Большая часть производства в той или иной степени применяют низкоуглеродистую сталь. Строительство, машиностроение, станкостроение - вот неполный список отраслей, где она активно применяется.
Сталь - это сплав железа с углеродом, процент содержания последнего при этом не должно превышать 2,14%. Все что выше этого значения - уже чугун. Низкоуглеродистая сталь отличается пониженным содержанием углерода, что откладывает свой отпечаток как на механические, так технологические свойства.
Существует несколько стандартов, которые регулируют состав углеродистых сплавов. Среди них наиболее востребованы ГОСТ 380-2005 и ГОСТ 1050-90. Согласно им низкоуглеродистой может называться сталь, которая включает в себя:
Низкоуглеродистая сталь по сравнению с другими сталями крайне пластична. Их относительно удельное сопротивление на сжатие составляет 23-35% в зависимости от процента содержания углерода в составе. Чем его больше, тем пластичность ниже.
Все марки низкоуглеродистых сталей имеют первую категорию свариваемости.
Процесс сварки не требует сложных подготовительных операций: прогрева поверхности, обезжиривания и т.д. Сварной шов получается плотным, при работе на сжатие по прочности сравним с цельным металлом. Пониженная углеродистая сталь поддается всем видам сварки: от обычной электродуговой до вакуумной в среде инертных газов.
Низкоуглеродистая сталь не обладает повышенными прочностными характеристиками. Временное сопротивление на разрыв для нее колеблется в пределах 320-450 МПа. То же самое можно сказать относительно твердости. Без дополнительного упрочнения твердость стали составляет 22-23 единиц по шкале Роквелла.
Низкоуглеродистые марки не поддаются закалке в силу малого содержания углерода в составе. Среди немногочисленных вариантов улучшения сталям своих механических свойства выделяют цементацию. Это разновидность химико-термического упрочнения, при котором поверхность металла принудительно насыщают углеродом, что делает металл более твердым и износостойким. Помимо этого, в качестве механического упрочнения хорошо зарекомендовали себя разного рода наклепы, обкатка роликами и прочее.
Существует несколько основных критериев по которым подразделяются углеродистые марки. Одним из самых важных среди них являются условия проведения раскисления. Выделяют следующие низкоуглеродистые стали:
Помимо степени раскисления низкоуглеродистые марки также классифицируются по наличию неметаллических включений в своем составе. Исходя из этого они различаются на:
Рассмотрим каждый пункт более подробно.
Стали обыкновенного качества . К ним не предъявляются строгие требования как к выбору шихты, так и к плавке и разливке. Фосфора в них допускается не более 0,08%, а серы не более 0,06%. Разливают такой сплав в крупногабаритные слитки, поэтому для них характерно появление зональной ликвации.
Сталь обыкновенного качества идет на производство разного рода горячекатаного металлопроката: прутки ГОСТ 4290-90, швеллеры ГОСТ 8240-97, балки ГОСТ 8239-95, уголки ГОСТ 8509-95 и прочие. Этот прокат служит материалом для производства разного рода болтовых, клепочных и сварных металлоконструкций. В станкостроении из нее производят малоответственные детали не требующие проведения термобработки: оси, вальцы, зажимы и т.д.
Исходя из гарантированности указанных свойств сталь обыкновенного качества бывает:
Качественные машиностроительные стали производятся в более строгих условиях выплавки. Обладают меньшим количеством вредных образований в химсоставе: сера до 0,04%, фосфор до 0,04%. Маркируются надписью «сталь» и цифрой, указывающей количество карбидов в сотых долях процента.
Сталь 08 и 10 применяются в ответственных узлах машиностроения. Из них производят втулки, змеевики, прокладки и т.д. Перед использованием все детали обязательно подвергаются цементации или любому другому химико-термическому упрочнению.
Стали 15, 20, 25 используются для узлов, работающих на износ и не испытывающих повышенных механических нагрузок: рычаги, шестерни, толкатели клапанов и т.д.
Выделяют следующие низкоуглеродистые стали в зависимости от способа выплавки:
Благодаря своим прочностным характеристикам и доступной цене углеродистая сталь является весьма распространенным сплавом. Его главные элементы - это железо и углерод с минимумом присесей. Из углеродной стали производят различную машиностроительную продукцию, детали трубопроводов и котлов, инструменты. В строительстве сплавы тоже нашли широкое применение.
В зависимости от основного своего назначения углеродистые стали делятся на инструментальные и конструкционные, легирующих элементов в их составе практически нет. От обыкновенных стальных сплавов они отличаются еще и тем, что имеют в составе значительно меньше базовых примесей: марганца, магния, кремния. Содержание главного элемента - углерода - варьируется в довольно широких пределах . В составе высокоуглеродистой стали содержится 0,6−2% C, среднеуглеродистой - 0,3−0,6%, низкоуглеродистой - до 0,25%.
Основной элемент определяет свойства и структуру. Во внутренней структуре сплавов с менее чем 0,8% C (сталь доэвтектоидная) - преимущественно перлит и феррит, а при увеличении концентрации главного элемента формируется вторичный цементит.
Представленные стали с преобладанием ферритной структурой высоко пластичны и имеют низкую прочность. Если в структуре преобладает цементит
, металл характеризуется высокой прочностью, однако и большой хрупкостью. При повышении содержания C до 0,8−1% растет прочность и твердость, но сильно ухудшается вязкость и пластичность.
Количественное содержание углерода сказывается на технологических характеристиках, в частности, на свариваемости, легкости обработки резанием и давлением.
Металл, как и иные стальные сплавы, в составе содержат примеси:
Кремний и марганец - это полезные примеси, которые вводятся в состав на стадии выплавки для раскисления. Фосфор и сера - вредные примеси
, ухудшающие качественные характеристики сплава.
Считается, что легирование и углеродистые виды несовместимы, тем не менее с целью улучшения их технологических и физико-механических характеристик может выполняться микролегирование с помощью добавления различных добавок:
С их помощью не удастся превратить металл в нержавейку, но значительно улучшить свойства получится.
На разделение на типы влияет, в частности, степень раскисления. В зависимости от этого параметра наши сплавы делят на полуспокойные, спокойные и кипящие.
Более однородную внутреннюю структуру имеют спокойные стали, чье раскисление достигается путем добавления в расплавленный металл алюминия, ферросилиция и ферромарганца
. Благодаря тому, что сплавы нашей категории полностью раскислились в печи, в их составе отсутствует закись железа. Остаточный алюминий, препятствующий росту зерна, обеспечивает мелкозернистую структуру. Она и практически абсолютное отсутствие растворенных газов позволяет получить качественный металл для изготовления из него самых ответственных деталей и конструкций. Наряду с плюсами у спокойных сплавов есть большой минус - достаточно дорогая выплавка.
Есть более дешевые, хотя и менее качественные, углеродистые сплавы, при выплавке которых используют минимум специальных добавок. В структуре такого металла из-за того, что процесс раскисления в печи не довели до конца , есть растворенные газы, негативно отражающиеся на характеристиках. Азот, например, плохо влияет на свариваемость и провоцирует образование трещин в области шва. Развитая ликвация в структуре сплавов приводит к тому, что металлопрокат, сделанный из них, отличается неоднородностью по структуре и механическим характеристикам.
У полуспокойных сталей промежуточное положение по свойствам и степени раскисления. Перед заливкой в изложницы в состав их вводится немного раскислитилей, благодаря которым затвердеванием металла происходит практически без кипения , но выделение газов в нем продолжается. В результате получается отливка, в структуре которой меньше газовых пузырей, чем в кипящих сталях. Эти внутренние поры при последующей прокатке металла завариваются практически полностью.
Большая часть полуспокойных углеродистых сталей используется как конструкционные материалы.
Углеродистые стали получают путем использования разных технологий. Различают:
Сплавы обыкновенного качества получают в мартеновских печах, а из них формируются большие слитки. К плавильному оборудованию, использующемуся для получения таких сталей, относятся, в частности, кислородные конвертеры. В сравнении с качественными стальными сплавами, в металле может содержаться много вредных примесей, что отражается на характеристиках и стоимости производства.
Сформированные и застывшие слитки прокатывают горячими или холодными. Горячей прокаткой получают сортовые и фасонные изделия, тонколистовой и толстолистовой металл, широкие металлические полосы. Холодной прокаткой получают тонколистовой металл.
Для производства качественной и высококачественной стали используются мартеновские печи и конвертеры, а также плавильные печи, которые работают на электричестве.
К составу, а именно к наличию в структуре вредных и неметаллических примесей, ГОСТ предъявляет жесткие требования. В высококачественных сталях должно быть не более 0,04% серы и не более 0,035% фосфора . Высококачественные и качественные стальные сплавы благодаря строгим требованиям к способу выплавки и характеристикам имеют повышенную чистоту структуры.
Инструментальные сплавы, в которых 0,65−1,32% C, используются для изготовления различного инструмента. Для улучшения механических свойств инструментов делают закалку материала изготовления.
Из конструкционных сплавов делают детали для разного оборудования, элементы конструкций строительного и машиностроительного назначения, крепежные детали и прочее. Из конструкционной стали делается проволока углеродистая, которая используется в быту , в производстве крепежа, в строительстве, для изготовления пружин. После цементации конструкционные сплавы успешно используются в производстве деталей, подвергающихся при эксплуатации серьезному поверхностному износу и испытывающих большие динамические нагрузки.
Маркировка говорит о химическом составе сплава и о его категории. В обозначении углеродистой стали обыкновенного качества есть буквы «ст». ГОСТ оговаривает семь условных номеров марок (0−6), также указывающихся в обозначении. Степень раскисления обозначают буквы «кп», «пс», «сп», проставленные в конце маркировки. Марки высококачественных и качественных сталей обозначаются цифрами, которые указывают на содержание в сплаве C в сотых долях процента.
О том, что сплав инструментальный, можно понять по букве «У» в начале маркировки. Цифра, следующая за этой буквой, говорит о содержании C в десятых долях процента. Литера «А», если таковая присутствует в обозначении инструментальной стали, указывает на улучшенные качественные характеристики сплава.
Стали с повышенным содержанием углерода могут быть менее склонными к образованию структур малой пластичности. При воздействии структурных и сварочных напряжений металл малой пластичности может разрушиться. Этому способствует наличие в нем и его сварочном шве диффузионного водорода. Для предупреждения появления холодных трещин применяются способы, позволяющие устранить факторы, способствующие появлению таких недостатков.
Высокоуглеродистая сталь
Высокоуглеродистая сталь - сталь с содержанием углерода свыше 0,6% (до 2%).
Их основное назначение – это получение канатной проволоки. При изготовлении применяют патентирование , быстро охлаждают до получения мелкозернистой структуры Ф+П (феррит + перлит) и тут же подвергают холодной деформации – волочению . Сочетание ультрамелкой структуры и наклепа позволяет получить в проволоке механическое напряжение = 3000 - 5000 МПа. Из-за малой вязкости конструкционные детали из этой стали не делают . Для изготовления подшипников используют легированные хромом (от 0,35 до 1,70 % (масс.) Cr) стали марок ШХ4, ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, содержащие 0,95-1,05 % (масс.) углерода (ГОСТ 801-78. Сталь подшипниковая. Технические условия). Из высокоуглеродистой стали изготавливают стальную дробь ДСЛ (литая), ДСК (колотая) и ДСР (рубленая) для дробеструйной обработки поверхностей - абразивной очистки или упрочнения (ГОСТ 11964-81. Дробь чугунная и стальная техническая. Общие технические условия). Для изготовления пружин применяют проволоку из сталей КТ-2 (0,86-0,91 % (масс.) C) и 3К-7 (0,68-0,76 % (масс.) C).
Wikimedia Foundation . 2010 .
ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ - нелегированная сталь, содержащая более 0,6% С. смотри Углеродистая сталь … Металлургический словарь
Высокоуглеродистая сталь - нелегированная сталь, содержащая более 0,6% C … Энциклопедический словарь по металлургии
Сталь - (Steel) Определение стали, производство и обработка стали, свойства сталей Информация об определении стали, производство и обработка стали, классификация и свойства сталей Содержание Содержание Классификация Характеристики стали Разновидности… … Энциклопедия инвестора
У этого термина существуют и другие значения, см. Сталь (значения). Сталь Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ… … Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Дамаск (значения). Клинок (нож), имитация дамасской стали Дамаск (дамасская сталь) вид стали с видимыми … Википедия
Это низколегированный сплав, среднеуглеродистая или высокоуглеродистая сталь с очень большим пределом текучести. Это позволяет изделиям из пружинной стали возвращаться к исходной форме несмотря на значительный изгиб и скручивание. Большинство… … Википедия
Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону (СССР/Россия). Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов … Википедия
Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ железе с гранецентрированной кубической решеткой) Цементит (карбид железа; Fe3C … Википедия
Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ железе с гранецентрированной кубической решеткой) Цементит (карбид железа; Fe3C … Википедия
Низкоуглеродистая сталь -- Углеродистая сталь с содержанием углерода (С) до 0,25 %. Низкоуглеродистые стали марок 20, ВМСтЗсп, С75, APS 10M4, 18X1ПМФ имеют хорошую стойкость к статической водородной усталости.
Низкоуглеродистые стали марок 08, 08кп, 08пс относятся к мягким сталям, применяемым чаще всего в отожженном состоянии для изготовления деталей методом холодной штамповки - глубокой вытяжки. Стали марок 10, 15, 20, 25 обычно используют как цементуемые, а высокоуглеродистые стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85 в основном применяют для изготовления пружин, рессор, высокопрочной проволоки и других изделий с высокой упругостью и износостойкостью. Среднеуглеродистые стали 30 35 40 45 50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца ЗОГ, 40Г, 50Г применяют для изготовления самых разнообразных деталей машин.
Среднеуглеродистая сталь -- углеродистая сталь с содержанием углерода 0,25…0,6% . Среднеуглеродистые конструкционные стали марок 30 - 55 применяются после нормализации, улучшения, закалки с низким отпуском, поверхностного упрочнения для изготовления широкой номенклатуры деталей машиностроения. Углеродистая конструкционная сталь высокой прочности, износостойкости, с высокими упругими свойствами марок 60, 60Г, 65, 65Г, 70, 70Г, 80 и 85 применяется после-закалки и отпуска, нормализации и отпуска, поверхностного упрочнения для изготовления деталей, работающих в условиях трения при высоких статических и вибрационных нагрузках.
Сталь 40Г относится к группе среднеуглеродистых конструкционных сталей с повышенным содержанием марганца и обладает повышенной прочностью. Наличие до 1 0 % Мп и до 0 37 % Si обеспечивает хорошую раскисленность и спокойную разливку стали. Высокие прочностные свойства сталь приобретает после закалки и отпуска.
Сталь 50Г относится к группе среднеуглеродистых конструкционных сталей с повышенным содержанием марганца, обладает высокой прочностью и высокими упругими свойствами. Применяется она после термической обработки - закалки и отпуска, в некоторых случаях - после нормализации.
Сталь 40 Н относится к среднеуглеродистым конструкционным сталям высокой прочности и вязкости. Присутствие хрома и никеля придает стали высокие прочностные свойства, повышенную вязкость и хорошие технологические свойства. Сталь обладает глубокой прокаливаемостью.
Высокоуглеродистая сталь -- сталь с содержанием углерода свыше 0,6% (до 2%). Их основное назначение - это получение канатной проволоки. При изготовлении применяют патентирование, быстро охлаждают до получения мелкозернистой структуры Ф+П (феррит + перлит) и тут же подвергают холодной деформации - волочению. Сочетание ультрамелкой структуры и наклепа позволяет получить в проволоке механическое напряжение = 3000 - 5000 МПа. Из-за малой вязкости конструкционные детали из этой стали не делают. Для изготовления подшипников используют легированные хромом (от 0,35 до 1,70 % (масс.) Cr) стали марок ШХ4, ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, содержащие 0,95-1,05 % (масс.) углерода (ГОСТ 801-78. Сталь подшипниковая. Технические условия). Из высокоуглеродистой стали изготавливают стальную дробь ДСЛ (литая), ДСК (колотая) и ДСР (рубленая) для дробеструйной обработки поверхностей - абразивной очистки или упрочнения (ГОСТ 11964-81. Дробь чугунная и стальная техническая. Общие технические условия). Для изготовления пружин применяют проволоку из сталей КТ-2 (0,86-0,91 % (масс.) C) и 3К-7 (0,68-0,76 % (масс.) C).
Высокоуглеродистые стали марок 55, 60 отличаются высокими прочностью и твердостью и предназначены для изготовления валов прокатных станов, штоков, проволоки тросов.
Высокоуглеродистые стали марок 55, 60, 65 и 70 характеризуются высокой прочностью и твердостью и идут на изготовление валков прокатных станов, штоков, для проволоки тросов.
Высокоуглеродистые стали марок 50, 55 и 60 имеют небольшую прокалива-емость.
Высокоуглеродистая сталь марок 55, 60, 65, 70 отличается высокой прочностью и твердостью, она идет на изготовление валков прокатных станов, штоков, для проволоки тросов и др. Сталь с повышенным содержанием марганца отличается более высокой прокаливае-мостью, более высокой износоустойчивостью. Ее назначение примерно такое же, как и стали с нормальным содержанием марганца.
Высокоуглеродистые стали марок 55, 60, 65, 70 характеризуются высокой прочностью и твердостью и идут на изготовление валков прокатных станов, штоков, для проволоки тросов.
Высокоуглеродистые стали марок 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 отличаются высокими прочностью и твердостью w предназначены для изготовления валов прокатных станов, штоков, проволоки тросов.
Высокоуглеродистые стали марок 55, 60 65 70 характеризуются высокой прочностью и твердостью и идут на изготовление валков прокатных станов, штоков, для проволоки тросов.
Высокоуглеродистая сталь марок 55, 60, 65, 70 отличается высокой прочностью и твердостью и идет на изготовление валков прокатных станков, штоков, для проволоки тросов. Сварка высокоуглеродистых сталей марок ВСтб, 45, 50 и 60 и литейных углеродистых сталей с содержанием углерода до 0 7 % еще более затруднительна. Эти стали применяют главным образом в литых деталях и при изготовлении инструмента. Сварка их возможна только с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 350 - 400 С и последующей термообработкой в нагревательных печах. При сварке должны соблюдаться правила, предусмотренные для среднеуглеродистой стали. Хорошие результаты достигаются при сварке узкими валиками и небольшими участками с охлаждением каждого слоя. После окончания сварки обязательна термическая обработка.
Углеродистые стали. Классификация и маркировка углеродистых сталей. Инструментальные и конструкционные углеродистые стали
Высокоуглеродистая нержавеющая сталь представляет собой металлический сплав, содержащий относительно большие количества углерода. Количество углерода может составлять 1,2% и всего 0,2%. Причины этого варьируются в зависимости от производителя и типа используемого клинка.
Нержавейка представляет собой сплав, который содержит 10,5% или более хрома (Cr) и железа (Fe) более 50%. Хром — это элемент, который делает нержавеющую сталь устойчивой к пятнам. Фактически, нержавеющую сталь следует называть устойчивой к пятнам сталью, так как она может окрашиваться, но менее вероятно, чем чистая сталь. За нержавеющей сталью также очень легко ухаживать, она не требует регулярного обслуживания, чтобы сохранить свою красоту. Сталь с низким содержанием углерода более мягкая и не имеет края лезвия, что очень хорошо.
Углеродистая сталь имеет хороший край при заточке правильно и регулярно, и это гораздо более твердый материал для использования в конструкции ножа. Ножи из углеродистой стали более легко разъедаются и требуют регулярной смазки. Следуйте инструкциям производителя для заточки и приправы, чтобы продлить срок службы ножа из углеродистой стали.
Когда вы объединяете углеродистую сталь и нержавеющую сталь для получения высококачественной углеродистой нержавеющей стали, вы получаете лучшее из каждого сплава. Эта сталь устойчива к ржавчине или окрашиванию, она очень твердая и имеет край с минимальным обслуживанием. Как правило, это считается сплавом из нержавеющей стали более высокого качества.
Как и во всех других, существуют более качественные и более качественные продукты. Некоторые проблемы, с которыми сталкиваются производители при изготовлении высокоуглеродистой нержавеющей стали, — это содержание углерода, отпуск и содержание хрома. Содержание углерода будет затвердевать сталь, поэтому, если добавить слишком много, сплав становится хрупким. Если производители используют слишком мало углерода, для затвердевания стали недостаточно. Содержание хрома может также оказать огромное влияние на конечный продукт. Хром привлекает углерод, а это означает, что углерод может украсть хром из нержавеющей стали. Когда это происходит, конечный продукт менее устойчив к пятнам, чем должен быть. Закалка также может производить очень хрупкое лезвие. Высокоуглеродистая нержавеющая сталь, как правило, имеет довольно низкий допуск для тепла около 500 F (260 C), прежде чем она станет слишком хрупкой для использования ножом.
Покупая нож, лучше следовать правилу: «вы получаете то, за что платите». Убедитесь, что лезвие полностью проходит через ручку. Вы захотите увидеть заклепки, удерживающие ручку вместе. Он также должен чувствовать себя хорошо в ваших руках. Качественный нож означает, что вы не будете пилить через свою пищу; вместо этого вы будете использовать меньше усилий. Высококачественный высокоуглеродистый нож из нержавеющей стали или любой высококачественный нож, если на то пошло, является более безопасным продуктом для вашей кухни. Чем меньше усилий вы вкладываете в измельчение своей пищи, тем меньше вероятность того, что ваше сцепление соскользнет и приведет к несчастному случаю.
