1.7.7. Углеродистые качественные стали

В машиностроении эти стали используются для изготовления деталей разного, чаще всего неответственного назначения и являются достаточно дешевым материалом. Они имеют более низкое содержание вредных приме­сей и неметаллических включений, чем стали обыкновенного качества. В промышленность эти стали поставляются в виде проката, поковок, профилей различного назначения с гарантированным химическим составом и механи­ческими свойствами.

В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, по­ставляемые по ГОСТ 1050-88. Содержание серы и фосфора в них допуска­ется в пределах 0,03…0,04% каждого из элементов. Маркируются эти стали двузначными цифрами 05, 08, 10, 15, 20,..., 75, 80, 85, обозначающими сред­нее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 20 со­держит в среднем 0,20% С, сталь 75 — 0,75% С и т. д.

К углеродистым сталям относят также стали с повышенным содержани­ем марганца (0,7...1,0%) марок 15Г, 20Г, 25Г, ..., 70Г, имеющих повышен­ную прокаливаемость (критический диаметр до 25…30 мм).

Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие — с индексом соответственно «пс» и «кп». Кипящие стали произ­водят марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп, полуспокойные — 08пс, 10пс, 15пс, 20пс.

Качественные стали широко применяются в машиностроении и прибо­ростроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответст­венно и термической обработки можно получить широкий диапазон механи­ческих и технологических свойств.

1.7.8. Автоматные стали

Эти стали отличаются хорошей обрабатываемостью резанием за счет повышенного содержания серы и фосфора.

Эти стали маркируют буквой А (автоматная) и цифрами, показывающи­ми среднее содержание углерода в сотых долях процента. Если автоматная сталь легирована свинцом, то обозначение марки начинается с сочетания букв «АС» (AC 14). Чтобы не проявлялась красноломкость, в сталях увеличе­но количество марганца. Добавление в автоматные стали свинца, селена и теллура позволяет в 2…3 раза сократить расход режущего инструмента.

Однако необходимо помнить, что повышение содержания серы и фос­фора снижает качество стали. Стали, содержащие серу, имеют ярко выра­женную анизотропию механических свойств и пониженную коррозионную стойкость.

Стали A11, A 12, А20 используют для крепежных деталей и изделий сложной формы, не испытывающих больших нагрузок, но к ним предъявля­ются высокие требования по точности размеров и чистоты поверхности.

Стали А30 и А40Г предназначены для деталей, испытывающих более высокие напряжения.

Стали, содержащие свинец, широко применяют для изготовления деталей двигателя.

1.7.9. Углеродистые инструментальные стали

Инструментальные стали предназначены для изготовления режущего, измерительного инструмента и штампов холодного и горячего деформиро­вания. Основные свойства, которые необходимы для инструмента, — изно­состойкость и теплостойкость. Углеродистые инструментальные стали являются наиболее дешевыми. В основном их применяют для изготовления малоответственного режущего инструмента и для штампово-инструментальной оснастки регламентирован­ного размера.

Углеродистые стали (ГОСТ 1435—90) производят качественные — (У7, У8, У9,.... У13) и высококачественные — (У7А, У8А, У9А,..., У13А).

Буква У в марке показывает, что сталь углеродистая, а цифра — среднее содержа­ние углерода в десятых долях процента. Буква А в конце марки показывает, что сталь высококачественная. Углеродистые стали поставляют после отжи­га на зернистый перлит. За счет невысокой твердости в состоянии поставки (НВ 187…217) углеродистые стали хорошо обрабатываются резанием и де­формируются, что позволяет применять накатку, насечку и другие высокопроизводительные методы изготовления инструмента.

Высококачественные стали имеют то же назначение, что и качествен­ные, но из-за несколько лучшей вязкости их чаще используют для инстру­ментов с более тонкой режущей кромкой.

Недостатком инструментальных углеродистых сталей является поте­ря прочности при нагреве выше 200 °С (отсутствие теплостойкости). Ин­струмент, изготовленный из этих сталей, применяют для обработки сравнительно мягких материалов и при небольших скоростях резания или деформирования.