2. Классификация углеродистых сталей

Углеродистые стали классифицируются по нескольким различным признакам:

2.2.1. По назначению – это стали конструкционные для изготовления металлических несущих конструкций, деталей машин и приборов, и стали инструментальные для изготовления мерительного, режущего и штампового инструмента.

2.2.2. По содержанию углерода:

- Низкоуглеродистые стали, содержащие менее 0,25% углерода. Они как правило пластичны (относительное удлинение 30-32%), обладают высокой ударной вязкостью (8-10 ), но малой прочностью (34 -38 ). Применяются при изготовлении деталей штамповкой, изготовлении труб. Они хорошо свариваются без трещин и хрупкости.

Сплав, содержащий до 0,015% углерода, носит название АРМКО ЖЕЛЕЗО. Он обладает повышенной электрической проводимостью, высоким магнитным насыщением и применяется в электромашиностроении.

- Среднеуглеродистые стали содержат от 0,25 до 0,6% углерода. Прочностные характеристики их выше, а пластичность и вязкость убывают по мере увеличения содержания углерода. В основном они применяются для изготовления деталей машин.

- Высокоуглеродистые стали содержат более 0,6% углерода. Практически используются высокоуглеродистые стали, содержащие не более 1,3% углерода. Применяются при изготовлении некоторых высоконагружаемых деталей машин и инструмента.

2.2.3. По содержанию кислорода, с которым соединяется железо в расплавленном состоянии и который, придает стали хрупкость. Для уменьшения его содержания, стали раскисляют, погружая в расплав ферросплавы – ферросилиций, ферромарганец, ферроалюминий. В зависимости от степени раскисления они бывают слабораскисленные – кипящие в ковше (кп), среднераскисленные – полуспокойные (пс) и сильнораскисленные – спокойные (сп), последние - наиболее надежны при низких температурах, так как менее склонны к хрупкости и особенно – при отрицательной температуре.

2.2.4. По содержанию вредных примесей, которые поступают в сталь из руды и топлива. К этим примесям относятся сера и фосфор.

Сера образует легкоплавкое сернистое железо, которое придает стали красноломкость – малую прочность в горячем состоянии. Это отрицательно сказывается, как на свариваемости, так и на горячей обработке давлением стали с повышенным содержанием серы (более 0,045%).

Фосфор придает стали хладноломкость, причем хрупкость возрастает с понижением температуры.

В зависимости от содержания серы (S) и фосфора (Р) стали подразделяются на:

- стали обыкновенного качества, содержащие каждой из этих примесей в пределах, от 0,045% до 0,07%.

- стали качественные, содержащие серы и фосфора по 0,03 …0,035%.

- стали высококачественные, содержащие серы и фосфора по 0,02 …0, 025%.

2.3. Маркировка углеродистых сталей

Марки сталей – это письменное обозначение различающихся между собой сталей согласно стандартов и другой нормативной документации.

2.3.1. Углеродистые стали обыкновенного качества

Сталь углеродистая обыкновенного качества по ГОСТ 380-2005 предназначена для изготовления горячекатаного проката: сортового (в виде полос, круга, квадрата, щестигранника), фасонного (уголков, швеллеров, двутавров), толстолистового, тонколистового широкополосного и холоднокатаного тонколистового, а также слитков, труб, поковок и штамповок (т.е. таким образом обработанных заготовок будущих деталей, которые по своей геометрической форме и размерам приближаются к готовым деталям), лент, проволоки, метизов и др. Из всего этого разнообразия прокатной продукции изготовляют заготовки и детали для строительных конструкций, машин, аппаратов, приборов. Эти стали обозначаются сокращенно «Ст» и числом, указывающим условный номер стали, и могут быть кипящими (кп), полуспокойными (пс) и спокойными (13П). Согласно ГОСТ 380-2005 изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп. Буква «Г» указывает на то, что в стали присутствует марганец при его массовой доле 0,80% и более, он повышает прочность, твердость и упругость.

Механические свойства стали по таблице 1, химический состав стали (основные элементы) по анализу ковшевой пробы соответствуют нормам, указанным в таблице 2.

Содержание углерода в сталях не более 0,49%, массовая доля хрома, никеля и меди в сталях всех марок, кроме Ст 0, не более 0,30% каждого. В стали марки Ст0 массовая доля хрома, никеля и меди не нормируется.

Массовая доля азота в стали – не более:

- выплавленной, в электропечах – 0,012%, а

-выплавленной, мартеновским и конвертерным способом – 0,010%.

Массовая доля мышьяка в сталях всех марок, кроме Ст 0, - не более 0,080%, а в стали марки Ст 0 не нормируется.