5.2 Углеродистые качественные стали

От сталей обыкновенного качества они отличаются меньшим содержанием серы, фосфора и других вредных примесей. Эти стали выплавляют в мартеновских и электрических печах.

Углеродистые качественные стали.

Маркируют двузначными числами, которые показывают среднее содержание углерода в сотых долях %. (стальО5, стальО8, сталь10, сталь15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 ,75, 80, 85, 90, 95). Например, Сталь 05(0,05%С), сталь 45 (0,45%С). Если стали, нелегированы они будут кратны 5 (кроме стали 0,8).

Например: Сталь 35 углеродистая, качественная сталь с содержанием С 0,35% спокойная, содержание углерода в десятых долях %.

По степени раскисления эти стали подразделяется на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс). Углеродистую качественную сталь поставляют калиброванной, катанной, кованной, калиброванной с отделкой поверхности (серебрянка).

К углеродистым качественным сталям относятся инструментальные стали марок У7 У8. У9. У10.У11.У12.У13. Буква У- означает что сталь углеродистая, качественная, инструментальная, цифра показывает содержание углерода в десятых долях %.

Например: У8 (0,8%С); У10 (1,0%С); У12 (1,2%С).

Стали легированные качественные.

Маркировка таких сталей состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих ее химический состав.

Легирующие элементы имеют следующее обозначение:

Х-хром. Н-никель, Г-марганец, С-кремний, М-молибден, В-вольфрам, Т-титан. Ю-алюминий, Ф-ванадий, Д-медь, Ц-цирконий, К-кобольт, Б-ниобий, Р-бор.

Цифра стоящая после буквы указывает на содержание данного легирующего элемента в %.

Если цифра не указана, то содержание легирующего элемента примерно равно единице.

Двузначное число в начале марки стали означает содержание углерода в сотых долях %. В начале марки стали ставят цифру 0 при содержании углерода в стали <0,8% (для инструментальных).

Цифру перед маркой стали не ставят, во многих инструментальных сталях содержащих около 1% и более углерода

Например: 38Х2Н2М - конструкционная, легированная, качественная сталь с содержанием 0.38%С. ЛЭ; 2% хрома; 2% никеля; 1% молибдена.

5.3 Высококачественные углеродистые и легированные стали.

Выплавляют только в электропечах, с соблюдением всех условий металлургического производства. Для них характерно малое количество фосфора, газов и неметаллических включений. Для обозначения высококачественных сталей, в конце марки стали ставиться буква А. Например: У8А - углеродистая, инструментальная, высококачественная сталь содержит 0,8% углерода. 15ХА -легированная, высококачественная сталь, содержание 0,15%С легирующий элемент хром примерно 1%.

6.Классификация по назначению.

Стали делятся на:

1) Конструкционные

2) Инструментальные

3) Стали специального назначения

6.1 Конструкционные стали - это наиболее обширная группа сталей, предназначенная для изготовления деталей машин, приборов и элементов строительных конструкций, содержащих менее 0,7% углерода

Классификация конструкционных сталей

6.1.1 Цементуемые (содержание углерода (0,1-0,25)%)

Цементация – насыщение поверхностного слоя стали углеродом при высокой температуре

Цель цементации: повышение прочности, твердости и износостойкости поверхностного слоя при вязкой к сердцевине.

Термообработка (Т.О.) ЦЕМЕНТАЦИЯ+ЗАКАЛКА+НИЗКИЙ ОТПУСК

Твердость в результате ТО HRC 58-63

а) углеродистые цементуемые стали (сталь 10, сталь 15, сталь 20, сталь 25)

б) Легированные цементуемые стали (15Х, 20Х, 20ХГ, 18ХГТ, 20ХН, 25ХГН, 20Х2Н4А, 18Х2Н4МА). Чем больше углерода, чем больше легирующих элементов, тем больше прочность стали.

Например, 18Х2Н4МА – сталь для высоконагруженных деталей, работающих в условиях повышенной вибрационных и динамических нагрузок; конструкционная, легированная, высококачественная, цементуемая с содержанием углерода 0,18%, хрома – 2%, никеля – 4% и 1% - молибдена.

Назначение цементуемых сталей: для деталей машин и приборов, работающих в условиях трения и испытывающие ударные и переменные нагрузки.

6.1.2 Улучшаемые стали (содержание углерода от0,3 до 0,45 %).

Т.О. ЗАКАЛКА+ВЫСОКИЙ ОТПУСК=УЛУЧШЕНИЕ

В результате ТО HRC 50-62

а) углеродистые улучшаемые стали (сталь 30, сталь 35, 40,45)

б) легированные улучшаемые стали (40Х, 40ХС, 40ХФА, 30ХГСА, 40ХН2МА, 38ХГТ – возрастает прочность).

назначение улучшаемых сталей: из этих сталей изготавливаются небольшие детали, работающие в условиях повышенных нагрузок, изменяющихся по направлениям растяжение – сжатие)

Например, 40ХН2МА – идет для крупных тяжелонагруженных особоответственных деталей сложной формы.

6.1.3 Пружинно-рессорные стали (содержание углерода от 0.5 до 0.7% иногда до 0.8%)

Стали для изготовления пружин и рессор.

Т.О. ЗАКАЛКА+СРЕДНИЙ ОТПУСК

твердость после ТО HRC 42-48

а) углеродистые пружинно – рессорные стали (сталь50,55,60,65,70,75,80,85)

б) легированные пружинно-рессорные (55ГС,50ХГА,55С2, 50ХФА, 65Х, 70С3).

Например: 70С3 – конструкционная, легированная, качественная сталь, содержание углерода 0,7%

Кремний и марганец повышают предел текучести и упругость стали.

6.1.4 Шарикоподшипниковые (содержание углерода около 1%)

(ШХ6, ШХ9, ШХ15ГС), буква Ш - обозначает, что сталь шарикоподшипниковая, Х – хром в десятых долях.

Требования шарикоподшипниковым сталям:

1) высокая твердость и износостойкость, это достигается ТО:

ЗАКАЛКА В МАСЛО+НИЗКИЙ ОТПУСК

t=840-880 C t=110-160 C

твердость после ТО HRC 60-65

2)отсутствие неметаллических включений, достигается процессом выплавки в электропечах – получаются высококачественные стали

Хром вводится в сталь для повышения прокаливаемости, чем больше хрома, тем больше прокаливаемость, тем большего диаметра шарики и ролики можно изготовить.

6.1.5 Строительные стали. (стали для сварных конструкций).

Критерием использования этих сталей является их свариемость. Эти стали идут на сооружение ферм, мостов, строительных конструкций, арматуры.

Содержание углерода от 0,1 -0,25 %С

Свойства:

- невысокая твердость,

-невысокая прочность.

Требования: хорошая свариваемость, отсутствие трещин в процессе сварки и после сварки.

В качестве строительных сталей используются стали:

1. обыкновенного качества (Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст3сп, Ст5кп…)

эти стали термической обработке не подвергаются

2. легированные качественные стали (сталь 19Г, 17Г, 19ГС, 17ГС, 15ГФ)

Например: 19ГС –конструкционная легированная качественная сталь, содержание углерода 0,19%, Г- марганец, С – кремний.

ТО: ЗАКАЛКА + ВЫСОКИЙ ОТПУСК, т.е. улучшение.