6.3 Классификация сталей

Стали классифицируются:

по способу получения: конверторная, бессемеровская, мартеновская, электросталь;

по химическому составу: углеродистые; легированные;

по назначению: конструкционные; инструментальные; специального назначения с особыми свойствами;

по степени раскисления: спокойная; полуспокойная; кипящая;

по типу структуры: 1) для отожженного состояния: доэвтектоидные; эвтектоидные; заэвтектоидные; ледебуритные; аустенитные; ферритные;

2) для нормализованного состояния: перлитные; мартенситные; аустенитные; ферритные;

по качеству: обыкновенного качества ( < 0.06 % S и < 0.07 % Р); качественные (< 0.04 % S и < 0.035 % Р); высококачественные (< 0.025 % S и <0.025 % Р);

особовысококачественные (< 0.015 % S и < 0.02 % Р);

по типу структуры: аустенитные (при введении добавок 1 класса: Ni, Mn, Со); ферритные (при введении добавок 2 класса: Сг, Mo, V, W, Si).

Сталь в соответствии с ГОСТом должна отвечать определенным требованиям и маркируется. В соответствии с ГОСТами предусматривается поставка стали трех групп:

группа А — с гарантируемыми механическими свойствами (сталь не подвергается горячей обработке);

группа Б — с гарантируемым химическим составом (сталь подвергается горячей обработке);

группа В — с гарантируемыми механическими свойствами и химическим составом (для сварных конструкций).

Сталь группы А маркируется буквами Ст и номером 0, 1, 2, 3 и т. д. Чем больше номер, тем выше прочность, но ниже пластичность. Если после марочного обозначения стоит «кп» — значит, сталь кипящая; если стоит «пс» — сталь полуспокойная и если «сп», то сталь спокойная.

Сталь группы Б маркируется М, К, Б, что показывает способ производства (мартеновский, конверторный, бессемеровский). Состав этих сталей общего назначения приводится в справочниках по металлам.

Сталь группы В (изготовляется мартеновским или конвертерным способом) маркируется буквой В и цифрой. Сталь ВСт1 имеет механические свойства, как Ст1, а химический состав — как сталь МСт1кп.

Более подробные сведения можно получить при знакомстве с ГОСТами и другими стандартами на отдельные виды металлургической продукции.

6.4 Классификация чугунов

Чугун отличается от стали: по составу - более высокое содержание углерода и примесей; по технологическим свойствам - более высокие литейные свойства, малая способность к пластической деформации, почти не используется в сварных конструкциях.

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:

белый чугун - углерод в связанном состоянии в виде цементита, в изломе имеет белый цвет и металлический блеск;

серый чугун - весь углерод или большая часть находится в свободном состоянии в виде пластинчатого графита, а в связанном состоянии находится не более 0,8 % углерода. Из-за большого количества графита его излом имеет серый цвет.

Пластинчатая форма графита ухудшает свойства чугуна, поэтому разработаны методы плавки или последующей обработки, при которой изменяется форма графита и улучшаются свойства.

высокопрочный чугун, в котором углерод в значительной степени или полостью находится в свободном состоянии в форме шаровидного графита;

ковкий чугун, получающийся в результате отжига отливок из белого чугуна В ковком чугуне весь углерод, или значительная чacть его находится в свободном состоянии в форме хлопьевидного графита.

Таким образом, чугун (кроме белого) отличается от стали наличием в структуре графитных включений, а между собой чугуны различаются формой этих включений (рисунок 6.4).

Рисунок 6.4 Формы графитных включений в чугунах:

а)- пластинчатая, б) шаровидная, в) хлопьевидная, г) вермикулярная

Механические свойства чугуна обусловлены его структурой, главным образом графитной составляющей. Механические свойства будут зависеть от количества, размера и характера распределения включений графита.

Чем меньше графитных включений, чем они мельче, и чем больше степень изолированности их одно от другого, тем выше прочность чугуна. Чугун с большим количеством прямолинейных крупных графитных выделений, разделяющих его металлическую основу, имеет грубозернистый излом и низкие механические свойства.

Пластинки графита уменьшают временное сопротивление разрыву и особенно сильно пластичность чугуна. Относительное удлинение при растяжении серого чугуна независимо от свойств металлической основы практически равно нулю (~0,5 %).

Графитные включения мало влияют на снижение временного сопротивления при сжатии и на твердость, значения которых определяются структурой металлической основы чугуна. Чугун рекомендуется использовать преимущественно для изделий, работающих на сжатие.Пластинки графита менее значительно, чем при растяжении, снижают прочность и при изгибе. Твердости чугуна составляет НВ 143—255.