1.10. Классификация, маркировка и применение углеродистых сталей.

Применяемые в машиностроении стали по техническому составу можно разделить на две группы: 1) углеродистые (нелегированные); 2) легированные, в состав которых специально вводят при выплавке легирующие элементы.

На долю углеродистых сталей приходится 80% от общего объема выплавляемых сталей. Эти стали классифицируют по качеству, способу производства и назначению. Основным критерием качества сталей является содержание в них вредных примесей: серы, фосфора, кислорода, водорода, азота. Главным фактором, влияющим на содержание в стали этих примесей, является способ производства (таблица 1). Чем меньше содержание вредных примесей, тем выше качество стали.

Таблица 1

Влияние способа производства стали на ее качество

Способ производства стали	Содержание примесей, %					Категории качества стали
	S	P	O	N	H
Кислородно- конверторный	0,05	0,04	0,03	0,01	0,005	обычного качества
	0,03	0,03	0,02	0,008	0,004	качественная
Мартеновский	0,05	0,04	0,03	0,01	0,005	обычного качества
	0,03	0,03	0,02	0,008	0,004	Качественная
В электропечах с применением переплава	0,02	0,02	0,005	0,008	0,001	Высококачественная
	0,015	0,015	0,003	0,005	0,0005	особо высококачественная

По назначению стали подразделяются на строительные, машиностроительные, инструментальные и специального назначения.

Для строительных конструкций и малонагруженных деталей машин применяют стали обычного качества. Эти стали маркируют буквами «Ст» и цифрой (от 0 до 6), означающей порядковый номер. Значения нормируемых показателей (прочность, содержание углерода) возрастают с увеличением порядкового номера. Стали с порядковыми номерами от 0 до 3 отличаются хорошей свариваемостью. При выплавке стали раскисляют для удаления кислорода в шлак. Степень раскисления обозначают буквами: сп (спокойная, полностью раскисленная сталь), пс (полуспокойная, частично раскисленная), кп (кипящая, слабораскисленная сталь). Содержание углерода в этих сталях от 0,06 до 0,5%.

Машиностроительными называют стали, применяемые для изготовления деталей машин и механизмов (равноценное название этих сталей - конструкционные). К ним относят стали всех указанных категорий качества и степени раскисления. Содержание углерода в этих сталях от 0,03 до 0,7%. Качественные и высококачественные стали маркируют словом «Сталь» и двузначной цифрой, означающей содержание углерода в сотых долях процента. В маркировке высококачественных сталей после цифр, означающих содержание углерода, проставляют букву «А».

Инструментальные стали выплавляют только качественными и высококачественными, с содержанием углерода от 0,7 до 1,3%. Эти стали маркируют буквой «У» (углеродистая инструментальная) и цифрой, означающей содержание углерода в десятых долях процента.

К сталям специального назначения относят углеродистые стали повышенной обрабатываемости резанием, а также рессорно-пружинные стали. Стали первой группы содержат повышенное содержание серы (до 0,2%), которая образует в структуре сталей многочисленные соединения типа MeS (сульфиды). Эти соединения играют роль дополнительной смазки при обработке стали резанием лезвийным инструментом. Стали этой группы находят широкое применение для изготовления деталей на станках-автоматах и автоматических линиях. Они маркируются буквой «А» (автоматная) и двузначной цифрой, означающей среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Рессорно-пружинные стали содержат от 0,55 до 0,85% углерода, это стали качественные и высококачественные. Они маркируются так же, как и конструкционные стали.

Стали являются наиболее востребованными в машиностроении конструкционными материалами. Количество стальных деталей в автомобилях и тракторах заметно превосходит количество деталей из других материалов.

Это объясняется рядом причин, в частности высокими механическими свойствами сталей, благодаря которым обеспечивается требуемая работоспособность деталей машин. Стали обладают хорошими технологическими свойствами, многие стали сравнительно недороги, а вопросы утилизации стальных изделий особых проблем не вызывают.

В таблице 2 приведены примеры маркировки и использования некоторых сталей для изготовления деталей машин и инструментов.

Таблица 2.

Маркировка и использование некоторых сталей для изготовления деталей машин и инструментов

Марка стали	Содержание углерода	Категория качества	Область применения	Изготавливаемые Изделия
Ст3 кп	0,14-0,22	Обычного качества, слабораскисленная	Конструкционная	Крепежные детали, элементы сварных конструкций.
Ст6пс	0,38-0,49	Обычного качества, частично раскисленная	Конструкционная	Малонагруженные детали, подвергаемые термическому упрочнению.
Ст3 сп	0,14-0,22	Обычного качества, полностью раскисленная	Конструкционная	Элементы сварных конструкций (лонжероны, поперечины, балки и т.д.).
Сталь 08кп	0,08	Качественная, слабораскисленная	Конструкционная	Детали автомобильных кузовов.
Сталь 45А	0,45	Высококачественная	Конструкционная	Коленчатые и распредвалы, шкворни, вилки карданных валов, венцы маховиков и др.
Сталь 80	0,80	Качественная	Специальная	Пружины, рессоры.
Сталь А40Г	0,40	─	Специальная, автоматная	Болты, винты, пробки, сухари, ролики, и др. малонагруженные детали.
Сталь У7	0,7	Качественная	Инструментальная	Зенкеры, зубила, керны, напильники.
Сталь У12А	1,2	Высококачественная	Инструментальная	Развертки, зенкера, разметочный инструмент.