Материаловедение

Тема: Сталь

Сталь — сплав железа с углеродом, в котором углерода содержится до 2,14%.

I. Классификация сталей.

1. По химическому составу:

• Углеродистые (содержат железо, углерод и примеси);

• Легированные (содержат дополнительно легирующие элементы, введенные в сталь с целью изменения ее свойств).

2. По содержанию углерода

• Низкоуглеродистые - до 0,25%

• Среднеуглеродистые - 0,25-0,7%

• Высокоуглеродистые - более 0,7%

3. По назначению

• Конструкционные (идут на изготовление машин, механизмов, конструкций, сооружений);

• Инструментальные (идут на изготовление инструмента);

• Стали с особыми свойствами (нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие, с особыми электрическими и магнитными свойствами).

4. По качеству

Качество характеризуется свойствами, определяемыми процессом производства, химическим составом, содержанием газов и вредных примесей (серы и фосфора).

Фосфор (Р) Сера (S)

• Обыкновенного качества	0,04	0,05
• Качественные	0,035	0,04
• Высококачественные	0,035	0,015
• Особовысококачественные	0,025	0,015

Углеродистые конструкционные стали могут быть только обыкновенного качества и качественные.

Углеродистые стали Влияние углерода и вредных примесей на свойства стали

№	Химический элемент	Допустимое содержание %	Повышает (улучшает)	Снижает (ухудшает)
1.	Углерод	С повышением до 1.2%	Твердость, прочность, литейные свойства.	пластичность и вязкость ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием
2	Марганец Вводят для раскисления удаления вредных примесей оксида желез (FеО).	0,8%,	устраняет вредные сернистые соединения железа, повышает прочность,	пластичность и вязкость ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием
3	Кремний Вводят для раскисления.	0,4%	упругости	пластичность и вязкость ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием
4	Фосфор (вредная примесь)	0,045%.	Повышает прочность	снижает пластичность и вязкость, вызывает хладноломкость.
5	Сера (вредная примесь)	0,05%.		делает сталь хрупкой при высоких температурах -красноломкость
6	Водород, азот, кислород (вредные примеси)	В небольших количествах		ухудшают свойства стали. (со держатся в небольшом количестве).

Углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества (ГОСТ 380-94)

Назначение:

для неответственных конструкций, крепежных деталей, листов, труб, заклепок, рельсов, валов,

кулачков, фланцев и т.п.

Выплавляется в кислородных конвертерах и мартеновских печах.

Маркировка.

Маркируются буквами Ст, что обозначает сталь, и цифрами, обозначающими порядковый номер марки. Выпускается семь марок: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Ст6.

Чем выше номер марки, тем больше содержание углерода, соответственно выше прочность но ниже пластичность.

Для обозначения степени раскисления в марке добавляются индексы:

кп - кипящая,

пс - полуспокойная,

сп - спокойная.

Марки сталей с повышенным содержанием марганца содержат букву Г.

Во всех сталях, кроме Ст 0, содержание серы <0,05%, фосфора - 0,04%. В Ст0 серы <0,06, фосфора - 0,07%.

Пример: СтЗ кп - сталь углеродистая конструкционная обыкновенного качества, номер марки 3, кипящая.

Примерная область применения.

марка	Область применения
Ст1	Болты, винты, заклепки
Ст2	Листы, проволока
СтЗ	Листы, прокат
Ст4	Фланцы, звездочки, зубчатые колеса
Ст5	Валы, оси, клинья
Ст6	Рельсы, кулачки, бандажи.