1.2. Принципы классификации углеродистых сталей

Углеродистые стали различают по следующим признакам:

1) по диаграмме состояний – доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные;

2) по структуре – «феррит + перлит», «перлит», «перлит + цементит вторичный»;

3) по содержанию углерода – низкоуглеродистые (менее 0,3 %), среднеуглеродистые (0,3 – 0,6 %) и высокоуглеродистые (0,7 % и более);

4) по способу выплавки – выплавленные в конверторах (конверторные), в мартеновских и электрических печах (мартеновские и электростали);

5) по способу изготовления изделий – горячекатаные (кованые) и литейные;

6) по содержанию вредных примесей (серы и фосфора) – обыкновенного качества, качественные и высококачественные. Основными показателями для их разделения служат нормы содержания вредных примесей;

7) по степени раскисления – спокойные (сп), полуспокойные (пс), кипящие (кп). Кипящие стали содержат не более 0,07 % кремния, дешевы, хорошо поддаются холодной листовой штамповке, но по сравнению со спокойными имеют высокий порог хладноломкости, и их нельзя использовать для ответственных конструкций в условиях Сибири и севера. Порог хладноломкости – отрицательная температура, при которой металл переходит в хрупкое состояние;

8) по назначению – конструкционные и инструментальные. Конструкци­онные стали предназначены для изготовления металлоконструкций, деталей машин и должны иметь высокую конструкционную прочность (определенный комплекс механических свойств) и хорошие технологические свойства. Конст-рукционные стали обычно содержат не более 0,6 – 0,7 % углерода и имеют ферритно-перлитную структуру, т. е. являются сталями доэвтектоидными. Инструментальные стали, содержащие более 0,7 % углерода, должны иметь высокие твердость, прочность и износостойкость, предназначены они для изготовления инструментов. Это стали эвтектоидные и заэвтектоидные, их структура – «перлит» или «перлит + цементит вторичный».

1.3. Принципы маркировки углеродистых сталей

1.3.1. Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества

В соответствии с ГОСТ 380-94 углеродистую сталь обыкновенного ка-чества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.

Буквы «Ст» обозначают «Сталь», цифры – условный номер марки в зависимости от химического состава, буква «Г» – марганец при его массовой доле в стали 0,80 % и более, буквы «кп», «пс», «сп» – степень раскисления стали: «кп» – кипящая, «пс» – полуспокойная, «сп» – спокойная.

1.3.2. Углеродистые качественные конструкционные стали

Обозначают качественные конструкционные стали по ГОСТ 1050-88. Эти стали характеризуются более низким содержанием вредных примесей и неметаллических включений. Качественные стали находят многостороннее применение в машиностроении, приборостроении, так как в зависимости от содержания углерода и термической обработки они характеризуются широким диапазоном механических и технологических свойств и маркируются двухзначными цифрами 08, 15, 20, ..., 55, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Перед цифрами буквы «Ст» не ставятся, но можно писать слово «Сталь».

Спокойные стали маркируются без индекса, полуспокойные и кипящие – с индексами пс, кп соответственно. Кипящие стали выпускаются следующих марок: 08кп, 10кп, 20кп, а полуспокойные – 08пс,10пс, 15пс, 20пс. В отличие от спокойных кипящие стали практически не содержат кремния (не более 0,07 %), а в полуспокойных его количество ограничено (0,17 %).

Состав и характеристики механических свойств качественных конструкционных сталей приведены в табл. 1.3.

Стали, предназначенные для производства отливок, маркируются с до­бавлением буквы Л (литейные), например: 25Л, 30Л, 35Л.

Автоматные стали отличаются хорошей обрабатываемостью резанием благодаря повышенному содержанию серы и фосфора и предназначены для изготовления деталей массового производства на станках-автоматах. Стали маркируются буквой А (автоматика) и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента, например: А12, А20, А30, А40.

В последнее время как автоматные применяют углеродистые и легиро­ванные стали с добавлением свинца (0,15 – 0,30 %), например, АС11, АС40.

Таблица 1.3

Химический состав и механические свойства углеродистых качественных конструкционных сталей в нормализованном состоянии (ГОСТ 1050-88)

Марка стали	Химический состав стали		Механические свойства стали
	углерод С, %	марганец Mn, %	предел текучес-ти σт, МПа	предел прочности при растяжении σв, МПа	относительное удлинение δ, %	твердость по Бринеллю НВ, МПа∙10-1
08 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 58 (55 пп) 60	0,05 – 0,12 0,07 – 0,14 0,12 – 0,19 0,17 – 0,24 0,22 – 0,30 0,27 – 0,35 0,32 – 0,40 0,37 – 0,45 0,42 – 0,50 0,47 – 0,55 0,52 – 0,60 0,55 – 0,63 0,57 – 0,65	0,35 – 0,65 0,35 – 0,65 0,35 – 0,65 0,35 – 0,65 0,50 – 0,80 0,50 – 0,80 0,50 – 0,80 0,50 – 0,80 0,50 – 0,80 0,50 – 0,80 0,50 – 0,80 < 0,20 0,50 – 0,80	196 205 225 245 275 295 315 335 355 375 380 315 400	320 330 370 410 450 490 530 570 600 630 650 600 680	33 31 27 25 23 21 20 19 16 14 13 12 12	131 143 149 163 170 179 207 217 229 241 255 255 269

Примечание. Стали содержат также, %: (0,17 – 0,37) Si; < (0,10 – 25) Сг; < 0,040 S; < 0,035 Р; < 0,30 Ni и < 0,30 Cu.