Тема 5. Углеродистые стали.

Вопросы:

1. Классификация углеродистых сталей.

2. Углеродистые стали обыкновенного качества.

3. Углеродистые качественные конструкционные стали.

4. Углеродистые инструментальные стали.

1. По химическому составу стали подразделяют на малоуглеродистые (до 0,3% С), среднеуглеродистые (0,3...0,65 % С) и высокоуглеродистые (свыше 0,65% С). По качеству различают стали обыкновенного каче­ства (S < 0,06% и Р < 0,04%), качественные (S < 0,04% и Р < 0,04%) и высококачественные (S < 0,03% и Р < 0,03%). При этом учитывается способ производства стали (мартеновская, кислородно-конвертерная и др.).

По назначению стали делят на конструкционные и инструментальные. В конструкционных сталях разли­чают строительные (преимущественно малоуглероди­стые) и машиностроительные (малоуглеродистые и среднеуглеродистые). Инструментальные стали пред­назначены для изготовления режущего, измерительного и штампового инструмента.

2. Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-71). Они подразделяются на три группы в зависимости от назначения и гарантированных характеристик:

А – с гарантированными механическими свойствами;

Б – с гарантированным химическим составом;

В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.

В зависимости от нормируемых показателей (меха­нических свойств, химического состава) сталь вышеука­занных групп делится на категории: группа А – 1, 2, 3; группа Б – 1, 2; группа В – 1,2, 3, 4, 5, 6.

Сталь изготовляют следующих марок:

группа А – Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6;

группа Б – БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5; БСт6;

группа В – ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.

Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3 и 4 по степени раскисления изготовляют кипящей, полуспокой­ной и спокойной; с номерами 5 и 6 – полуспокойной и спокойной.

Для обозначения категорий стали к обозначению марки добавляют номер соответствующей категории, например: СтЗпс2, БСтЗкп2, ВСт4пс2.

Для обозначения полуспокойной стали с повышен­ным содержанием марганца к обозначению марки стали после номера марки ставят букву Г, например: Ст3Гпс, ВСт3Гпс, ВСт3Гпс3.

Стали группы А предназначены для из­готовления неответственных деталей, требующих повы­шенной пластичности или глубокой вытяжки (Ст2кп), а также деталей, которые не подвергаются горячей об­работке (сварке, ковке); стали группы Б – для изготов­ления изделий с применением горячей обработки; стали группы В – для изготовления сварных конструкций.

3. Углеродистые качественные конструкционные стали (ГОСТ 1050—74).

Углеродистые качественные конструкционные стали выплавляют в кислородных конвертерах, мартеновских и электрических печах и применяют для изготовления ответственных деталей. Они делятся на две группы: I – стали с нормальным содержанием марганца; II – стали с повышенным содержанием марганца.

Стали группы I (0,25...0,8 % Мn) имеют следующие марки: 05, 08, 10, 15, 20, 25...85. Малоуглеродистые ста­ли (08, 10, 15, 20, 25), имеющие сравнительно невысо­кие показатели прочности и высокую пластичность, при­меняют для деталей, изготовляемых штамповкой и свар­кой. По ГОСТу стали маркируют так: Сталь 10, Сталь 20, Сталь 45 и т. д. Цифры в марке указывают на среднее содержание углерода в стали, выраженное в сотых долях процента. Например, Сталь 45 содержит в среднем 0,45 % С. Стали 10, 15, 20 и 25 широко используют для цементуемых деталей (цемен­туемые стали), а 35, 40, 45 и 50 — для всевозможных деталей, подвергающихся закалке и высокотемператур­ному отпуску (улучшаемые стали).

Стали группы II с повышенным содержанием мар­ганца (0,7...1,2 % Мn) имеют следующие марки: 15Г, 20Г, З0Г, 40Г, 45Г, 50Г, 60Г, 65Г, 70Г. Марганец при­дает стали большую прокаливаемость. Из стали марок 60Г и 65Г изготовляют пружины и рессоры.

В отдельную группу выделены (ГОСТ 1414—75) ста­ли повышенной и высокой обрабатываемости резанием. Наибольшее приме­нение получили стали углеродистые сернистые (S = 0,15...0,3 %, Р = 0,05...0,15 %), которые называют авто­матными сталями и предназначены для обработки на станках-автоматах. Стали маркируются: А11, А12, А20, АЗ0, А35, А40Г (С = 0,4%, Мn=1,2%) и служат для изготовления болтов, гаек и других мелких деталей счетных, пишущих машин и приборов.

4. Инструментальные углеродистые стали, выпускаемые по ГОСТ 1435—74, имеют следующие марки: У7, У7А, У8, У8А, У9, У9А, У10, У10А, У11, У11А, У12, У12А, У13, У13А. Буква «У» обозначает углеродистая, а циф­ра после буквы – десятые доли процента углерода (на­пример, сталь марки У10 содержит в среднем 1,0% С). Буква А обозначает высокое качество стали (S и Р < 0,03%). Инструменты (зубила, штампы, слесарные молотки и т. п.), подвергаемые ударам, должны обла­дать некоторой вязкостью; их изготовляют из стали ма­рок У7А и У8А. Высокоуглеродистую (заэвтектоидную) сталь марок У9А, У10А и другие применяют для инст­рументов (напильники, шаберы, калибры и т. п.), кото­рые должны иметь высокую твердость и износостой­кость.