Углеродистые стали
Различают три вида сталей (железоуглеродистых сплавов): эвтектоидную с содержанием углерода 0.8%, доэвтектоидную с содержанием углерода менее 0.8% и заэвтектоидную более 0.8% С.
Свойства сплавов зависят ти от состава, и от структуры. Феррит - фаза мягкая и пластичная; цементит, наоборот, придает стали твердость и хрупкость; перлит содержит 18 цементита и поэтому имеет повышенную прочность и твердость по сравнению с ферритом.
Рис.32. Изменение механических свойств стали в зависимости от
содержания углерода
На рис.32приведены кривые изменения механических свойств стали в зависимости от содержания углерода.
Углеродистая сталь - наиболее распространенный продукт металлургической промышленности и широко применяется для всевозможных сооружений (железных дорог, мостов, зданий), деталей машин, приспособлений и т.п.
Влияние примесей на свойства углеродистых сталей. Кроме углерода, в углеродистой стали всегда присутствуют кремний, марганец, сера, фосфор, которые оказывают различное влияние на свойства стали.
Углеродявляется основной примесью, и в зависимости от его содержания сильно меняются механические свойства стали.
Твердость НВ, предел прочности при растяжениив и предел упругостиуп непрерывно увеличиваются с повышением содержания углерода до 1.2%; одновременно уменьшается относительное удлинение. Эти изменения свойства стали связаны с изменением количества основных структурных составляющих - феррита и цементита.
Кремний и марганецс содержанием(Si до 0.5%, Mn до 0.7%) в указанных пределах существенного влияния на свойства стали не оказывают. С повышением их содержания сталь переходит в класс легированных сталей. Марганец и кремний являются хорошими раскислителями стали.
Сераявляется вредной примесью, она не растворяется в железе, а образует с ним химическое соединениеFeS.Сера понижает пластичность и прочность стали, сопротивление истиранию и коррозионную стойкость.
Фосфорпридает стали хладноломкость (хрупкость при обычной температуре). Вредное влияние фосфора особенно сказывается при повышенном содержанииС. Следовательно, чем тверже сталь тем вреднее фосфор.
Классификация и маркировка углеродистой стали. Углеродистая сталь в зависимости от применения делится на конструкционную (мягкую сталь и сталь средней твердости) и инструментальную (твердую сталь).
Конструкционная сталь разделяется на сталь обыкновенного качества и качественную.
Сталь углеродистая обыкновенного качествагорячекатаная сортовая, фасонная, листовая и широкополосная (универсальная) выплавляется по ГОСТ 380-60. В мартеновских печах (буква М при маркировке), в бессемеровских конверторах при продувке снизу (буква Б) и в конвертерах при продувке кислородом сверху (буква к).
Для указания степени раскисления стали в конце обозначения марки имеются индексы «кп» (кипящая), «пс» (полуспокойная), «сп» (спокойная). Сталь всех групп с порядковыми номерами1, 2, 3, 4изготавливают кипящей, полуспокойной и спокойной, а марок5, 6, 7-полуспокойной и спокойной.
Цифры 0 - 7 - условный порядковый номер марки, в зависимости от механических свойств и химического состава стали.
В зависимости от назначения и гарантируемых свойств эту сталь разделяют на три группы: группа А - поставляемая по механическим свойствам, группаБ - по химическому составу, группаВ по механическим свойствам и химическому составу.
Сталь углеродистая качественная конструкционнаягорячекатаная и кованая выплавляется по ГОСТ 1050-60 в мартеновских печах и электрических печах (спокойная, кипящая и полуспокойная). Качественная превосходит сталь обыкновенного качества по однородности, содержит меньше серы, фосфора, неметаллических включений и имеет более узкие пределы содержания углерода. Из этой стали делают ответственные детали машин и механизмов. Двузначные цифры в марке стали обозначают среднее содержание углерода.
Инструментальная стальвыплавляется в мартеновских и электрических печах и используется для изготовления инструмента (режущего, мерительного, ударного и т.п.). Инструментальная сталь делится на качественную и высококачественную. Сталь качественная обозначается буквойУ и цифрой , указывающей долю углерода, например У7, У8 и далее до У13.
Сталь инструментальная высококачественная содержит меньше примесей, чем качественная; при её маркировке добавляют букву А, например У8А.