7.7. Класифікація вуглецевих сталей

Залежно від вмісту шкідливих домішок сірки та фосфору вуглецеві сталі поділяють на:

- сталі звичайної якості (S<0.05 %, P<:0,04 %);

- якісні сталі (S^O.04 %, Р<0,035...0,04 %);

- високоякісні сталі (S<0.02 %, Р^0,03 %).

Сталі звичайної якості (будівельні) - найбільш дешеві і тому їх використовують у мосто- та суднобудуванні у вигляді зварних, клепаних чи болтових конструкцій (балки, швелери, листи, труби, корпуси суден, сосудів, апаратів, каркаси парових котлів, конструкції підйомних кранів, драг та ін.). Маркування таких сталей починається з літер Ст (сталь), а далі - цифри від 0 до 6. Ці цифри позначають умовний номер марки сталі, залежно від хімічного складу і механічних властивостей. Чим більша цифра, тим більше у сталі вуглецю і тим вища міцність. Для позначення ступеня розкислення сталі після цифри ставлять індекси: кп - кипляча; сп - спокійна; не - напівспокійна, наприклад: Стісп, СтЗкп, Стбнс. Зварні конструкції виготовляють переважно зі спокійних чи напівспокійних низьковуглецевих сталей типів Сті, Ст2, СтЗ. Підвищити міцність сталей можна за рахунок термічної обробки.

Якісні сталі залежно від призначення поділяють на конструкційні та інструментальні.

Конструкційні сталі використовують для виготовлення деталей, вузлів машин та механізмів у машинобудуванні. Маркуються вони цифрами 08, 10, 15, 20...80, 85. Цифри вказують середній вміст вуглецю у сотих частках відсотка.

Для конструкційних сталей, на відміну від маркування сталей звичайної якості, перед цифрами вмісту вуглецю пишеться чи вимовляється слово "сталь" повністю.

Низьковуглецеві сталі 08, 08кп, 10 характеризуються низькою міцністю, але високою пластичністю. Тому без термічної обробки використовуються для малонавантажених деталей (прокладки, шайби, кузови легкових автомобілів тощо), елементів зварних конструкцій. Тонколистову холоднокатану низьковуглецеву сталь використовують для холодного штампування. Сталі 15, 20, 25 використовують для цементованих деталей, поверхня яких насичена вуглецем для підвищення поверхневої твердості та зносостійкості. Такими деталями можуть бути малонавантажені шестірні, шпинделі, втулки, кулачкові валки, товкачі клапанів та ін. Ці сталі використовують у вигляді прокату, поковок, труб, листів, дроту, стрічки для відповідальних зварних конструкцій.

Середньовуглецеві сталі ЗО, 35,40, 45, 50 після термічної обробки, поверхневого гартування використовують для різноманітних деталей в усіх галузях машинобудування (розподільні вали, фрикційні диски, шестірні, шатуни, шпинделі). Сталі мають достатньо високий комплекс механічних властивостей.

Сталі 60...85 мають, завдяки значному вмісту вуглецю, високу міцність, твердість, пружність. З них виготовляють деталі, які після відповідної термічної обробки працюють в умовах тертя під дією високих вібраційних навантажень (пружини, ресори, прокатні валки тощо).

Інструментальні сталі ідуть на виготовлення різального, штампу­вального та вимірювального інструменту. Для виконання цієї функції сталь для такого інструменту повинна бути твердою та зносостійкою (а також, бажано, міцною та в'язкою). Важливо, щоб твердість інстру­менту була вищою від оброблюваного матеріалу. Вуглецеві інстру­ментальні сталі маркуються літерою У і цифрою, що вказує на вміст вуглецю у десятих частках відсотка: У7, У8, У10, У11, У12, У13, тобто інструментальні сталі — високовуглецеві. їх використовують для інструменту невеликого розміру (діаметром до 15... ЗО мм) через малу прогартовуваність, що працює у неважких умовах, при малих швидкостях обробки.

Сталь У7 - для деревообробного інструменту, зубил, кернів, ко­вальських штампів, клейм, що працюють в умовах ударів та поштовхів і тому повинні мати підвищену в'язкість, твердість допускається невисока (50...52 HRC).

Сталь У8 - для інструменту, який зазнає ударів і потребує високої твердості: матриці, пуансони, ножиці по металу, пневматичний інструмент.

Сталі У 9, У 10 - для металорізального інструменту, який не зазнає сильних динамічних ударів і потребує максимальної твердості: різці, фрези, свердла, мітчики, плашки, медичний інструмент, ножі, ножівки;

Сталі У11,У12 та У13 для інструменту з найвищою твердістю та зносостійкістю: напилки, зубила для насікання напилків, граверний інструмент, волочильні дошки.

Якщо в кінці марки сталі стоїть літера А, то це означає, що сталь -високоякісна (наприклад, У8А, У10А, У12А).

Інструмент для отримання необхідних властивостей підлягає термічній обробці - гартуванню з наступним відпуском.