- •29. Углеродистые стали. Влияние углерода и примесей на свойства стали.
- •30. Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества: классификация, маркировка, применение.
- •31. Классификация легированных сталей. Особенности закалки и отпуска в легированных сталях.
- •32. Легированные стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Карбиды в легированных сталях.
- •33. Классификация по назначению и маркировка легированных сталей. Примеры.
- •34. Чугуны. Фазы и структурные составляющие белых чугунов.
- •35. Легированные стали. Маркировка. Строительные, высокопрочные, подшипниковые стали: легирование, термообработка.
29. Углеродистые стали. Влияние углерода и примесей на свойства стали.
Углеродистой сталью называется сплав железа с углеродом, содержащим до 2% С и постоянные примеси: кремний до 0.5 %, марганец до 1%, сера и фосфор до 0.05%.
В лияние углерода и примесей на свойства сталей
Углеродистые стали являются основными. Их свойства определяются количеством углерода и содержанием примесей, которые взаимодействуют с железом и углеродом.
Влияние углерода.
Влияние углерода на свойства сталей показано на рис. 10.1
С ростом содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита, при одновременном снижении доли феррита. Изменение соотношения между составляющими приводит к уменьшению пластичности, а также к повышению прочности и твердости. Прочность повышается до содержания углерода около 1%, а затем она уменьшается, так как образуется грубая сетка цементита вторичного.
Углерод влияет на вязкие свойства. Увеличение содержания углерода повышает порог хладоломкости и снижает ударную вязкость.
Повышаются электросопротивление и коэрцитивная сила, снижаются магнитная проницаемость и плотность магнитной индукции.
Углерод оказывает влияние и на технологические свойства. Повышение содержания углерода ухудшает литейные свойства стали (используются стали с содержанием углерода до 0,4 %), обрабатываемость давлением и резанием, свариваемость. Следует учитывать, что стали с низким содержанием углерода также плохо обрабатываются резанием.
Влияние примесей.
В сталях всегда присутствуют примеси, которые делятся на четыре группы. 1.Постоянные примеси: кремний, марганец, сера, фосфор.
Марганец и кремний вводятся в процессе выплавки стали для раскисления, они являются технологическими примесями.
Содержание марганца не превышает 0,5…0,8 %. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности, и резко снижает красноломкость стали, вызванную влиянием серы. Он способствует уменьшению содержания сульфида железа FeS, так как образует с серой соединение сульфид марганца MnS.
Содержание кремния не превышает 0,35…0,4 %. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка. Кремний растворяется в феррите и повышает прочность стали, особенно повышается предел текучести, . Но наблюдается некоторое снижение пластичности, что снижает способность стали к вытяжке.
Содержание фосфора в стали 0,025…0,045 %. Фосфор, растворяясь в феррите, искажает кристаллическую решетку и увеличивает предел прочности и предел текучести , но снижает пластичность и вязкость.
30. Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества: классификация, маркировка, применение.
Широко применяются в строительстве и машиностроении, как наиболее дешёвые, технологичные, обладающие необходимыми свойствами при изготовлении конструкций массового назначения. Используют в горячекатанном состоянии без дополнительной термической обработки с ферритно-перлитной структурой. В зависимости от назначения их подразделяют на три группы: А, Б, В.
Стали группы А
Поставляются с определёнными регламентированными механическими свойствами. Их химический состав не регламентируется. Эти стали применяются в конструкциях, узлы которых не подвергаются горячей обработке — ковке, горячей штамповке, термической обработке и т. д. В связи с этим механические свойства горячекатаной стали сохраняются.
Стали группы Б
Поставляются с определённым регламентированным химическим составом, без гарантии механических свойств. Эти стали применяются в изделиях, подвергаемых горячей обработке, технология которой зависит от их химического состава, а конечные механические свойства определяются самой обработкой.
Стали группы В
Поставляются с регламентируемыми механическими свойствами и химическим составом. Эти стали применяются для изготовления сварных конструкций. Их свариваемость определяется химическим составом, а механические свойства вне зоны сварки определены в состоянии поставки. Такие стали применяют для более ответственных деталей.
По степени раскисления углеродистые стали обыкновенного качества подразделяются на спокойные (СП), полуспокойные (ПС), кипящие (КП). Степень раскисления определяется содержанием кремния (Si) в этой стали. Спокойные — 0.12-0.03 % (Si), полуспокойные — 0.05-0.07 % (Si), кипящие — менее 0.07 % (Si).
Маркировка.
Основные марки конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества:
Ст1КП2; БСт2ПС; ВСт3ГПС; Ст4-2; … ВСт6СП3.
Буква перед маркой показывает группу стали. Сталь группы А — буквой не обозначается.
Ст — показывает, что сталь обыкновенного качества.
Первая цифра — номер по ГОСТу (от 0 до 6).
Буква Г после первой цифры — повышенное содержание марганца (Mn)-(служит для повышения прокаливаемости стали).
СП; ПС; КП — степень раскисления стали.
Вторая цифра — номер категории стали (от 1 до 6 — основные механические свойства). Сталь 1-ой категории цифрой не обозначается.
Тире между цифрами указывает, что заказчик не предъявлял требований к степени раскисления стали.
Применение
Ст1; Ст2 — проволока, гвозди, заклёпки.
Ст3; Ст4 — крепёжные детали, фасонный прокат.
Ст5; Ст6 — слабонагруженные валы, оси.