3.4 Классификация по структуре

Производится в равновесном состоянии, т.е. в условиях медленного охлаждения, что на практике соответствует отжигу стали.

Стали, содержащие до 0,8% С и имеющие структуру, состоящую из феррита и перлита, называются доэвтектоидными.

Стали, содержащие 0,8% С со структурой перлита (100% прелита), называются эвтектоидными.

Стали, содержащие свыше 0,8% С и имеющие структуру, сотоящую из перлита и цементита, называются заэвтектоидными.

3.5 Классификация по назначению

По назначению (применению в промышленности) углеродистая сталь классифицируется на конструкционную, инструментальную, автоматную, строительную.

а) Конструкционная сталь

Это сталь обыкновенного качества, качественная и высококачественная. По назначению конструкционную сталь подразделяют на подгруппы:

1. Стали 05, 08, 10, ст1 - ст4, спокойные, полуспокойные и особенно кипящие - малопрочные, высокопластичные. Из-за способности к глубокой вытяжке их применяют для холодной штамповки различных изделий. Без термической обработки в горячекатаном состоянии их используют для шайб, прокладок, кожухов и других деталей, изготавливаемых путем холодной деформации и сварки.

2. Стали 15, 20, 25, Бст1 -Бст4 - цементуемые, предназначены для деталей небольшого размера (кулачки, толкатели, малонагруженные шестерни и т.д.), от которых требуется твердая износостойкая поверхность и вязкая сердцевина.

3. Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 (а также высококачественные 30А - 55А) отличаются большей прочностью, но меньшей пластичностью. Их называют улучшаемыми, так как они подвергаются улучшению - закалке с последующим высоким отпуском (сталь 30 применяется в нормализованном состоянии). После улучшения достигается высокая вязкость, пластичность и, как следствие, малая чувствительность к концентраторам напряжения. Область применения - оси, шатуны, зубчатые колеса, маховики, валы малооборотных двигателей.

Стали 60, 65, 70, 75, 80, 85, а также с повышенным содержанием марганца (60Г, 65Г, 70Г) применяют в качестве рессорно-пружинных. Их используют для силовых упругих элементов - плоских и круглых пружин, рессор, упругих колец и других деталей пружинного типа.

В нормализованном состоянии стали применяют для прокатных валков, шпинделей станков и других крупных деталей.

б) Инструментальные стали

Углеродистые стали, предназначенные для изготовления инструмента (ГОСТ 1425-74), производят качественными (У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13) и высококачественными (У7А - У13А). Буква У в марке показывает, что сталь углеродистая, а цифра - содержание углерода в десятых долях процента. Так, сталь У9 содержит 0,9% С, сталь У10 - 1,0% С, сталь У11 - 1,1% С и т.д.

Стали У7, У8, обеспечивающие более высокую вязкость, применяют для инструментов, подвергающихся ударам: деревообрабатывающих, слесарных, кузнечных, а также пуансонов, матриц и других инструментов, деформирующих металл.

Стали У9, У10 применяют для режущих инструментов, не подвергающихся сильным толчкам и ударам (мелкие метчики, сверла).

Стали У11, У12, У13 - для инструментов с высокой твердостью на рабочих гранях, работающих при спокойной нагрузке (напильники, пилы).

в) Автоматные стали

Обработка резанием - основной способ изготовления деталей машин и приборов. С улучшением обрабатываемости стали растет производительность их обработки и уменьшается интенсивность изнашивания режущего инструмента. Особое значение это имеет для массового производства, где широко применяют автоматические линии.

Повышение обрабатываемости резанием достигается преимущественно металлургическими приемами, когда в состав стали вводятся элементы, способствующие получению сыпучей, легкоотделяющейся стружки (сера, селен, свинец, кальций) и повышающие чистоту обрабатываемой поверхности (фосфор). Подобные стали относятся к так называемым автоматным сталям. В соответствии с ГОСТ 1414-75 их маркируют буквой А (автоматная), присутствие свинца обозначают буквой С, кальция - Ц, селена - Е, двузначная цифра после букв А или АС - среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Автоматные сернистые стали А11, А12, А20, А30, А35, А40Г являются углеродистыми, содержат 0,08 - 0,30% S и 0,05 - 0,15% Р. Они предназначены для крепежных деталей, а также для малонагруженных деталей сложной формы.

Автоматным сернистым сталям присуща анизотропия механических свойств, пониженная вязкость, пластичность и, особенно, сопротивление усталости в направлении, перпендикулярном прокатке. Поэтому их не применяют для изготовления ответственных деталей машин.

Автоматные свинецсодержащие стали (0,15 - 0,30% Pb) АС14, АС40, АС35Г2, АС45Г2 по обрабатываемости значительно превосходят сернистые. Их широко применяют на автозаводах для изготовления многих деталей двигателей. Введение свинца повышает скорость резания на 30 - 40% и в 7 раз увеличивает стойкость инструмента.

Автоматные селеносодержащие стали А35Е, А45Е содержат 0,04 - 0,1% Se и 0,06 - 0,12% S. Они практически изотропны, и их применение позволяет в 2 раза снизить расход инструмента и на 30% повысить производительность обработки.

Автоматные кальцийсодержащие стали (0,002 - 0,008% Ca) АЦ20, АЦ30 предназначены для изготовления термически упрочненных деталей, обрабатываемых твердосплавным инструментом при высоких скоростях резания.

г) Строительная сталь

При незначительных напряжениях в конструкциях в качестве конструкционной строительной стали применяют сталь, содержащую до 0,25% С и обладающую высокой свариваемостью.

Для армирования железобетонных конструкций применяется сталь с самым различным содержанием углерода с большим диапазоном по прочности. Арматура может быть изготовлена из проволоки, стержней, канатов и пр.