Углеродистые конструкции стали - Углеродистые конструкционные стали
Сталь классифицируется по следующим признакам:
Ь Способу производства (мартеновская, бессемеровская, конверторная, электросталь, тигельная и получаемая прямым восстановлением из обогащенной руды).
Ь Химическому составу (углеродистая - не содержащая специально вводимых легирующих элементов; легированная - содержащая один или несколько элементов, специально введенных в нее для предания определенных свойств).
Ь Назначению (конструкционная, инструментальная, с особыми свойствами).
Ь Структуре (перлитная, аустенитная, ферритная, мартенситная, карбидная).
Ь Качеству - по содержанию S и P: обыкновенного качества (S, P до 0,1%), качественная (S, P 0,035%), высококачественная (S, P 0,025%), особо качественная (S 0,015%, P 0,025%).
Углеродистые конструкционные стали подразделяются на конструкционную, инструментальную, электротехническую, котельную и других специальных назначений. В соответствии с содержанием углерода стали делятся на доэвтектоидные (феррит и перлит), эвтектоидные (перлит) и заэвтектоидные (перлит и цементит).
Конструкционные - стали обыкновенного качества и качественные, имеют удовлетворительные механические свойства в сочетании с хорошей обрабатываемостью резанием и давлением, дешевы. Применяется для изготовления металлоконструкций и изделий машиностроения. [2, с. 542]
Стали обыкновенного качества, стали качественные и стали специального назначения:
I. Стали обыкновенного качества отливают в крупные слитки, вследствие чего в них сильно развита ликвация, нередко они содержат большое количество неметаллических включений. Из сталей обыкновенного качества изготовляют горячекатаный рядовой прокат: балки, швеллеры, уголки, прутки, а также листы, трубы и поковки. Стали в состоянии поставки широко применяются в строительстве для сварных, клепанных и болтовых конструкций. Стали обыкновенного качества, особенно кипящие, наиболее дешевые.
В нормализованном состоянии и в зависимости от назначения и комплекса свойств подразделяют на группы: А, Б, В. Стали маркируются сочетанием букв Ст и цифрой (от 0 до 6), показывающей номер марки, а не среднее содержание углерода в ней, хотя с повышением номера содержание углерода в стали увеличивается. Ст4 - углерода 0.18-0.27%, марганца 0.4-0.7%. Для всех сталей, кроме Ст0, справедлива следующая формула:
С(%) 0,07 номер марки.
Так, в стали Ст3 содержание
С(%) 0,07 3 0,021% (фактически 0,14 - 0,22%).
Решающее влияние на механические свойства в углеродистых сталях оказывает содержание углерода. При увеличении содержания углерода повышаются прочность, твердость и износоустойчивость, но понижаются пластичность и ударная вязкость, а также ухудшается свариваемость. Примесь фосфора вызывает хладноломкость, а примесь серы - красноломкость стали. Для различных марок стали допустимое содержание фосфора 0,04...0,09 %, а серы 0.04..Д07 %. Вредное влияние на свойства стали оказывает кислород: содержание его более 0,03% вызывает старение стали, а более 0,1 % - красноломкость. Примеси марганца и кремния в количестве 0,8...1 % не оказывают практически влияния на механические свойства углеродистых сталей. В стали, предназначенной для сварных конструкций, содержание кремния не должно превышать 0,12...0,25 %. Содержание азота повышает прочность и твердость стали, и снижает пластичность.
С повышением условного номера марки стали возрастает предел прочности (В) и текучести (0.2) и снижается пластичность (,).
Ст3сп имеет В=380490МПа, 0.2=210250МПа, =2522%.
Стали групп Б и В имеют перед маркой буквы Б и В, указывающие на их принадлежность к этим группам.
Группа А в обозначении марки стали не указывается. Степень раскисления обозначается добавлением индексов: в спокойных сталях - "сп", полуспокойных - "пс", кипящих - "кп", а категория нормируемых свойств (кроме категории 1) указывается последующей цифрой. Спокойными и полуспокойными производят стали Ст1 - Ст6, кипящими - Ст1 - Ст4 всех трех групп. Сталь Ст0 по степени раскисления не разделяют. Стали группы А используют в состоянии поставки для изделий, изготовление которых не сопровождается горячей обработкой. В этом случае они сохраняют структуру нормализации и механические свойства.
Сталь марки Ст3 используется в состоянии поставки без обработки давлением и сваркой. Ее широко применяют в строительстве для изготовления металлоконструкций.
Стали группы Б применяют для изделий, изготавливаемых с применением горячей обработки (ковка, сварка и в отдельных случаях термическая обработка), при которой исходная структура и механические свойства не сохраняются. Для таких деталей важны сведения о химическом составе, необходимые для определения режима горячей обработки.
Стали группы В дороже, чем стали групп А и Б, их применяют для ответственных деталей (для производства сварных конструкций).
Углеродистые стали обыкновенного качества (всех трех групп) предназначены для изготовления различных металлоконструкций, а также слабонагруженных деталей машин и приборов. Эти стали, используются, когда работоспособность деталей и конструкций обеспечивается жесткостью. Способностью к свариванию и к холодной обработке давлением отвечают стали групп Б и В номеров 1-4, поэтому из них изготавливают сварные фермы, различные рамы и строительные металлоконструкции, кроме того, крепежные изделия, часть из которых подвергается цементации. С повышением содержания в стали углерода свариваемость ухудшается. Поэтому стали Ст5 и Ст6 с более высоким содержанием углерода применяют для элементов строительных конструкций, не подвергаемых сварке.
Прокат подразделяют на три группы (I - III) и пять категорий (1-5). Группа проката оценивает количество поверхности как способ использования проката. Прокат первой группы используют без обработки поверхности. Второй группы - для изготовления деталей обработкой резанием. Третьей группы - для заготовок и деталей, получаемых горячей обработкой давлением.
Сортамент изделий из проката отличается большим разнообразием, его подразделяют на четыре группы: сорт стали (круглый, квадратный, полосовой, угловой прокат; швеллеры; двутавровые балки), листовая сталь, специальные профили, тубы. Форма, размеры, условия поставки проката регламентируются соответствующими стандартами.
Прокат из углеродистых сталей обыкновенного качества предназначен для изготовления различных металлоконструкций, а также слабонагруженных деталей машин и приборов. Этим сталям отдают предпочтение в тех случаях, когда работоспособность действий и конструкций определяется жесткостью. На выбор стали, большое влияние оказывают также технологические, прежде всего свариваемость и способность к холодной обработке давлением.
Качественные углеродистые стали выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и ведения плавки и разливки.
В машиностроении углеродистые качественные стали, используются для изготовления деталей разного, чаще всего неответственного назначения и являются достаточно дешевым материалом. В промышленность эти стали поставляются в виде проката, поковок, профилей различного назначения с гарантированным химическим составом и механическим свойствами. Содержание S<=0.04%, P<=0.0350.04%, а также меньшее содержание неметаллических включений.
В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, поставляемые по ГОСТ 1050-74. Маркируются эти стали двузначными цифрами 05, 08, 10, 15, 20, ..., 75, 80, 85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. К углеродистым сталям относят также стали с повышенным содержанием марганца (0,7-1,0 %) марок 15Г, 20Г, 25Г, ..., 70Г, имеющих повышенную прокаливаемость. Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие - с индексом соответственно "пс" и "кп". Кипящие стали производят марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп, полуспокойные - 08пс, 10пс, 15пс, 20псталь
Качественные стали широко применяются в машиностроении и приборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответственно и термической обработки можно получить широкий диапазон механических и технологических свойств. Инструментальную сталь используют для изготовления режущих, измерительных и других инструментов (зубил, молотков, отверток, ножей, ножниц, сверл, хирургических инструментов и др.).
Качественная конструкционная сталь выплавляется в мартеновских и электрических печах (спокойная, полуспокойная, кипящая).
В зависимости от химического состава эта сталь делится на две группы: I - с нормальным содержанием марганца и II - с повышенным содержание марганца. Марки стали и требования к механическим свойствам стали I группы в состоянии нормализации. В марке стали двузначные цифры означают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Сталь в соответствии с требованиями может поставляться в термически обработанном состоянии (отожженная, нормализованная, высокоотпущенная).
Качественные углеродистые стали подразделяются на следующие категории:
- 1) Без испытания на растяжение и ударную вязкость; 2) С испытанием на растяжение и ударную вязкость на образцах из нормализованных заготовок размером 25 мм (диаметр или сторона); 3) С испытанием на растяжение на образцах из ненормализованных заготовок размером 100 мм. (диаметр или сторона); 4) С испытанием на растяжение и ударную вязкость на образцах из термически обработанных заготовок указанного в заказе размера, но не 100 мм.; 5) С испытанием на растяжение на образцах из сталей в нагартованном или термически обработанном состоянии (отожженной или высокотпущенной).
Низкоуглеродистые стали (С<0.25%) 05кп, 08, 07кп, 10, 10кп по назначению подразделяю на две группы:
- малопрочные и высокопластичные из-за способности к глубокой вытяжке их применяют для холодной штамповке различных изделий. Без термической обработке в горячекатаном состоянии эти стали используют для шайб, прокладок, кожухов и др. деталей, изготавливаемых холодной деформацией и сваркой.
В=330340МПа, 0.2=230280МПа, =3331%.
- цементуемые - стали 15, 20 ,25. предназначены они для сталей небольшого размера (кулачные, толкатели, малонагруженные шестерни и т. д.), от которых требуется твердая износостойкая поверхность и вязкая сердцевина. Поверхностные слой после цементации упрочняют закалкой в воде в сочетании с низким отпуском. Сердцевина из-за низкой прокаливаемости упрочняется слабо.
Среднеуглеродистые стали (0.3-0.5% С) 30, 35,..., 55 применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях промышленности. Эти стали по сравнению с низкоуглеродистыми имеют более высокую прочность при более низкой пластичности (В=500600МПа, 0.2=300360МПа, =2116%). После улучшения стали применяют для изготовления деталей небольшого размера, работоспособность которых определяется сопротивлением усталости (шатуны, коленчатые валы малооборотных двигателей, зубчатые колеса, маховики, оси). При этом возможный размер деталей зависит от условий их работы и требований к прокаливаемости.
Для деталей, работающих на растяжение - сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению и как следствие сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается до 12 мм. Для деталей (валы, оси и т. д.) испытывающих главным образом напряжение изгиба и кручения, которые максимальны на поверхности, толщина упрочненного на закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей - 30 мм.
В высококачественной стали содержится меньше серы, фосфора и других вредных примесей. Она лучше сопротивляется действию ударных нагрузок, имеет большую прочность. Стали с высоким содержанием углерода (0.6-0.85% С) 60, 65,..., 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью и упругими свойствами. Из этих сталей изготавливают пружины и рессоры, шпиндели, замковые шайбы, прокатные валки и т. д.
Стали специального назначения. Автоматная сталь ( с повышенным содержанием серы и фосфора) - углеродистая сталь специального назначения - маркируют буквой А, после которой следует цифра, показывающая среднее содержание углерода в сотых долях процента; буква Г - повышенное содержание марганца, Например, А12, А20, А30, А35, А40Г. Так как сера и фосфор придают стали хрупкость, поэтому она идет на изготовление малоответственных деталей, главным образом крепежных (втулки, болты и др.). Использование этих сталей приводит к снижению износа металлорежущего инструмента, образованию ломкой, легкосходящей и легкоудаляемой стружки и как результат - к возможности использования автоматического оборудования, работающего без постоянного обслуживания.
Похожие статьи
-
Углеродистые конструкционные стали - Чугун и сталь
Стали обыкновенного качества выпускают в виде проката (прутки, балки, листы, уголки, трубы, швеллеры и т. п.) в нормализованном состоянии и в зависимости...
-
Конструкционные цементуемые стали - Чугун и сталь
Карбидо - и нитридообразующие элементы (такие, как Cr, Mn, Mo и др.) способствуют повышению прокаливаемости, поверхностной твердости, износостойкости и...
-
Введение - Углеродистые конструкционные стали
Главные задачи данной работы: рассмотреть теоретические аспекты углеродистых конструкционных сталей, разобрать их основные качества. Работа состоит из...
-
Конструкционные улучшаемые стали, Рессорно-пружинные стали - Чугун и сталь
Улучшаемыми называют такие стали, которые используются после закалки с высоким отпуском (улучшения). Эти стали (40Х, 40ХФА, 30ХГСА, 38ХН3МФА и др.)...
-
Углеродистая сталь - Технологии машиностроения
Углеродистая сталь широко используется в промышленности. Основной составляющей частью, определяющей ее механические и другие свойства, является углерод....
-
A. Изделие выполнено из низколегированной стали. Сталью называется сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода не превышает 2%. Кроме...
-
Конструкционные низколегированные стали - Чугун и сталь
Низколегированные стали, содержат до 2,5 % легирующих элементов. Обозначение марки включает в себя цифры и буквы, указывающие на примерный состав стали....
-
Низколегированные стали, предназначены для изготовления деталей, работающих в условиях высоких температур (100-600 С) и при давлении газа или пара. Эти...
-
Подготовка металла к сварке Подготовка металла под сварку заключается в очистке, правке, разметке, резке и сборке под сварку. Разделка кромок в моем узле...
-
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ - Газовая резка нержавеющей стали
Нержавеющими называются стали, обладающие высокими механическими свойствами, окалиностойкостью, жаропрочностью, стойкостью против атмосферной, жидкостной...
-
Заключение - Углеродистые конструкционные стали
Актуальность данной темы очевидна - в металлургический комплекс входят черная и цветная металлургия охватывающие все стадии технологических процессов: от...
-
В электропечи можно получать легированную сталь с низким содержанием серы и фосфора, неметаллических включений, при этом потери легирующих элементов...
-
Для изготовления рельсов можно применять конструкционные улучшаемые стали. Учитывая, что по техническим требованиям требуются высокие характеристики,...
-
Наименование детали - фланец. Назначение детали - деталь служит для образования разъемных соединений труб. Обозначение материала детали - сталь 45 ГОСТ...
-
Требования к качеству изделия - Технология сварки трубных конструкций из низколегированной стали
В производстве сварных изделий различают дефекты: Наружные, внутренние и сквозные, исправимые и неисправимые. А) наружные дефекты: трещины, микротрещины,...
-
Сталь. Повышение качества стали переплавными методами - Свойства конструкционных материалов
Для значительного улучшения качества стали применяют переплавные процессы, совершаемые по схеме: нагрев торца расходуемого электрода, стекание...
-
Корозионностойкие стали - Чугун и сталь
Стали, устойчивые против электрохимической коррозии, называются коррозионно-стойкими (нержавеющими). Устойчивость стали против коррозии достигается...
-
Анализ конструкции (объекта дипломного проектирования) на предмет снижения ее массы, применения новых материалов, совершенствования конструктивных...
-
Технологичность конструкций литых деталей - Технология конструкционных материалов
Конструкция литой детали должна обеспечивать высокий уровень механических и эксплуатационных характеристик при заданной массе, конфигурации, точности...
-
Выбор режима сварки - Технология сварки трубных конструкций из низколегированной стали
Режимом сварки называется группа показателей, определяющих характер протекания процесса сварки. Основными показателями режима сварки являются: диаметр...
-
Выпрямитель многопостовой сварочный типа ВДМ, предназначен для питания сварочных постов электрической сварочной дугой, постоянным током при ручной...
-
Выводы - Технология сварки трубных конструкций из низколегированной стали
Тема письменной экзаменационной работы: Технология сварки трубных конструкций из низколегированной стали. Цель работы - описать технологический процесс...
-
Техника сварки - Технология сварки трубных конструкций из низколегированной стали
Изделия чаще собирают на сварочных прихватках. Сварочные прихватки представляют собой неполноценные короткие швы с поперечным сечением до 1/3 сечения...
-
Введение - Технология сварки трубных конструкций из низколегированной стали
История развития сварочного производства В решение задач научно-технического прогресса важное место принадлежит сварке. Сварка является технологическим...
-
Конструкционные материалы - Металлические сплавы как основа конструкционных материалов
Конструкционные материалы, материалы, из которых изготовляются детали конструкций (машин и сооружений), воспринимающих силовую нагрузку. Определяющими...
-
Характеристика изделия Изделие которое предстоит изготовить - регистр отопления - предназначен для поддержания теплового баланса, в холодное время года в...
-
По способу раскисления различают кипящие, полуспокойные и спокойные стали [6, с.256]. Кипящая сталь наиболее дешевая, так как при ее выплавке расходуется...
-
Магний - металл серебристо-белого цвета с плотностью 1,74 Мг/м3 и температурой плавления 651 С; имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую...
-
Назначение., Качество., Степень раскисления. - Классификация и маркировка сталей и чугунов
По назначению стали бывают: 1) конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий. 2) Инструментальные, из...
-
Анализ служебного назначения детали. Назначение технических требований Задача данного раздела - на базе анализа технических требований к детали...
-
РАСШИФРОВКА МАРКИ СТАЛИ - Разработка технологического процесса термической обработки детали
Сталь марки 18Х2Н4ВА : хромоникелевая конструкционная легированная сталь с содержанием углерода 0,18%, до 2% хрома, 4 % никеля и 1% ванадия....
-
Перечень литературы - Технология сварки трубных конструкций из низколегированной стали
1. Технология электросварочных и газосварочных работ В. В.Овчинников Издательский центр "Академия" Москва 2010г. 2. Основы материаловедения...
-
Производство стали - Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатое колесо"
Сущность процесса Основными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом (скрап). Содержание углерода и примесей в стали...
-
Сварочные работы относятся к категории работ с повышенной степенью опасности, что обусловливает повышение требований к организации рабочих мест,...
-
Получение низкоуглеродистой коррозионностойкой стали (процессы AOD и VOD) . - Производство стали
Широкое распространение получают методы производства низкоуглеродистой коррозионностойкой стали вне электропечи. Метод AOD. В электропечи выплавляют...
-
Производство стали в электрических печах - Полная характеристика черной металлургии
Для выплавки стали используют электрические печи двух типов: дуговые и индукционные (высокочастотные). Первые из них получили более широкое применение в...
-
Производство стали в конверторах - Полная характеристика черной металлургии
Конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы. Верхнюю часть называют козырьком или шлемом. Она имеет горловину, через которую жидкий чугун и...
-
Новые технологии производства и обработки стали - Новые технологии производства чугуна и стали
Электроннолучевая плавка металлов Для получения особо чистых металлов и сплавов используют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании...
-
Анализ технологичности конструкции детали - Проектирование и расчет вала-шестерни
Деталь - вал-шестерня. Деталь изготовляется из легированной стали 40Х - поковка. Таблица 1 - Характеристика материала. Сталь40Х Марка Сталь 40Х...
-
Разработка технологии изготовления опоры ножа Одна из основных деталей измельчителя является опора ножа представленная на рисунке 3.1 Рисунок 3.1 - Опора...
Углеродистые конструкции стали - Углеродистые конструкционные стали