецеві сталі звичайної якості поділяються на групи.

• Група А: стали, які повинні точно відповідати заданим механічними властивостями. Споживачеві вони поставляються найчастіше у вигляді листового і багатопрофільного прокату (листи, таври, двотаври, арматура, заклепки і корпусу). Марки: Ст0, Ст1 - Ст6 (кп, пс, сп), категорії 1-3, в тому числі Ст3Гпс, Ст5Гпс.
• Група Б: стали, які повинні бути регламентовані необхідним хімічним складом і властивостями. Виготовляється лиття та прокат, який буде піддаватися додатковій механічній обробці тиском в гарячому стані (кування, штампування). Марки: БСт0, БСт1 (кп-сп), БСт2 (кп, пс), БСт3 (кп-сп, в тому числі БСт3Гпс), БСт4 (кп, пс), БСТ 6 (пс, сп), категорії 1 і 2.
• Група В: стали, які повинні відповідати за потрібне хімічним, фізичним, механічним і технологічними властивостями. Цій групі притаманне різноманітність марок, з яких виготовляється пластичний листовий прокат, міцна арматура для роботи в зонах значних температурних перепадів, відповідальні деталі (болти, гайки, осі, пальці поршнів). Всю продукцію різного складу, властивостей і марок цієї групи об`єднує хороша технологічна зварюваність. Марки: ВСт1-ВСт6 (кп, пс, сп), ВСт5 (пс, сп), в тому числі ВСт3Гпс, категорії 1-6.

Конструкційні сталі звичайної якості - сплави, що мають широке різнопланове використання в промисловості.

Маркування вуглецевої якісної сталі

Зміст вуглецю в стали названого якості від 0,05% до 0,6%. Виплавка металу цієї класифікаційної групи відбувається мартенівським або електродуговим способами. Широкий діапазон вуглецевого присутності урізноманітнює механічні властивості: низьковуглецеві - пластичні, середньовуглецеві - міцні.

Вуглецеві якісні стали мають в складі S і P не більше 0,04%, відповідно.

Маркування (ГОСТ 1050-88):

• цифри 05-60 - зашифроване наявність вуглецю (мінімальне - 0,05%, максимальне - 0,6%);
• кп, пс, сп - ступінь розкислення ( «сп" не позначається);
• Г, Ю, Ф - містять марганець, алюміній, ванадій.

Відео: Лист 60 ст 09Г2С

Винятки в маркуванні

Вуглецеві якісні стали в своїй маркування мають виключення:

• 15К, 20К, 22К - якісні стали, застосовні в котлобудуванні;
• 20-ПВ - вуглецю - 0,2%, сталь застосовна в виготовленні труб методом гарячої прокатки, в котлобудуванні і монтажі опалювальних систем, містить мідь і хром;
• ОСВ - сталь для виготовлення вагонних осей, містить нікель, хром, мідь.

Для всіх марок якісних сталей характерна можлива необхідність використання термічної (наприклад, нормалізація) і хіміко-термічної обробки (наприклад, цементація).

Класифікація вуглецевих якісних сталей

Цей вид вуглецевих сталей можна умовно розділити на 4 групи:

1. Високопластичний матеріал, який можна застосовувати для холодної механічної обробки (прокатки), листової і трубний прокат. Марки - сталь 08пс, сталь 08, сталь 08кп.
2. Метал, який використовується в гарячій прокатці і штампуванні, який буде працювати в термічно агресивних умовах. Марки - від сталь 10 до сталь 25.
3. Сталь, що знайшла застосування у виготовленні відповідальних деталей, в тому числі пружин, ресор, муфт, болтів, валів. Марки - від сталь 60 до сталь 85.
4. Стали, що вимагають надійної експлуатації в агресивних умовах (наприклад, ланцюг гусеничного трактора). Марки сталь 30, сталь 50, сталь 30Г, сталь 50Г.

Також можливо розділити на 2 групи всі відомі марки вуглецевої сталі з класу якісних: конструкційні звичайні і конструкційні Марганцевмісні.

Застосування вуглецевої конструкційної сталі

Вуглецеві інструментальні сталі відрізняються високою міцністю і ударною в`язкістю. Вони обов`язково підлягають багатоступінчастої термообробці.

Зміст вуглецю в стали: 0,7 - 1,3%. Для якісної - до 0,03%, фосфору - до 0,035%. А для інструментальної високоякісної: сірки - до 0,02%, фосфору - до 0,03%.

Марочне позначення (ГОСТ 1435-74):

• У - вуглецева інструментальна;
• 7 -13 - вміст вуглецю в ній 0,7-1,3%, відповідно;
• Г - наявність у складі марганцю;
• А - високоякісна.

Винятками з основних принципів маркування вуглецевих інструментальних сталей - матеріал для деталей годинникових механізмів А75, АСУ10Е, АУ10Е.

Вимоги до вуглецевої інструментальним сталям

Відповідно до ГОСТу, інструментальні стали повинні відповідати ряду характеристик.

Необхідні фізико-хімічні та механічні властивості: якісні показники твердості, ударної в`язкості, міцності, стійкості до температурних змін під час експлуатації (під час різання, свердління, ударних навантажень), стійкість до корозії.

Задані технологічні властивості:

• стійкість до негативних процесів технології різання (налипання стружки, наклеп);
• добре обробляється гострінням і шліфуванням;
• податливість до термообробки;
• стійкість до перегріву.

Для підвищення якісних механічних і технологічних показників інструментальні стали піддають багатоступеневою термообробці:

• отжиг вихідного матеріалу перед виготовленням інструментів;
• гарт (охолодження в розчинах солей) і подальший відпуск готових виробів (в основному, низький відпустку).

Отримані властивості визначаються хімічним складом і отриманої микроструктурой: мартенсит з цементітние і аустенітними включеннями.

Використання вуглецевих інструментальних сталей

Застосовуються описувані стали для виготовлення всіляких інструментів: ріжучих, ударних, допоміжних.

• Сталь У7, У7А - молотки, зубила, сокири, стамески, кувалди, долота, рибальські гачки.
• Сталь У8, У8А, У8Г - пили, викрутки, кернери, зенковки, фрези, плоскогубці.
• Сталь У9, У9А - слюсарний інструмент, інструмент для різання по дереву.
• Сталь У10, сталь У10А, У11, У11А - рашпілі, мітчики, спіральні свердла, допоміжний інструмент для штампування і калібрування.
• У 12, У12А - розгортки, мітчики, вимірювальні інструменти.
• У13, У13А - напилки, бритвені і хірургічні інструменти, штампувальні пуансони.

Раціональний вибір марки вуглецевої сталі, технології її термообробки, розуміння її властивостей і особливостей - запорука тривалої служби вироблених, оброблюваних або використовуваних конструкцій або інструментів.