какие бывают разновидности по назначению, содержанию углерода и структуре, сколько типов различают, классификация и свойства материала на rocta

02Дек

Содержание статьи

1. Разновидности сталей и их особенности
2. О чем говорит маркировка
3. Обозначение с легирующими элементами
4. Примеры маркировки
5. Как расшифровать маркировку: что относится к стали

В металлургии используется очень большое количество сплавов. При этом все марки и разновидности обычному человеку запомнить и отличить практически невозможно, да и не нужно. Мы предлагаем обзор, который расширит познания потребителя и даст понимание о том, какие бывают основные виды и классы стали и металла,  их свойства по назначению и структуре, применение материала. В повседневной деятельности это знание может пригодиться для того, чтобы определить продолжительность эксплуатации металлического изделия, а также чтобы узнать, какие меры нужно предпринять, чтобы увеличить коррозионную стойкость, защитить от химических реакций, а также обновить внешнее покрытие.

При этом металлург, слесарь, токарь, резчик металла и любой специалист, занимающийся металлообработкой, обращает больше внимания на другие характеристики – это прочность, вязкость, хрупкость, температура плавления. Все это дает ему необходимые знания для того, чтобы подобрать оптимальные технологии для обработки. Проектировщики, машиностроители используют эту информацию для того, чтобы определить сферу использования стального элемента, а также решить, из какого материала нужно изготавливать металлоконструкцию для достижения определенных параметров.

Разновидности сталей и их особенности

Мы говорим о сплавах, которые имеют в составе железо (не менее 45%), углерод (от 0,1% до 2,14%) и дополнительные легирующие элементы. Более углеродистые говорят о том, что мы имеем дело с чугуном. Классификация металлов проходит по разным параметрам. Для одних важно количество наличие С, поэтому они в первую очередь подразделяются на такие, где этого элемента много и где его мало. Для других – содержание легирующих добавок, которые меняют качества материала. Поэтому различают легированные и высоколегированные – 2 вида, что и обуславливает их использование. Последние обладают повышенными характеристиками прочности. Но зачем легировать с помощью нового химэлемента? Дело в том, что при наличии углерода происходит контролируемая реакция, при которой железо приобретает уникальные свойства – увеличенную прочность, ударостойкость. Но ковкость и пластичность могут измениться в худшую сторону, и по этой причине стоит добавить новые вещества. А теперь пройдемся по наиболее распространенным классификациям и типам.

Классификация стали по содержанию углерода: виды и свойства

Это достаточно чистый сплав, в котором очень мало примесей. Основные компоненты – железо и углерод. Очень востребованный вариант, активно применяется в промышленности – от изготовления гвоздей до крыльев самолета. На данный момент категория занимает до 80% от всего производства и насчитывает до 2 тысяч марок. При этом характеристики различаются в зависимости от процентного соотношения компонентов. От этого зависит твердость, текучесть, пластичность и плотность. По количеству С различают низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые составы, которые, соответственно, имеют разную структуру – феррит и перлит, цементит.

Особенности:

• Примесей мало, все они естественного происхождения. Одни полезные, такие как марганец и кремний, другие вредные, например, сера и фосфор.
• У УС нет специализации, она направлена на общепромышленное использование.
• Можно по отношению к ним применять все доступные способы металлообработки.

Легированный тип стали

Это сплавы, имеющие дополнительные компоненты. Легирующие элементы повышают основные качества материала и меняют их назначение. Меняются и физические, и химические характеристики. Все они также делятся на три группы в зависимости от процентного соотношения добавок:

• низколегированные – до 4%;
• среднелегированные – до 11%;
• высоколегированные – от 11% и выше.

Также есть классификация по особым свойствам, которые они получают, так, например, есть жаропрочные или устойчивые к коррозии. И последнее распределение совершается по названию и пропорции тех веществ, которые включены как добавочные. Так, стали могут быть хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые. Приведем пример марок, у которых в составе есть легирующий элемент:

Маркировка	Добавка	Процент лег.вещества	Микропрочность, кГ/мм2
40С	Si	0,98	325
40Г2	Mn	2,23	380
40Х2	Cr	2,04	350
40H	Ni	0,84	370
40M	Mo	0,33	370

Кроме содержания, важна классификация по структуре. Посмотрим 5 структурных видов и их характеристики. Поскольку может быть разная зернистость и молекулярная связь частиц.

Аустенитная

Уровень легирования здесь очень высокий. Поэтому при застывании получается гранецентрированная кристаллическая решетка. Это позволяет сохранять материал неизменным даже при сверхнизких температурах – до -200 градусов. Основные добавки – это никель и хром. Первый позволяет увеличить пластичность, жаропрочность, а второй – устойчивость к коррозии. При процессе изменения пропорций компонентов можно получить разные свойства в преобладающем выражении.

Ферритная

Это определенная фаза кристаллизации, когда выходит определенное количество мелкодисперсного зерна. Оно позволяет предотвратить появление трещин и увеличение хрупкости при повышении температурного режима. По содержанию в сплаве должно присутствовать достаточно легирующих элементов и карбидов. Добавками могут служить ванадий, кремний. Материал активно используют в сфере металлоконструкций. Но если он достаточно дешевый, то есть риск напасть на неприятные свойства, а именно – увеличение роста зерна и на межкристаллитную коррозию (из-за хрома). К тому же следует отметить наличие магнитных характеристик.

Мартенситная

Это особенная игольчатая структура. В них, как правило, небольшой процент углерода (около 0,15%) и много хрома – до 17%. В качестве легирующих веществ могут быть добавлены никель, вольфрам, ванадий и молибден. Мартенсит (способ застывания) появляется практически всегда после закалки и является углеродистым раствором в альфа-железе. Описывая сталь, стоит говорить о тетрагональной кристаллической решетке, повышенной прочности и твердости. Это объясняется существующим внутренним напряжением. Также характерна устойчивость к щелочам, способность к закалке, низкая пластичность, но высокая жароустойчивость.

Бейнитная

Обычно данный этап кристаллизации называют промежуточным, так как он образуется как одна из стадий. Но при определенных условиях структура может сохраниться. Для этого, чтобы увеличить устойчивость к изменениям, вводят Mn, Si, Cr, Mo, B. Содержание С невысокое, потому что этот элемент делает хуже свариваемость и сопротивление хрупкому разрушению.

Перлитная

Один из наиболее распространенных структурных видов, отличается тем, что количество примесей относительно небольшое. Таким образом, они относятся к классу низколегированных или среднелегированных. Часто из материала делают инструменты и высокопрочные конструкции. Обработка резанием достаточно проста, но только после предварительного отжига или после проката. А чтобы увеличить износостойкость, хорошо помогает закалка в масле с последующим отпуском металла. Есть и минусы – жаропрочность достаточно низкая, это объясняется малым включением хрома, поэтому уже при 550 градусах и выше использование не желательно. Также кроме структуры и содержания, различают сплавы по качественному критерию. Назовем 4 основные виды сталей по качеству. Сперва представим в таблице по количеству некоторых нежелательных добавок:

Отражение в маркировке	Наименование	Включения серы, %	Фосфор, %
–	Обыкновенная	0,055 – 0,06%	0,05 – 0,07%
–	Качественная	0,035%	0,035%
А	Высококачественная	0,025%	0,025%
Ш	Особовысококачественная	0,015%	0,015%

Стандартная

Это самая недорогая разновидность – это и есть основное ее достоинство. При выверенном составе здесь могут быть лишние примеси, то есть те, что не входят в «рецепт». Такими добавками могут быть даже неметаллические вещества. В данном классе есть также подклассы. Это:

• А. На маркировке не указывается, подразумевается как самая популярная. Химический список не указан, зато есть гарантии по физическим свойствам металла.
• Б. Буква проставляется в начале марки. Означает, что будет перечислен подробный перечень составляющих.
• В. Обе характеристики прописываются и гарантируются.

Мы не рекомендуем применять эту сталь для изготовления объектов, которые должны иметь повышенную прочность и устойчивость к нагрузкам.

Качественная

Преимущества марки очевидны. Кроме того, что примесей здесь гораздо меньше и они более урегулированы (точный процент), еще и метод выплавки более совершенный. Применяют мартены и кислородные конверты. Такой комплексный подход приводит к тому, что можно использовать материал в условиях повышенной нагрузки.

Высококачественная

Кроме того, что еще снижено количество неметаллических примесей, еще уменьшен процент содержания углерода. Выплавка происходит в электрических печах. Использование элементов из такой стали будет длительным без опаски быстрого износа или поломки от нагрузки. Но есть и особенность – стоит учесть, что вязкость будет выше, чем у представленных ранее классов.

Особовысококачественная

Использованные технологии изготовления отличаются своей современностью. Они не допускают вкрапления инородных веществ в состав, получается сплав, который можно назвать практически кристально чистым – только сотая часть процента будет, возможно, иметь фосфор или серу. Изготовление происходит в электрических тигелях с электрошлаковым переплавом. И последняя пятерка – это виды стали по назначению и особым характеристикам металла. В классификацию входят стальные составы следующих типов.

Конструкционные

Самые распространенные. Их применяют для создания металлоконструкций – машин и станков, крупных и маленьких механизмов и деталей. Все их делят на машиностроительные и арматурные, или просто строительные. Последние удобно сваривать, и при этом соединении они остаются очень прочными. Также важно, какая группа причислена марке – специальное или общее назначение. После отлива обычно обязательно проводится термообработка – закалка и отпуск или нормализация.

Инструментальные

Их используют для создания инструментов – режущие кромки по металлу, прессы и пр. Это отличные сверла, резцы и другие вещи. Сплав отличается повышенным количеством углерода – не менее 0,7%.

К характерным чертам следует отнести прочность, поскольку сталь должна быть более крепкой при механическом соприкосновении с другой. Но износостойкость может быть недостаточно высокой.

Нержавеющие

Активно применяются для товаров народного потребления – от самоваров и кухонной утвари до материалов для облицовки дома и строительства. В названии заложено основное достоинство – это сильная устойчивость к коррозии. Обычно это обеспечивается содержанием хрома или никеля.

Жаропрочные

Они устойчивы к чрезмерно высоким температурам. И могут продолжительное время подвергаться воздействию жара, при этом не разрушаясь и не деформируясь. Это позволяет делать элементы машин, самолетов, которые должны быть постоянно в работе, и нагреваться, но не изнашиваться. Для данной категории составов наиболее важным является такой показатель, как температура плавления. Если он высокий, то и использование металла в данных условиях безопасно.

Жаростойкие

Они же – окалиностойкие. Их преимущество в том, что при повышенных температурах, которые превышают 550 градусов, они не подвергаются ржавлению и другим процессам под воздействием кислорода и других газовых сред. Как этого можно добиться? Дело в том, что них находятся элементы, которые при нагреве образуют устойчивую к коррозии пленку на поверхности металла. Это может быть хром или кремний.

О чем говорит маркировка

Мы перечислили основные причины для классификации сталей – это назначение, структура, содержание компонентов. Именно по данным факторам происходит определение марки. Так, например, самый распространенный подвид – конструкционные сплавы обыкновенного качества без легирующих добавок — можно маркировать как «Ст». Потом идет цифра, которая определяет количество углерода.

Обозначение с легирующими элементами

Далее сложнее, так как вступает в игру легирующий состав. Ниже покажем таблицу – буквенное сочетание:

Литера в маркировке	Знак химэлемента	Наименование
Х	Cr	Хром
С	Si	Кремний
Т	Ti	Титан
Д	Cu	Медь
В	Wo	Вольфрам
Г	Mn	Марганец
Ф	W	Ванадий
H	Ni	Никель
K	Co	Кобальт
M	Mo	Молибден

Покажем на примере определенной марки: Первая цифра всегда указывает на количество сотых частей углерода. Затем перечисляются буквенные обозначения, которые отвечают за добавки. Если рядом с ним не стоит буква, значит этого компонента меньше, чем 1%. Сзади самая последняя буква (в примере не указана) может быть «А» или «Ш» – это высококачественная или особовысококачественная сталь, соответственно.

Примеры маркировки

Читать и понимать название марки – это базовый навык любого сотрудника металлургической промышленности. Но иногда в этом могут помочь таблицы с распространенными видами сплава. В приведенном ниже перечне указано, какие легирующие химэлементы находится в составе и что они дают:

Легирующий элемент	Обозначение	Свойства	Примеры марок
Азот (N)	А	Обработка в атмосфере азота (азотирование) приводит к образованию твёрдого раствора в феррите, нитридных соединений, что придаёт твёрдость поверхностным слоям
Ниобий (Nb)	Б	Ниобий повышает кислотостойкость	03Х16Н15М3Б
Вольфрам (W)	В	Вольфрам увеличивает твердость и красностойкость, способность сохранять при высоких температурах износостойкость. Вольфрам придает вязкость.	В18 В6М5К5
Марганец (Mn)	Г	При содержании свыше 1 процента увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок. Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, т. е. для удаления из неё кислорода. Связывает серу, что также улучшает свойства. Иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет, делает её твердой и сопротивляющейся износу и ударам (резко упрочняется и становится тверже при ударах). Она используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д.	14Г2 ШХ15ГС 30ХГС-Ш А40Г
Медь (Cu)	Д	Медь уменьшает коррозию	10Х18Н3Г3Д2Л
Кобальт (Co)	К	Кобальт повышает жаропрочность, магнитопроницаемость	Р6М5К5
Молибден (Mo)	М	Молибден увеличивает красностойкость, прочность, коррозионную стойкость при высоких температурах. Молибден используется для легирования, как компонент жаропрочных и коррозионную стойких сплавов.	Р6М5К5 03Х16Н15М3Б
Никель (Ni)	Н	Никель повышает прочность, пластичность, коррозионную стойкость. Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более стойкой к коррозии (нержавеющая) и к низким температурам.	03Х16Н15М3Б 12Х2Н4А
Фосфор (P)	П	Повышает текучесть, хрупкость
Бор (B)	Р	Увеличивает прокаливаемость, делает ее чувствительной к перегреву.
Кремний (Si)	С	Придает прочность, увеличивает ударную вязкость, способствует раскислению.	30ХГС-Ш 60С2ХФА 33ХС 38ХС
Титан (Ti)	Т	Повышает прочность, сопротивление коррозии
Ванадий (V)	Ф	Повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию. Замедляет старение.	9Х2МФ
Хром (Cr)	Х	Повышает твердость, коррозионную стойкость. Хромистые типы по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при некоторой меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементируемом слое; чувствительна к перегреву, прокаливаемость невелика. При введении легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости.  Хорошо свариваются.	ШХ15ГС 30ХГС-Ш ШХ6 03Х16Н15М3Б 40Х
Цирконий (Zr)	Ц	Легирование цирконием (до 0,8 %) повышает их механические свойства и обрабатываемость.
Алюминий (Al)	Ю	Алюминий повышает окалиностойкость Алитированием придают коррозионную и окалиную стойкость стальным и другим сплавам. Повышает жаростойкость металлосплавов на основе железа, меди, титана и некоторых других металлов. Замедляет старение.	АК7М2АК21М2
Редкоземельные металлы	Ч	Используются для связывания серы, фосфора в тугоплавкие соединения

Как расшифровать маркировку: что относится к стали

Для этого требуется, во-первых, хорошо понимать, какие вообще виды бывают. Это спасет от затруднений, например, когда не найдена какая-то ожидаемая буква с наименованием. Во-вторых, нужно помнить сокращения химических элементов, которые могут легировать, а также их русскоязычное написание, которое представлено в таблице выше. Кроме того, есть особые литеры, которые приписываются по назначению. Приведем примеры:

• Ш. Обозначает материал для изготовления подшипников. Указывается в самом начале. Например, ШХ4 и ШХ15.
• К. Применяют для отливки паровых котлов. Это конструкционный низколегированный стальной сплав. Буква пишется после цифрового указания углерода (20К, 22К).
• Л. Может стоять в самом конце и обозначать улучшенные характеристики, предназначенные для литья.
• С. Гравируется в начале. Обозначает строительный металлосплав. Затем указывают предел текучести – в цифрах. Плюс после этого применяют аббревиатуры «Т», «К» или «Д», которые говорят о термоупрочненности, устойчивости к коррозии или о большом содержании меди, соответственно.

В статье мы рассказали все про сталь, сколько различают видов и форм, методы использования, на какие группы делятся, а также как правильно маркировать продукцию. Также посмотрим видео об этом:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию и приобрести ленточнопильные станки российского производства по металлу, свяжитесь с менеджерами компании «Рокта» по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

виды, свойства, марки, технология производства

Сталь: виды, свойства, марки, производство

Содержание статьи:

• 1 Что такое сталь, и её отличие от чугуна
  • 1.1 Достоинства и несовершенства стальных сплавов
• 2 Разновидности и классификации стальных сплавов
  • 2.1 Виды углеродистой стали
  • 2.2 Виды инструментальной стали
• 3 Структура стали
• 4 Способы изготовления стали и технологии
  • 4. 1 Марки стали

Сталь и изделия из неё настолько прочно вошли в жизнь и быт современного человека, что существование без металлических предметов трудно представить. Когда это касается посуды, мелких инструментов, бытовой техники и оборудования совсем не обязательно знать марку, классификацию сплавов, области их применения.

Эти сведения важны, скорее, для тех, кто решился приступить к строительству собственного жилья, и не знает какие металлоизделия подходят для этих целей. Итак, о том, что такое сталь, какие виды стали существуют, и какими свойствами обладает этот популярный на сегодняшнее время сплав, будет рассказано в строительном журнале samastroyka.ru.

Что такое сталь, и её отличие от чугуна

Железоуглеродистый сплав — это и есть всем известная сталь. Обычно доля углерода в сплаве варьируется от 0,1 до 2,14%. Увеличение концентрации углерода делает сталь хрупкой. Кроме основных компонентов в сплаве содержатся и небольшие количества магния, марганца и кремния, а так же вредных серных и фосфорных примесей.

По основным свойствам сталь и чугун очень схожи. Несмотря на это между ними существуют значительные различия:

• сталь более прочный и твёрдый материал, нежели чугун;
• чугун, несмотря на обманчивую массивность чугунных изделий, более лёгкий материал;
• поскольку в составе стали ничтожно малый процент углерода, её легче обрабатывать. Для чугуна более предпочтительна отливка;
• изделия из чугуна лучше сохраняют тепло, благодаря тому, что его теплопроводность значительно ниже чем у стали;
• закалка металла, повышающая прочность материала, невозможна в отношении чугуна.

Достоинства и несовершенства стальных сплавов

Поскольку марок стали огромное количество, а изделий из неё ещё больше, то говорить о плюсах и минусах стали бессмысленно. Тем более, что свойства металла во многом зависят от технологий изготовления и обработки.

Что такое сталь

Вследствие этого можно только выделить несколько общих преимущественных особенностей стали, таких как:

• прочность и твёрдость;
• вязкость и упругость, то есть способность не деформироваться и выдерживать ударные, статические и динамические нагрузки;
• доступность для разных способов обработки;
• долговечность и повышенная износоустойчивость в сравнении с другими металлами;
• доступность сырьевой базы, экономичность производственных технологий.

К сожалению, стали свойственны и некоторые минусы:

• неустойчивость к коррозии, в том числе высокий уровень электрохимической коррозии;
• сталь — тяжёлый металл;
• изготовление изделий из стали производится в несколько этапов, нарушение технологии на любом из них приводит к снижению качества.

Разновидности и классификации стальных сплавов

Сегодня сложно определить количество производимых и используемых стальных сплавов. Так же не просто их классифицировать, поскольку их свойства зависят от множества параметров, таких как состав, характер и количество добавок, способы изготовления и обработки, назначения и многих других.

По качеству принято различать обычные, качественные, высококачественные и особовысококачественные стали. Доля вредных примесей является основным критерием для определения качества сплава. Для обыкновенных сталей характерны более высокие значения доли примесей, чем для особовысококачественных сплавов.

Химический состав стали. В основу производства сплавов из железа положена его способность формировать различные структурные фазы при разных температурах, так называемый полиморфизм. Благодаря этой способности, растворённые в железе примеси, образуют сплавы различных составов. Принято делить стальные сплавы на углеродистые и легированные.

Сталь по определению является сплавом железа с углеродом, от концентрации которого зависят его свойства: твёрдость, прочность, пластичность, вязкость. В составе углеродистой стали практически не содержится  дополнительных добавок.

Базовые примеси — марганец, магний, и кремний содержатся в минимальных количествах, и не ухудшают её свойств и качеств. Кремний и марганец оказывают на сплав раскисляющее действие, повышают упругость, износоустойчивость, жаростойкость. Но, в случае увеличения доли  являются легирующими элементами. Стали с большим содержанием марганца теряют магнитные свойства.

Сталь: виды, свойства, область применения

Значительно более вредные для обоих видов сталей примеси серы и фосфора. Сера, соединяясь с железом, способствует повышению хрупкости при обработке высокими температурами (прокат, ковка), увеличению усталости, уменьшению устойчивости к коррозии.

Фосфор, особенно при большой доле углерода в сплаве, повышает его хрупкость в обычных температурных условиях. Кроме этого, существует целая группа скрытых, неудаляющихся во время плавки вредных примесей. Эти неметаллические включения в виде азота, водорода и кислорода при горячей обработке делают металл более рыхлым.

Виды углеродистой стали

Углеродистые стали делятся на виды, которые характеризуются долей содержания углерода:

• к высокоуглеродистым относятся сплавы с долей более 0,6 %;
• в среднеуглеродистых сплавах концентрация углерода находится в пределах от 0,25 до 0,6 %;
• допустимые значения, характерные для низкоуглеродистых сталей — не более 0,25 %  .

Легированные стали подразделяются на:

— низколегированные, с долей легирующих добавок не более 2,5 %;

— среднелегированные, с долей дополнительных элементов до 10%;

— высоколегированные, в которых доля легирующих элементов составляет более 10%.

Легированные стали отличаются низкой концентрацией углерода и наличием различных легирующих добавок.

В соответствии с назначением стали делят на группы конструкционных, инструментальных и сталей особого назначения.

Разновидности и классификации стальных сплавов

Каждая группа делится на подгруппы и виды, которые конкретизируют свойства, особенности и области применения сплавов.

К конструкционным сталям относятся:

1. Строительные, их основное свойство — хорошая свариваемость, это низколегированные сплавы обычного качества.
2. Для холодной штамповки используют прокат из низкоуглеродистых сплавов обычного качества.
3. Цементуемые, применяются в изготовлении деталей с поверхностным истиранием.
4. Высокопрочные характеризуются двойным порогом прочности относительно других конструктивных видов.
5. Рессорно-пружинные стали с добавлением ванадия, брома, кремния, хрома и марганца, рассчитаны на длительное сохранение упругости.
6. Шарикоподшипниковые стали с большой долей углерода и добавлением хрома, которым свойственны особая износоустойчивость, прочность и выносливость.
7. Автоматные, в их составе присутствуют примеси серы, свинца, теллура и селена, облегчающие обработку металла станками — автоматами, на которых осуществляется производство массовых деталей
8. Нержавеющие, к ним относятся сплавы с высоким содержанием хрома и никеля. Концентрация углерода в таких сплавах минимальна.

Виды инструментальной стали

Стали инструментального назначени

я имеют несколько разновидностей:

• Используемые в производстве режущих инструментов, к ним относятся некоторые виды углеродистой, легированной и быстрорежущей стали.
• Измерительные инструменты производятся из достаточно твёрдых сплавов, обладающих износоустойчивостью и способностью к сохранению постоянных размеров, чаще всего для этого используют закалённую и цементированную сталь.
• Для штамповой стали характерны твёрдость, термоустойчивость и прокаливаемость. Этот вид делится на подвиды, к которым относят валковые сплавы и стали для разнотемпературной обработки.

К сталям особого назначения относят марки сталей, которые применяются в конкретных производственных областях:

• электротехнические стали — из них производят магнитные провода;
• суперинвары — используют в производстве высокоточных приборов;
• жаростойкие — работают при температурах более 900 °C;
• жаропрочные — могут работать при высоких температурах в нагруженных состояниях.

Структура стали

Концентрация углерода в сплаве определяет не только свойства металла, но и его внутреннюю структуру. К примеру, мало- и среднеуглеродистые сплавы имеют структуру, состоящую из феррита и перлита. При увеличении доли углерода начинается формирование вторичного цементита. Легирование стали тоже меняет структуру сплава.

Виды углеродистой стали

По структуре стали могут быть:

• перлитными — с низким содержанием легирующих добавок;
• мартенситными — стали, имеющие пониженную критическую скорость закалки и средний уровень содержания легирующих примесей;
• аустенитными — высоколегированные сплавы, применяемые в агрессивных средах.

Отожженные стали делятся на:

• доэвтектоидную сталь, с концентрацией углерода менее 0,8%;
• заэвтектоидную сталь, состоящую из перлита и цементита, применяют как инструментальную;
• карбидную (ледебуритную) — к ней относятся быстрорежущие стали;
• ферритную — высоколегированную сталь с низким содержанием углерода.

Способы изготовления стали и технологии

От технологии изготовления стали зависят структура этого сплава, его состав и свойства. Обычные стали производятся в мартеновских печах или конвертерах. Как правило, они насыщены значительным количеством неметаллических примесей.

Высококачественные сплавы производят с использованием электропечей. Особовысококачественные легированные стали, содержащие минимальное количество вредных примесей, производятся в процессе электрошлаковой переплавки.

При производстве сталей используют процесс раскисления, направленный на выведение кислорода из структуры сплава.  От количества удалённого кислорода зависит, какие получаются стали: малораскисленные, совершенно раскисленные или полураскисленные. Их классифицируют, как кипящие, спокойные и полуспокойные.

Марки стали

Несмотря на то, что сталь однозначно признаётся самым востребованным сплавом железа, единая система маркировки её видов по настоящее время не сложилась. Наиболее проста и популярна  буквенно-численная маркировка.

Качественные углеродистые стали маркируют с использованием литеры «У» и двузначным числовым значением (в сотых %) уровня углерода в их составе (У11). В марке обычных углеродистых сталей за буквой следует число, указывающее на количество углерода в десятых %  — У8.

Литеры используются и в маркировке легированных сталей. Они указывают на основной элемент, применяемый для легирования. Идущая следом цифра показывает концентрацию данного элемента в составе стали. Перед литерой ставят цифру, соответствующую доле углерода в металле в сотых %.

Сталь: виды, свойства, марки, технология производства

Например, стоящая в конце марки высококачественного сплава буква «А» указывает на его качество. Эта же литера в середине марки уведомляет об основном  элементе легирования, в данном случае им является азот. Литера в начале марки сообщает о том, что это автоматная сталь.

Литера «Ш» в конце маркировки, прописанная через дефис, говорит о том, что это особовысококачественный сплав. Качественные стали, не имеют в маркировке литер «А» и «Ш». Кроме того, существует дополнительная маркировка, указывающая на особые характеристики сталей.

Так, например, магнитные сплавы отмечают литерой «Е», а электротехнические — «Э».

Буквенно-числовая маркировка, пожалуй, одна из самых простых и понятных для потребителя. Другие, более сложные, доступны только для специалистов.

---

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Какие бывают четыре типа стали?

Сталь — такой мощный элемент, который бывает нескольких марок и имеет уникальный химический состав. Теперь, когда свойства стали и различные стальные сплавы настолько обширны, может быть шокирующим осознание того, что все виды, даже сталь, обработанная на станке с ЧПУ, состоят всего из двух компонентов: железа и углерода.
Однако настоящая разница начинается, когда в дело вступают дополнительные углеродные и легирующие элементы. Видите ли, долговечность и прочность стали определяются теми дополнительными компонентами (такими как марганец и фосфор), которые вводятся при ее разработке, и это то, что определяет ее категорию для конкретных применений. Итак, если вам интересно, какой тип стали купить для ваших конкретных нужд, вы должны понимать химическую структуру физических свойств стали, которые подразделяются на четыре основных типа.

Четыре основных типа стали

1. Углеродистая сталь

Углеродистая сталь выглядит тусклой, матовой и, как известно, подвержена коррозии. В целом, есть три подтипа этого типа: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая, с низким содержанием углерода около 0,30%, средним 0,60% и высоким 1,5%. Само название на самом деле происходит от того факта, что они содержат очень небольшое количество других легирующих элементов. Они исключительно прочны, поэтому их часто используют для изготовления таких вещей, как ножи, провода высокого напряжения, автомобильные детали и другие подобные предметы.

Факт: Углеродистая сталь составляет около 90% всего производства стали.

Сталь C45/AISI 1045 представляет собой среднеуглеродистую сталь, подходящую для таких деталей, как шестерни, болты, оси и валы общего назначения, шпонки и шпильки. Немедленно назовите вашу деталь из углеродистой стали

2. Легированная сталь

Далее следует легированная сталь, которая представляет собой смесь нескольких различных металлов, таких как никель, медь и алюминий. Они, как правило, более дешевы, более устойчивы к коррозии и предпочтительны для некоторых деталей автомобилей, трубопроводов, корпусов кораблей и механических проектов. Для этого прочность зависит от концентрации элементов, которые в нем содержатся.

Легированная сталь AISI 4317/18NiCrMo5: высокая прочность и ударная вязкость сердцевины, подшипники для тяжелых условий эксплуатации, толкатели кулачков, собачки сцепления, кольца компрессора, валы вентиляторов, шестерни для тяжелых условий эксплуатации, валы насосов. Немедленно укажите вашу деталь из легированной стали

3. Инструментальная сталь

Инструментальная сталь славится своей твердостью, устойчивостью к нагреву и истиранию. Название происходит от того факта, что они очень часто используются для изготовления металлических инструментов, таких как молотки. Для них они состоят из таких вещей, как кобальт, молибден и вольфрам, и это основная причина, по которой инструментальная сталь обладает такими повышенными характеристиками долговечности и термостойкости.

4. Нержавеющая сталь

И последнее, но не менее важное: нержавеющие стали, вероятно, являются наиболее известным типом на рынке. Этот тип блестящий и обычно содержит от 10 до 20% хрома, который является их основным легирующим элементом. Эта комбинация позволяет стали быть устойчивой к коррозии и очень легко формовать различные формы. Из-за простоты обращения, гибкости и качества нержавеющую сталь можно найти в хирургическом оборудовании, домашнем применении, изделиях из серебра и даже в качестве внешней облицовки коммерческих / промышленных зданий.

Факт: Существует более 100 марок нержавеющей стали, что делает ее невероятно универсальным материалом, который можно индивидуализировать.

Нержавеющая сталь 316L: подходит для теплообменников, трубопроводов, материалов для наружного строительства в прибрежных зонах, часовых браслетов, корпусов и т. д. для современных часов, оборудования для использования в морской, химической, пищевой промышленности . Немедленно укажите номер детали из нержавеющей стали

Марки стали, на которые следует обратить внимание

Маркировка стали очень часто используется инженерами, учеными, архитекторами и даже государственными учреждениями, чтобы укрепить свою уверенность в стабильности и качестве материалов.

• Система оценки ASTM: В этой системе каждому металлу присваивается буквенный префикс в зависимости от его категории. Например, буква «А» предназначена для материалов из стали и железа. Затем ему присваивается порядковый номер, отражающий особые свойства этого металла.
• Система оценки SAE:  В этой системе оценок для классификации используется четырехзначное число. Первые два указывают тип стали вместе с концентрацией легирующих элементов, а последние два отражают концентрацию углерода в этом конкретном металле.

Заключение

В 1967 году в мире было произведено всего 500 миллионов тонн стали. Однако в 2016 году это число превысило 1 600 миллионов. Кроме того, по данным Всемирной ассоциации производителей стали, 55% веса типичного автомобиля приходится на долю стали. В этой реальности трудно представить мир без стали. Имея более 3500 различных марок стали, возможности его использования кажутся безграничными. От производства, изготовления до обработки стали с ЧПУ, каждый тип имеет идеальное место и характеристики для удовлетворения практически любых потребностей.

В конце концов, различные свойства стали проистекают из использования различных стальных сплавов и делятся на четыре типа, которые мы видим сегодня. Итак, если вы думаете о покупке стали, найдите время, чтобы определить идеальные свойства стали, которые вам нужны, и правильный сорт для выполнения работы, которую вы хотите выполнить. Вы поблагодарите себя, если сделаете это сейчас, а не обнаружите, что выбрали не тот вариант позже.

 

---

Источники и дополнительная литература

https://www.meadmetals.com/blog/steel-grades#:~:text=The%20Four%20Types%20of%20Steel,элементы%20besides%20углерод%20и%20железо.
https://www.metalsupermarkets.com/types-of-steel/
https://www.thoughtco.com/steel-grades-2340174
https://en.wikipedia.org/wiki/Tool_steel#:~ :text=10%20Библиография-,Вода%2Dзакалка%20группа,содержащая%20до%20будь%20вода%20закалка.&text=%20вязкость%20из%20W%2Dгруппа,зерно%20размеры%20во время%20тепловой%20обработки.
https://www.worldsteel.org/media-centre/press-releases/2017/world-steel-in-figures-2017.html
https://www.etf.com/sections/features-and-news/1289-cars-and-metal-metal-and-cars?nopaging=1&__cf_chl_jschl_tk__=3a8ca3d4790939c87c877dcfb2e55cd6233860cb-1600380671-0-AasJiD pqbZOVjFpgmW-THnSW1enoB8aJgcv3id1B0g8hsOA_W0Cc5nUrnMnODkbsm64bthN-EhygbGpib0cUoZBi -O_iSX3sjZYrmoQEqq0KDXlKO2iscWjgPnCnFLvhiRpIs2RRmmSExzW3VEz51em5wiYtKsVO2ZWvx7Px8hkvbhBU-IJtpkrPSQy_qK_hZcjiu14ZPKEukYBqWLBpy_b6jJyx3ToAjQSNPcBiq4CLUDUte13 NC_uJo7qsMCmazJ0ATdkhJDAM2zMBsqhxeqxr8cFo-TsOAFFrjrya4VJ4_rGhqgiGlrdSbSshIyyZ-WxEqIq45nob3TtucY8kQnhmLjSEfLGXwnVHfMytHPSXgsdk-XCDhHqPuvJMfa6GTjDlxDUAZBY0
https://en. wikipedia.org/wiki/Steel#:~:text=Carbon%20steels,-Modern%20steels%20are&text=Carbon%20steel%2C%20composed%20просто%20of%20прокаливаемость%20of%20толщина %20секций.
http://www.osstainless.com/resources/articles/stainless-steel-grades.php#:~:text=There%20are%20over%20100%20grades,chromium%2C%208%25%20nickel

Полное руководство по различным типам стали

Сталь в ее различных типах является жизненно важным компонентом экономики Соединенных Штатов. По состоянию на январь 2020 года внутреннее производство стали составило 1,928 000 тонн, что делает сталь одним из самых потребляемых продуктов отечественного производства. От зданий до медицинского оборудования и транспортных средств мир буквально работает на стальной продукции. Но не все стальные материалы сделаны одинаково.

Существует несколько типов стали и сплавов, каждый из которых обладает уникальными свойствами, что делает их подходящими для конкретных производственных целей. Некоторые стали прочные и тяжелые, в то время как другие стали пластичны и универсальны.

Часто наши клиенты обращаются к нам по поводу наилучшего типа стали для их применения. Мы составили это краткое руководство, чтобы помочь вам разобраться в языке стали. Конечно, у вас могут возникнуть вопросы по поводу приложения. Не стесняйтесь обращаться к нам с любыми уникальными потребностями в недвижимости, чтобы мы могли помочь вам найти подходящую сталь и производителя для ваших нужд.

Углеродистая сталь

Технически углеродистая сталь представляет собой металлический сплав, содержащий как железо, так и углерод. Но в обрабатывающей промышленности углеродистая сталь часто определяется несколькими способами. Оба нижеперечисленных материала представляют собой «углеродистую сталь» на рынке металлов.

• Сталь, содержащая до 2% углерода
• Сталь, которая не содержит каких-либо стандартных количеств элементов, которые классифицировали бы ее как «легированную сталь» (например, кобальт, никель, вольфрам, молибден, титан, цирконий, ванадий, хром и т. д.)

Вы также можете заметить, что термин «углеродистая сталь» применяется к сталям с содержанием меди менее 0,4% или сталям с определенным содержанием магния по отношению к меди, хотя эти определения оспариваются в разных отраслях. Для целей этого мы говорим о первых двух определениях.

Существует три классификации углеродистой стали — низкоуглеродистая, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь (или « мягкая углеродистая сталь » или « обычная углеродистая сталь») относится к углеродистым сталям с содержанием углерода до 0,30%. Это, безусловно, самый распространенный тип стали на рынке металлов. Для этого есть несколько причин. Во-первых, низкоуглеродистая сталь относительно недорогая. Кроме того, поскольку содержание углерода ниже, чем в стали со средним и высоким содержанием углерода, низкоуглеродистая сталь легко формуется и идеально подходит для применений, где прочность на растяжение не является первостепенной задачей, например, для конструкционных балок.

Еще одним преимуществом низкоуглеродистой стали является то, что ее свойства можно относительно легко улучшить путем добавления дополнительных элементов, таких как магний. Низкоуглеродистая сталь также является идеальным выбором для науглероживания, которое улучшает поверхностную твердость, не влияя на пластичность или ударную вязкость.

Каковы некоторые общие области применения низкоуглеродистой стали?

• Элементы конструкции
• Машины
• Трубы
• Бытовая техника
• Автомобильные компоненты
• Хирургические инструменты
• Медицинское оборудование
• Провода
• Болты
• Штамповки
• и т. д.

Основные свойства низкоуглеродистой стали:

• Низкая стоимость
• Низкая твердость
• Мягкая прочность
• Высокая обрабатываемость
• Очень высокая прочность
• Высокая пластичность
• Высокая свариваемость

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистая сталь относится к углеродистым сталям с содержанием углерода от 0,31% до 0,60% и содержанием магния от 0,31% до 1,60%. Одним из самых больших преимуществ среднеуглеродистой стали является ее прочность. Однако это сопряжено с некоторыми компромиссами. Среднеуглеродистая сталь имеет низкую пластичность и ударную вязкость, что затрудняет ее формование и сварку.

Каковы некоторые общие области применения среднеуглеродистой стали?

• Детали машин
• Напорные конструкции
• Шатуны
• Шестерни
• Железнодорожные пути

Основные свойства среднеуглеродистой стали:

• Низкая прокаливаемость
• Средняя пластичность
• Средняя прочность
• Средняя прочность
• Средняя свариваемость
• Средняя обрабатываемость

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь относится к углеродистой стали с содержанием углерода от 0,61% до 1,50% и содержанием магния от 0,31 до 0,90. Когда дело доходит до твердости и ударной вязкости, предпочтение отдается высокоуглеродистой стали. Однако это происходит на компромиссе. Очень трудно сваривать, резать или формовать высокоуглеродистую сталь.

Каковы наиболее распространенные области применения высокоуглеродистой стали?

• Железные дороги
• Бары
• Пружинная сталь
• Тарелки
• и т.д.

Основные свойства высокоуглеродистой стали:

• Низкая прокаливаемость
• Низкая пластичность
• Пониженная свариваемость
• Низкая обрабатываемость
• Высокая прочность
• Высокая прочность

Нержавеющая сталь

В то время как углеродистая сталь обычно определяется содержанием углерода, нержавеющая сталь определяется минимальным содержанием хрома 10,5%. Как и углеродистая сталь, нержавеющая сталь также содержит углерод и железо, но дополнительный хром — это ключ, который придает ей уникальные свойства. Одним из самых больших преимуществ нержавеющей стали является то, что она защищает сталь от окисления, которое со временем разрушает металлы. Нержавеющая сталь также идентифицируется по блеску, свойству, обеспечиваемому хромом. Вы часто увидите нержавеющую сталь, используемую в кухонной посуде, ножах и медицинском оборудовании.

Как и углеродистая сталь, существуют различные типы нержавеющей стали, каждая из которых имеет уникальную рыночную цену и свойства.

Аустенитные сплавы

Аустенитные сплавы из нержавеющей стали, безусловно, являются наиболее распространенными типами металлов из нержавеющей стали на рынке. Они устойчивы к окислению, имеют уникальный внешний вид и немагнитны (хотя при определенных обстоятельствах могут становиться магнитными).

Существует две распространенные марки аустенитных сплавов:

• Марка 304
• Класс 316

Марки аустенитных сплавов также включают 301, 302, 303, 309 и 321.

Ферритные сплавы

Ферритные сплавы из нержавеющей стали являются еще одним полураспространенным сплавом из нержавеющей стали. В отличие от аустенитных сплавов, они магнитны, что позволяет использовать их там, где необходим магнетизм. Как правило, это самые дешевые сплавы из нержавеющей стали из-за относительно низкого содержания никеля.

Существует две распространенные марки ферритных сплавов:

• Класс 430
• Класс 434

Мартенситные сплавы

Мартенситные сплавы из нержавеющей стали являются наименее распространенным сплавом из нержавеющей стали. Эти сплавы имеют невероятную твердость и ударную вязкость, но они плохо окисляются, что делает их подходящими только для приложений, требующих невероятной твердости.

Существует одна распространенная марка мартенситного сплава:

• Марка 420

Легированные стали

Самый широкий и разнообразный ассортимент стальных сплавов — это «легированные стали». Они изготавливаются путем объединения углеродистой стали с различными легирующими элементами, что придает каждой стали уникальные свойства. Существует невероятно широкий спектр легированных сталей, но некоторые из наиболее распространенных включают в себя:

• Хром
• Кобальт
• Молибден
• Никель
• Вольфрам
• Ванадий

Благодаря невероятному разнообразию легированных сталей вы можете создавать стали практически со всеми возможными свойствами, используя легированные элементы. При этом некоторые из этих сталей относительно дороги.

Инструментальные стали

Последняя группа сталей – это инструментальные стали. Это стали, используемые для инструментальной деятельности, такой как сверление. Инструментальные стали, обычно состоящие из молибдена, ванадия, вольфрама и кобальта, являются жаростойкими, долговечными и прочными.

Существует 6 марок инструментальной стали:

• Воздушная закалка
• Водоотталкивающий
• D-тип
• Горячая обработка
• Ударопрочные модели
• Закалка в масле

Вам нужна сталь?

Staub Manufacturing предлагает услуги с использованием большинства сталей, перечисленных выше. Если вашей компании нужны наиболее подходящие стальные детали для производства высококачественной продукции, свяжитесь с нами. Мы являемся американскими производителями, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2105, и готовы помочь вам в поставке высококачественных сборных стальных изделий.