Сталь классификация и маркировка – Классификация и маркировка сталей

11 Стали. Классификация и маркировка сталей

Лекция 10

Стали. Классификация и маркировка сталей.

 

 

  1. Влияние углерода и примесей на свойства сталей

  2. Влияние углерода.

  3. Влияние примесей.

  4. Назначение легирующих элементов.

  5. Распределение легирующих элементов в стали.

  6. Классификация и маркировка сталей

  7. Классификация сталей

  8. Маркировка сталей

  9. Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

  10. Качественные углеродистые стали

  11. Качественные и высококачественные легированные стали

  12. Легированные конструкционные стали

  13. Легированные инструментальные стали

  14. Быстрорежущие инструментальные стали

  15. Шарикоподшипниковые стали

 

Стали являются наиболее распространенными материалами. Обладают хорошими технологическими свойствами. Изделия получают в результате обработки давлением и резанием.

Достоинством является возможность, получать нужный комплекс свойств, изменяя состав и вид обработки. Стали, подразделяют на углеродистые и легированные.

 

Влияние 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

Рис.10.1. Влияние углерода на свойства сталей

 

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 железаFeS, так как образует с серой соединение сульфид марганцаMnS. Частицы сульфида марганца располагаются в виде отдельных включений, которые деформируются и оказываются вытянутыми вдоль направления прокатки.

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.

Располагаясь вблизи зерен, увеличивает температуру перехода в хрупкое состояние, вызывает хладоломкость, уменьшает работу распространения трещин, Повышение содержания фосфора на каждую

0,01 %повышает порог хладоломкости на20…25oС.

Фосфор обладает склонностью к ликвации, поэтому в центре слитка отдельные участки имеют резко пониженную вязкость.

Для некоторых сталей возможно увеличение содержания фосфора до 0,10…0,15 %,для улучшения обрабатываемости резанием.

S– уменьшается пластичность, свариваемость и коррозионная стойкость. Р–искажает кристаллическую решетку.

Содержание серы в сталях составляет 0,025…0,06 %.Сера – вредная примесь, попадает в сталь из чугуна. При взаимодействии с железом образует химическое соединение – сульфид серыFeS, которое, в свою очередь, образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления988oС.При нагреве под прокатку или ковку эвтектика плавится, нарушаются связи между зернами. При деформации в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины, заготовка разрушается – явление

красноломкости.

Красноломкость – повышение хрупкости при высоких температурах

Сера снижает механические свойства, особенно ударную вязкость аи пластичность (и ), а так же предел выносливости. Она ухудшают свариваемость и коррозионную стойкость.

2. Скрытые примеси - газы (азот, кислород, водород) – попадают в сталь при выплавке.

Азот и кислород находятся в стали в виде хрупких неметаллических включений: окислов (FeO, SiO2, Al2O3)нитридов (Fe 2N), в виде твердого раствора или в свободном состоянии, располагаясь в дефектах (раковинах, трещинах).

Примеси внедрения (азот N, кислородО) повышают порог хладоломкости и снижают сопротивление хрупкому разрушению. Неметаллические включения (окислы, нитриды), являясь концентраторами напряжений, могут значительно понизить предел выносливости и вязкость.

Очень вредным является растворенный в стали водород, который значительно охрупчивает сталь. Он приводит к образованию в катанных заготовках и поковках

флокенов.

Флокены– тонкие трещины овальной или округлой формы, имеющие в изломе вид пятен – хлопьев серебристого цвета.

Металл с флокенами нельзя использовать в промышленности, при сварке образуются холодные трещины в наплавленном и основном металле.

Если водород находится в поверхностном слое, то он удаляется в результате нагрева при 150…180, лучше в вакууме мм рт. ст.

Для удаления скрытых примесей используют вакуумирование.

3. Специальные примеси– специально вводятся в сталь для получения заданных свойств. Примеси называются легирующими элементами, а стали - легированные сталями.

 

Назначение легирующих элементов.

 

Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%.Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей - (0…-100)oС.

Дополнительные легирующие элементы.

Бор - 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а такхе повышает порог хладоломкости (+20…-60 oС.

Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)oС.

Титан (~0,1%)вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.

Введение молибдена (0,15…0,46%)в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снихает порог хладоломкости до–20…-120oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.

Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.

Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.

Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.

При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием.Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.

Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.

 

Распределение легирующих элементов в стали.

 

Легирующие элементы растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов ( феррит, аустенит, цементит), или образуют специальные карбиды.

Растворение легирующих элементов в происходит в результате замещения атомов железа атомами этих элементов. Эти амомы создают в решетке напряжения, которые вызывают изменение ее периода.

Изменение размеров решетки вызывает изменение свойств феррита – прочность повышается, пластичность уменьшается. Хром, молибден и вольфрам упрочняют меньше, чем никель, кремний и марганец. Молибден и вольфрам, а твкже кремний и марганец в определенных количествах, снижают вязкость.

В сталях карбиды образуются металлами, расположенными в таблице Менделеева левее железа (хром, ванадий, титан), которые имеют менее достроенную d– электронную полосу.

В процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение d– электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обуславливающую металлические свойства карбидов.

При соотношении атомных радиусов углерода и металла более 0,59образуются типичные химические соединения:Fe3C, Mn3C, Cr23C6, Cr7C3, Fe3W3C– которые имеют сложную кристаллическую решетку и при нагреве растворяются в аустените.

При соотношении атомных радиусов углерода и металла менее 0,59образуются фазы внедрения:Mo2C, WC, VC, TiC, TaC, W2C– которые имеют простую кристаллическую решетку и трудно растворяются в аустените.

Все карбиды обладают высокой твердостью и температурой плавления.

4. Случайные примеси.

 

Классификация и маркировка сталей

Классификация сталей

 

 

Стали классифицируются по множеству признаков.

  1. По химическому: составу: углеродистые и легированные.

  2. По содержанию углерода:

  • низкоуглеродистые, с содержанием углерода до 0,25 %;

  • среднеуглеродистые, с содержанием углерода 0,3…0,6 %;

  • высокоуглеродистые, с содержанием углерода выше 0,7 %

  • По равновесной структуре: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные.

  • По качеству. Количественным показателем качества является содержания вредных примесей: серы и фосфора:

    • , – углеродистые стали обыкновенного качества:

    • –качественные стали;

    • –высококачественные стали.

  • По способу выплавки:

    • в мартеновских печах;

    • в кислородных конверторах;

    • в электрических печах: электродуговых, индукционных и др.

  • По назначению:

    • конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;

    • инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

    • специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

     

    Маркировка сталей

     

    Принято буквенно-цифровое обозначение сталей

     

    Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

     

    Стали содержат повышенное количество серы и фосфора

    Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.

    Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0до6- это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.

    Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

     

    Качественные углеродистые стали

     

    Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.

    Конструкционные качественные углеродистые сталиМаркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.

    Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.

    Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

    Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.

    Сталь У8, сталь У13.

    Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %

    Инструментальные высококачественные углеродистые стали.Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.

    Сталь У10А.

     

    Качественные и высококачественные легированные стали

     

    Обозначение буквенно-цифровое. Легирующие элементы имеют условные обозначения, Обозначаются буквами русского алфавита.

    Обозначения легирующих элементов:

    Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам,

    К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки),

    Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний,

    П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,

    Ю – алюминий

     

    Легированные конструкционные стали

     

    Сталь 15Х25Н19ВС2

    В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,

    Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.

    В указанной марке стали содержится 0,15 %углерода,35%хрома,19 %никеля, до1,5%вольфрама, до2 %кремния.

    Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.

     

    Легированные инструментальные стали

     

    Сталь 9ХС, сталь ХВГ.

    В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 %, число не указывается,

    Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.

    Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.

     

    Быстрорежущие инструментальные стали

     

    Сталь Р18

    Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость). Содержание углерода более 1%. Число показывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама.

    В указанной стали содержание вольфрама – 18 %.

    Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.

     

    Шарикоподшипниковые стали

     

    Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС

    Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 %и1,5 %.Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более1 %.

  • studfiles.net

    Классификация и маркировка сталей Классификация сталей

    Стали классифицируются по множеству признаков.

    По назначению:

    • конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;

    • инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

    • специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

     

    Маркировка сталей

     

    Принято буквенно-цифровое обозначение сталей

     

    Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

     

    Стали содержат повышенное количество серы и фосфора

    Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.

    Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0до6- это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.

    Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

     

    Качественные углеродистые стали

     

    Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.

    Конструкционные качественные углеродистые сталиМаркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.

    Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.

    Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

    Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.

    Сталь У8, сталь У13.

    Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %

    Инструментальные высококачественные углеродистые стали.Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.

    Сталь У10А.

     

    Качественные и высококачественные легированные стали

     

    Обозначение буквенно-цифровое. Легирующие элементы имеют условные обозначения, Обозначаются буквами русского алфавита.

    Обозначения легирующих элементов:

    Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам,

    К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки),

    Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний,

    П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,

    Ю – алюминий

     

    Легированные конструкционные стали

     

    Сталь 15Х25Н19ВС2

    В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,

    Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.

    В указанной марке стали содержится 0,15 %углерода,35%хрома,19 %никеля, до1,5%вольфрама, до2 %кремния.

    Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.

     

    Легированные инструментальные стали

     

    Сталь 9ХС, сталь ХВГ.

    В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 %, число не указывается,

    Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.

    Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.

     

    Быстрорежущие инструментальные стали

     

    Сталь Р18

    Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость). Содержание углерода более 1%. Число показывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама.

    В указанной стали содержание вольфрама – 18 %.

    Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.

     

    Шарикоподшипниковые стали

     

    Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС

    Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 %и1,5 %.Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более1 %.

    studfiles.net

    Классификация и маркировка сталей Классификация сталей

    Стали классифицируются по множеству признаков.

    По назначению:

    • конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;

    • инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

    • специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

     

    Маркировка сталей

     

    Принято буквенно-цифровое обозначение сталей

     

    Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

     

    Стали содержат повышенное количество серы и фосфора

    Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.

    Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0до6- это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.

    Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

     

    Качественные углеродистые стали

     

    Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.

    Конструкционные качественные углеродистые сталиМаркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.

    Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.

    Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

    Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.

    Сталь У8, сталь У13.

    Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %

    Инструментальные высококачественные углеродистые стали.Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.

    Сталь У10А.

     

    Качественные и высококачественные легированные стали

     

    Обозначение буквенно-цифровое. Легирующие элементы имеют условные обозначения, Обозначаются буквами русского алфавита.

    Обозначения легирующих элементов:

    Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам,

    К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки),

    Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний,

    П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,

    Ю – алюминий

     

    Легированные конструкционные стали

     

    Сталь 15Х25Н19ВС2

    В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,

    Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.

    В указанной марке стали содержится 0,15 %углерода, 25%хрома,19 %никеля, до1,5%вольфрама, до2 %кремния.

    Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.

     

    Легированные инструментальные стали

     

    Сталь 9ХС, сталь ХВГ.

    В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 %, число не указывается,

    Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.

    Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.

     

    Быстрорежущие инструментальные стали

     

    Сталь Р18

    Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость). Содержание углерода более 1%. Число показывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама.

    В указанной стали содержание вольфрама – 18 %.

    Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.

     

    Шарикоподшипниковые стали

     

    Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС

    Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 %и1,5 %.Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более1 %.

    studfiles.net

    Классификация и маркировка сталей Классификация сталей

    Стали классифицируются по множеству признаков.

    По назначению:

    • конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;

    • инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

    • специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

     

    Маркировка сталей

     

    Принято буквенно-цифровое обозначение сталей

     

    Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

     

    Стали содержат повышенное количество серы и фосфора

    Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.

    Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0до6- это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.

    Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

     

    Качественные углеродистые стали

     

    Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.

    Конструкционные качественные углеродистые сталиМаркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.

    Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.

    Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

    Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.

    Сталь У8, сталь У13.

    Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %

    Инструментальные высококачественные углеродистые стали.Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.

    Сталь У10А.

     

    Качественные и высококачественные легированные стали

     

    Обозначение буквенно-цифровое. Легирующие элементы имеют условные обозначения, Обозначаются буквами русского алфавита.

    Обозначения легирующих элементов:

    Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам,

    К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки),

    Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний,

    П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,

    Ю – алюминий

     

    Легированные конструкционные стали

     

    Сталь 15Х25Н19ВС2

    В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,

    Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.

    В указанной марке стали содержится 0,15 %углерода,35%хрома,19 %никеля, до1,5%вольфрама, до2 %кремния.

    Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.

     

    Легированные инструментальные стали

     

    Сталь 9ХС, сталь ХВГ.

    В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 %, число не указывается,

    Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.

    Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.

     

    Быстрорежущие инструментальные стали

     

    Сталь Р18

    Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость). Содержание углерода более 1%. Число показывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама.

    В указанной стали содержание вольфрама – 18 %.

    Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.

     

    Шарикоподшипниковые стали

     

    Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС

    Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 %и1,5 %.Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более1 %.

    studfiles.net

    Классификация и маркировка сталей Классификация сталей

    Стали классифицируются по множеству признаков.

    По назначению:

    • конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;

    • инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

    • специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

     

    Маркировка сталей

     

    Принято буквенно-цифровое обозначение сталей

     

    Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

     

    Стали содержат повышенное количество серы и фосфора

    Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.

    Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0до6- это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.

    Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

     

    Качественные углеродистые стали

     

    Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.

    Конструкционные качественные углеродистые сталиМаркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.

    Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.

    Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

    Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.

    Сталь У8, сталь У13.

    Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %

    Инструментальные высококачественные углеродистые стали.Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.

    Сталь У10А.

     

    Качественные и высококачественные легированные стали

     

    Обозначение буквенно-цифровое. Легирующие элементы имеют условные обозначения, Обозначаются буквами русского алфавита.

    Обозначения легирующих элементов:

    Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам,

    К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки),

    Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний,

    П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,

    Ю – алюминий

     

    Легированные конструкционные стали

     

    Сталь 15Х25Н19ВС2

    В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,

    Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.

    В указанной марке стали содержится 0,15 %углерода, 25%хрома,19 %никеля, до1,5%вольфрама, до2 %кремния.

    Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.

     

    Легированные инструментальные стали

     

    Сталь 9ХС, сталь ХВГ.

    В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 %, число не указывается,

    Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.

    Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.

     

    Быстрорежущие инструментальные стали

     

    Сталь Р18

    Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость). Содержание углерода более 1%. Число показывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама.

    В указанной стали содержание вольфрама – 18 %.

    Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.

     

    Шарикоподшипниковые стали

     

    Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС

    Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 %и1,5 %.Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более1 %.

    studfiles.net

    Лекция 10 Стали. Классификация и маркировка сталей.

    94

     

     

    1. Влияние углерода и примесей на свойства сталей

    2. Влияние углерода.

    3. Влияние примесей.

    4. Назначение легирующих элементов.

    5. Распределение легирующих элементов в стали.

    6. Классификация и маркировка сталей

    7. Классификация сталей

    8. Маркировка сталей

    9. Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

    10. Качественные углеродистые стали

    11. Качественные и высококачественные легированные стали

    12. Легированные конструкционные стали

    13. Легированные инструментальные стали

    14. Быстрорежущие инструментальные стали

    15. Шарикоподшипниковые стали

     

    Стали являются наиболее распространенными материалами. Обладают хорошими технологическими свойствами. Изделия получают в результате обработки давлением и резанием.

    Достоинством является возможность, получать нужный комплекс свойств, изменяя состав и вид обработки. Стали, подразделяют на углеродистые и легированные.

     

    Влияние 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

    Рис.10.1. Влияние углерода на свойства сталей

     

    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 железаFeS, так как образует с серой соединение сульфид марганцаMnS. Частицы сульфида марганца располагаются в виде отдельных включений, которые деформируются и оказываются вытянутыми вдоль направления прокатки.

    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 прочностии предел текучести, но снижает пластичность и вязкость.

    Располагаясь вблизи зерен, увеличивает температуру перехода в хрупкое состояние, вызывает хладоломкость, уменьшает работу распространения трещин, Повышение содержания фосфора на каждую 0,01 %повышает порог хладоломкости на20…25oС.

    Фосфор обладает склонностью к ликвации, поэтому в центре слитка отдельные участки имеют резко пониженную вязкость.

    Для некоторых сталей возможно увеличение содержания фосфора до 0,10…0,15 %,для улучшения обрабатываемости резанием.

    S– уменьшается пластичность, свариваемость и коррозионная стойкость. Р–искажает кристаллическую решетку.

    Содержание серы в сталях составляет 0,025…0,06 %.Сера – вредная примесь, попадает в сталь из чугуна. При взаимодействии с железом образует химическое соединение – сульфид железаFeS, которое, в свою очередь, образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления988oС.При нагреве под прокатку или ковку эвтектика плавится, нарушаются связи между зернами. При деформации в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины, заготовка разрушается – явлениекрасноломкости.

    Красноломкость – повышение хрупкости при высоких температурах

    Сера снижает механические свойства, особенно ударную вязкость аи пластичность (и), а так же предел выносливости. Она ухудшают свариваемость и коррозионную стойкость.

    2. Скрытые примеси - газы (азот, кислород, водород) – попадают в сталь при выплавке.

    Азот и кислород находятся в стали в виде хрупких неметаллических включений: окислов (FeO, SiO2, Al2O3)нитридов (Fe 2N), в виде твердого раствора или в свободном состоянии, располагаясь в дефектах (раковинах, трещинах).

    Примеси внедрения (азот N, кислородО) повышают порог хладоломкости и снижают сопротивление хрупкому разрушению. Неметаллические включения (окислы, нитриды), являясь концентраторами напряжений, могут значительно понизить предел выносливости и вязкость.

    Очень вредным является растворенный в стали водород, который значительно охрупчивает сталь. Он приводит к образованию в катанных заготовках и поковках флокенов.

    Флокены– тонкие трещины овальной или округлой формы, имеющие в изломе вид пятен – хлопьев серебристого цвета.

    Металл с флокенами нельзя использовать в промышленности, при сварке образуются холодные трещины в наплавленном и основном металле.

    Если водород находится в поверхностном слое, то он удаляется в результате нагрева при 150…180, лучше в вакуумемм рт. ст.

    Для удаления скрытых примесей используют вакуумирование.

    3. Специальные примеси– специально вводятся в сталь для получения заданных свойств. Примеси называются легирующими элементами, а стали - легированные сталями.

     

    Назначение легирующих элементов.

     

    Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%.Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей - (0…-100)oС.

    Дополнительные легирующие элементы.

    Бор - 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а такхе повышает порог хладоломкости (+20…-60 oС.

    Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)oС.

    Титан (~0,1%)вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.

    Введение молибдена (0,15…0,46%)в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снихает порог хладоломкости до–20…-120oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.

    Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.

    Введение в хромистые стали никеля, значительноповышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.

    Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.

    При легировании хромомарганцевых сталей кремниемполучают, стали – хромансиль(20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием. Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.

    Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.

     

    Распределение легирующих элементов в стали.

     

    Легирующие элементы растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов ( феррит, аустенит, цементит), или образуют специальные карбиды.

    Растворение легирующих элементов в происходит в результате замещения атомов железа атомами этих элементов. Эти атомы создают в решетке напряжения, которые вызывают изменение ее периода.

    Изменение размеров решетки вызывает изменение свойств феррита – прочность повышается, пластичность уменьшается. Хром, молибден и вольфрам упрочняют меньше, чем никель, кремний и марганец. Молибден и вольфрам, а также кремний и марганец в определенных количествах, снижают вязкость.

    В сталях карбиды образуются металлами, расположенными в таблице Менделеева левее железа (хром, ванадий, титан), которые имеют менее достроенную d – электронную полосу.

    В процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение d – электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обуславливающую металлические свойства карбидов.

    При соотношении атомных радиусов углерода и металла более 0,59образуются типичные химические соединения:Fe3C, Mn3C, Cr23C6, Cr7C3, Fe3W3C– которые имеют сложную кристаллическую решетку и при нагреве растворяются в аустените.

    При соотношении атомных радиусов углерода и металла менее 0,59образуются фазы внедрения:Mo2C, WC, VC, TiC, TaC, W2C– которые имеют простую кристаллическую решетку и трудно растворяются в аустените.

    Все карбиды обладают высокой твердостью и температурой плавления.

    4. Случайные примеси.

     

    studfiles.net

    Классификация и маркировка сталей Классификация сталей

    Стали классифицируются по множеству признаков.

    По назначению:

    • конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;

    • инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

    • специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

     

    Маркировка сталей

     

    Принято буквенно-цифровое обозначение сталей

     

    Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

     

    Стали содержат повышенное количество серы и фосфора

    Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.

    Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0 до 6 - это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.

    Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

     

    Качественные углеродистые стали

     

    Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.

    Конструкционные качественные углеродистые стали Маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.

    Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.

    Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

    Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.

    Сталь У8, сталь У13.

    Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %

    Инструментальные высококачественные углеродистые стали. Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.

    Сталь У10А.

     

    Качественные и высококачественные легированные стали

     

    Обозначение буквенно-цифровое. Легирующие элементы имеют условные обозначения, Обозначаются буквами русского алфавита.

    Обозначения легирующих элементов:

    Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам,

    К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки),

    Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний,

    П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,

    Ю – алюминий

     

    Легированные конструкционные стали

     

    Сталь 15Х25Н19ВС2

    В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,

    Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.

    В указанной марке стали содержится 0,15 % углерода, 35% хрома, 19 % никеля, до 1,5% вольфрама, до 2 % кремния.

    Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.

     

    Легированные инструментальные стали

     

    Сталь 9ХС, сталь ХВГ.

    В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 %, число не указывается,

    Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.

    Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.

     

    Быстрорежущие инструментальные стали

     

    Сталь Р18

    Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость). Содержание углерода более 1%. Число показывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама.

    В указанной стали содержание вольфрама – 18 %.

    Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.

     

    Шарикоподшипниковые стали

     

    Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС

    Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 % и 1,5 %. Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более 1 %.

    studfiles.net