Углеродистые конструкционные стали Углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества

Сталь углеродистая обыкновенного качества (общего назначения) по ГОСТ 380—94 выпускается в виде раз­личного горячекатаного проката (Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст2кп, СтЗсп, СтЗГсп, Ст4кп, Ст5Гсп, Ст6пс и др.).

Буквы Ст в маркировке сталей обозначают сталь обыкновен­ного качества; буква Г — повышенное содержание марганца.

Бук­вы кп (сталь кипящая), пс (сталь полуспокойная), сп (сталь спокойная) обозначают способ раскисления.

Цифры, стоящие пос­ле букв Ст, обозначают условный номер марки в зависимости от кассовой доли химических элементов и механических свойств стали.

Чем больше номер, тем больше углерода и других хими­ческих элементов в стали, а также выше ее механические свой­ства.

В обычных марках массовая доля основного сплавляемого хи­мического элемента (углерода) — 0,06...0,49 %, марганца — О 25.-.0,65 %. При повышенном содержании марганца (0,8... 1,1 %) сплав содержит 0,1 ...0,3 % кремния и по 0,05...0,06 % серы и фос­фора. Кроме этих химических элементов углеродистые стали обык­новенного качества содержат хром, никель, медь в пределах 0,3...0,4%, а отдельные марки сталей, выплавляемых из Керчен­ских руд, содержат 0,08 % магния. Это случайные примеси, и в мар­кировке эти химические элементы не указываются.

Конструкционные углеродистые стали обыкновенного каче­ства имеют прочность _в = 310...600 МПа (31 ...60 кгс/мм²); твер­дость в состоянии поставки 103... 158 НВ; относительное удли­нение 8 = 15... 35 %.

Эти стали хорошо свариваются, куются, штампуются и обра­батываются резанием. Закалке не подвергаются.

Улучшение меха­нических свойств деталей машин, изготовленных из этих сталей, производят путем цементации и только после этого осуществля­ют закалку с последующим отпуском. Температуру нагрева для закалки цементированных деталей выбирают в зависимости от диффузии углерода.

Стали марок Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2Гпс, Ст2сп, СтЗпс, СтЗсп, Ст3Гпс и СтЗГсп поставляются с гарантией свари­ваемости.

В этом случае в нормативно-технической документации после марки указываются буквы св.

Углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества применяется для изготовления сварных строительных конструк­ций, крепежных изделий, малонагруженных деталей машин, а также стандартных и нормализованных деталей: рукояток, кно­пок, ручек, заглушек, пробок, петель шарнирных и т.д. (табл.1).

Таблица 1.

Области применения углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества

Углеродистая конструкционная качественная сталь

Качествен­ная углеродистая конструкционная сталь выпускается в виде раз­личного сортового горячекатаного и калиброванного проката (ГОСТ 1050—88) следующих марок: 05кп, 08кп, 08пс, 10пс, 15кп, 15пс, 15, 18кп, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 и 60.

Сталь этой группы выпускается также в виде проката со специ­альной отделкой поверхности (серебрение) диаметром (или тол­щиной) до 250 мм.

Цифры в маркировке углеродистой конструкционной качествен­ной стали указывают среднюю массовую долю углерода в сотых Долях процента. Например, сталь марки 05кп содержит не более 0,06 % углерода, сталь 10 - 0,07... 0,14%, сталь 50 - 0,47... 0,55 %.

Буквы кп, пс обозначают способ раскисления (кп — кипящие, пс-полуспокойные). В марках, где способ раскисления не ука­зан, сталь спокойная.

Углеродистая качественная сталь содержит 0,05...0,65% угле­рода, 0,37% кремния, 0,25...0,50% (группа низкоуглеродис­тых сталей) или 0,5...0,8% (группа среднеуглеродистых сталей) марганца.

Серы во всех качественных сталях содержится не более 0 04%, фосфора — не более 0,035%.

Кроме того, в сталях этой группы имеется медь и никель, массовая доля которых не должна превышать 0,25 % для каждого элемента.

В состоянии поставки без термической обработки углеродистая конструкционная качественная сталь имеет следующие механи­ческие свойства: твердость по Бринеллю 131...255 НВ, предел прочности при растяжении _в = 330...690 МПа (33...69 кгс/мм²), относительное удлинение  до 33 % и относительное сужение  = 35... 60%.

Механические свойства зависят от массовой доли углерода и состояния проката.

Нагартованая сталь имеет более высокие твер­дость и прочность и пониженную пластичность.

Марки сталей с минимальной массовой долей углерода имеют низкие величины механических свойств.

С увеличением массовой доли углерода по­вышаются механические свойства.

По механическим свойствам сталь этой группы подразделяет­ся на категории 1, 2, 3, 4 и 5.

По состоянию проката сталь поставляется без термической обработки, термически обрабо­танная (Т) и нагартованная со специальной отделкой поверхно­сти (Н).

В зависимости от вида обработки горячекатаная и кованая сталь

делится на подгруппы:

• для горячей обработки давлением — подгруппа а;

• для холодной механической обработки — подгруппа б;

• для холодного волочения (подкат) — подгруппа в. Качество поверхности калиброванной стали по ГОСТ 1051—73

подразделяется на группы Б и В.

Сталь со специальной отделкой поверхности по ГОСТ 14955—77* делится на группы В, Г и Д.

Группа стали зависит от класса шеро­ховатости поверхности.

Сортовая горячекатаная сталь производится в виде прутков круг­лого, квадратного, шестигранного и прямоугольного сечений.

Сор­товая круглая сталь по ГОСТ 2590—71 диаметром от 4 до 250 мм выпускается трех классов точности проката: В — высокой, Б — Повышенной, Д — обычного класса.

Сортовая квадратная сталь со стороной квадрата от 5 до 200 мм Поставляется в прутках и мотках трех классов точности: А, Б и В.

Шестигранная сталь (ГОСТ 2873—69) размером под ключ от 8 до 100 мм выпускается двух групп точности: П(Б) и В.

Полосовая сталь (ГОСТ 103—76) выпускается двух групп: по­вышенной точности А и нормальной точности — Б.

Сталь кованая круглая и квадратная (ГОСТ 1133—71) изготав­ливается диаметром или шириной квадрата от 40 до 200 мм.

Сортовая калиброванная сталь имеет более точные размеры по сечению и шероховатости поверхности.

Подгруппы, группы и классы стали указываются в норматив­но-технической документации, сопровождающей поставку.

Низкоуглеродистая сталь имеет высокую штампуемость, ков­кость и свариваемость, а также обрабатываемость резанием. Эта группа сталей закалке не подвергается.

Улучшение механических свойств деталей машин, изготовленных из низкоуглеродистых ста­лей, производят методом химико-термической обработки (це­ментация).

Среднеуглеродистая сталь с содержанием углерода 0,3 % и более, кроме того, хорошо воспринимает закалку, от­пуск и нормализацию. У всех марок улучшаемых сталей этой группы практически отсутствует склонность к отпускной хруп­кости.

Из низкоуглеродистых качественных сталей марок 05, 08кп, 08пс, 10, 10пс, 10кп и 11кп изготавливают детали штамповкой и холодной высадкой: трубки, прокладки, колпачки, крепежные детали, шайбы, вилки, втулки и тяги.

Стали марок 15, 18, 20, 25 всех степеней раскисления идут на изготовление малонагруженных деталей машин — валиков, вту­лок, пальцев, упоров, копиров, осей, шестерен и других дета­лей, работающих при температурах 40...425°С.

Стали марок 30 — 60 идут на изготовление ответственных дета­лей машин, улучшаемых путем закалки с последующим отпуском и нормализацией: шатунов, коленчатых валов, шлицевых вали­ков, тяг, штоков, сухарей, зубчатых колес и др.