Технически чистое железо

С

13

плавы, содержащие углерода не более предела растворимости при комнатной температуре 0,006%, являются однофазными и имеют структуру феррита. К ним относится электролитическое железо. При большем содержании углерода до максимального предела растворимости 0,02% сплавы относятся к технически чистому железу. Его равновесная структура состоит из феррита, иногда с тонкими прослойками цементита третичного по границам зерен. Прочность технически чистого железа мала и в качестве конструкционного материала его практически не применяют. Его используют как магнитомягкий м

14 Классификация и маркировка сталей

атериал с высокой индукцией насыщения для изготовления сердечников катушек, электромагнитов, трансформаторов, динамомашин и др.

По качеству все стали подразделятся на четыре класса:

• обыкновенного качества(Ст0, Ст1, Ст2,… Ст6 и др.), которые маркируют сочетанием букв «Ст» и цифрой (от 1 до 6), показывающей номер марки. Химический состав, степень раскисления при выплавке регламентирует ГОСТ 380-94, а механические свойства – ГОСТ 535-88. Для всех сталей обыкновенного качества, кроме Ст0, содержание углерода можно приблизительно определить по формуле С (%) = 0,07 × номер марки.

• качественныеконструкционные стали (05, 08, 10, 15, 20, 25, 35, ...65, ...85, 90, 95) маркируют двухзначными числами, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента (ГОСТ 1050-88). Качественные инструментальные – У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13 – цифры показывают содержание углерода в десятых долях процента.

• высококачественныеинструментальные – У7А, У8А,… У13А.

• особовысококачественные.

Качество стали определяется условиями металлургического производства, содержанием вредных примесей – серы и фосфора. В углеродистых сталях обыкновенного качества допускается содержание серы до 0,055%, фосфора до 0,045%. В качественных сталях – не более 0,04% серы и 0,035% фосфора. В высококачественных сталях – не более 0,025% и серы, и фосфора. В особовысококачественных допускается не более 0,015% серы и 0,025% фосфора.

По назначению стали подразделяются на:

• конструкционные(чаще всего это стали доэвтектоидные);

• инструментальные(эвтектоидные и эаэвтектоидные).

Углеродистые конструкционные стали выпускают двух видов: обыкновенного качества и качественные.

Углеродистые инструментальные стали бывают качественными и высококачественными. Буква «У» в марке показывает, что сталь углеродистая, то есть не содержит легирующих элементов, а цифра обозначает среднее содержание углерода в десятых долях процента (ГОСТ 1435-90).

Конструкционные углеродистые стали в соответствии с содержанием углерода подразделяются на:

• малоуглеродистые(не более 0,25% С);

• среднеуглеродистые (0,3÷0,45% С);

• высокоуглеродистые (от 0,5% С и более).

При очень малом содержании углерода (0,05÷0,12%) из-за большого количества феррита стали очень пластичны, хорошо обрабатываются давлением, прокатываются в тонкие листы, хорошо штампуются с глубокой вытяжкой.

С увеличением концентрации углерода (0,15÷0,25%) возрастает содержание перлита, прочность будет выше при довольно высокой пластичности и вязкости. Но твердость этих сталей еще невелика – много феррита. Они упрочняются цементацией, закалке не поддаются, хорошо свариваются.

При содержании углерода от 0,3 до 0,5% из-за повышенного содержания перлита стали имеют хорошую прочность. Они упрочняются закалкой с последующим высоким отпуском.

Стали, содержащие 0,5÷0,7% углерода, имеют высокий предел упругости и не очень хрупкие. Применяются для изготовления рессор и пружин.

Инструментальные углеродистые стали нетеплостойкие, то есть теряют твердость и износостойкость при нагреве свыше 200С. Поэтому они применяются при небольших скоростях резания. Металлургические заводы поставляют углеродистые инструментальные стали после отжига на зернистый перлит. Благодаря невысокой твердости (НВ=1870÷2170 МПа) они хорошо обрабатываются резанием и деформируются. Режущий инструмент (мелкие метчики, сверла, напильники, шаберы и др.) изготавливают из заэвтектоидных сталей У10, У11, У12, У13. Стали У7, У8, У9, обеспечивающие более высокую вязкость, применяют для изготовления инструментов, подвергающихся ударам: деревообрабатывающих, кузнечных, пуансонов, матриц и др.