- •Часть I
- •1. Свойства и строение металлов
- •Свойства металлов
- •Кристаллическое строение металлов
- •Типы кристаллических решеток важнейших металлических элементов
- •1.3. Дефекты строения кристаллических тел
- •1.3.1. Точечные дефекты
- •1.3.2. Линейные дефекты
- •1.3.3. Теоретическая и фактическая прочность
- •1.3.4. Поверхностные дефекты
- •2. Кристаллизация металлов
- •2.1. Энергетические условия кристаллизации
- •2.2. Механизм процесса кристаллизации
- •3. Механические свойства металлов
- •3.1. Общая характеристика механических свойств
- •3.2. Механические свойства, определяемые при статических испытаниях
- •3.3 Порог хладноломкости
- •3.4. Основные направления повышения прочности металлов. Конструктивная прочность
- •4. Деформация и разрушение металлов
- •4.1. Виды напряжений
- •4.2. Упругая и пластическая деформации металлов
- •4.3. Сверхпластичность металлов и сплавов
- •4.4. Разрушение металлов
- •5. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла
- •5.1. Возврат и полигонизация
- •5.2. Рекристаллизация
- •5.3. Холодная и горячая деформации
- •6. Строение и свойства типовых двухкомпонентных сплавов
- •6.1. Понятие о физико-химическом анализе
- •6.2. Диаграмма состояния систем с полной растворимостью компонентов в твердом состоянии
- •6.3. Применение правила отрезков
- •6.5. Внутрикристаллическая ликвация
- •6.5. Диаграммы состояния систем с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии с эвтектическими и перитектическими превращениями
- •6.6. Понятие об эвтектоидном и перитектоидном превращениях.
- •6.7. Диаграммы состояния системы, образующей химическое соединение.
- •7. Железо и сплавы на его основе
- •7.1. Компоненты и фазы в системе железо-углерод
- •7.2. Диаграмма состояния железо-цементит (метастабильное равновесие)
- •7.3. Диаграмма состояния железо-графит
- •7.4. Углеродистые стали
- •8. Углеродистые стали
- •8.1. Влияние углерода на свойства стали
- •8.2. Влияние примесей на свойства стали
- •8.3. Классификация углеродистых сталей
- •8.4. Стали обыкновенного качества
- •8.5. Качественные углеродистые стали
- •9. Чугуны
- •9.1. Виды чугунов
- •9.2. Факторы, способствующие графитизации
- •9.3. Микроструктура и свойства чугуна
8.3. Классификация углеродистых сталей
Углеродистые стали классифицируют по структуре, способу производства и раскисления, по качеству.
По структуре различают: 1) доэвтектоидную сталь, содержащую до 0,8 % С, структура которой состоит из феррита и перлита; 2) эвтектоидную, содержащую около 0,8 % С, структура которой состоит только из перлита; 3) заэвтектоидную, содержащую 0,8-2,14 % С. Ее структура состоит из зерен перлита, окаймленных сеткой цементита.
По способу производства различают стали, выплавленные в электропечах, мартеновских печах и кислородно-конвертерным способом.
По способу раскисления различают кипящие, полуспокойные и спокойные стали.
По качеству различают стали обыкновенного качества и качественные стали. Стали обыкновенного качества содержат не более 0,05 % серы и не более 0,04 % фосфора. Качественные стали содержат не более 0,04 % серы (в случае инструментальных сталей до 0,03 %) и 0,035 % фосфора, они менее загрязнены неметаллическими включениями и газами. В особо ответственных случаях эти стали содержат менее 0,02 % серы и 0,03 % фосфора. Поэтому при одинаковом содержании углерода качественные стали имеют более высокие пластичность и вязкость, особенно при низких температурах. Качественные стали предпочтительнее для изготовления изделий, эксплуатируемых при низких температурах, в частности, в условиях Севера и Сибири.
8.4. Стали обыкновенного качества
Стали обыкновенного качества изготавливают по ГОСТ 380-71. Выплавка их обычно производится в крупных мартеновских печах и кислородных конвертерах. Обозначают их буквами Ст и условными номерами от 0 до 6, например: Ст 0, Ст 1, ... , Ст 6. Степень раскисления обозначают буквами сп (спокойная сталь), пс (полуспокойная), кп (кипящая), которые ставят в конце обозначения марки стали. В зависимости от назначения различают три группы сталей обыкновенного качества: А, Б и В. В марках указывают только группы Б и В, группу А не указывают.
Стали группы А поставляются только по механическим свойствам, химический состав сталей этой группы не регламентируется, он только указывается в сертификатах завода-изготовителя. Стали этой группы обычно используются в изделиях в состоянии поставки без обработки давлением и сварки. Чем больше цифра условного номера стали, тем выше ее прочность и меньше пластичность:
Марка стали |
Ст 1сп |
Ст 3сп |
Ст 6сп |
σв, МПа |
320-420 |
380-490 |
600, не менее |
σт, МПа |
- |
210-250 |
300-320 |
δ, % |
34-3! |
26-23 |
15-12 |
Группа Б поставляется только с гарантируемым химическим составом. Чем больше цифра условного номера стали, тем выше содержание углерода. Эти стали в дальнейшем могут подвергаться деформации (ковке, штамповке и др.), а в отдельных случаях и термической обработке. При этом их первоначальная структура и механические свойства не сохраняются. Знание химического состава стали позволяет определить температурный режим горячей обработки давлением и термообработки.
Стали группы В могут подвергаться сварке. Их поставляют с гарантированным химическим составом и гарантированными свойствами. Стали этой группы маркируются буквой В и цифрой, например - В СтЗпс. Эта сталь имеет механические свойства, соответствующие ее номеру по группе А, а химический состав - номеру по группе Б с коррекцией по способу раскисления.