ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Углеродистые стали из "Материаловедение и технология конструкционных материалов " Влияние углерода и примесей на свойства стали. Углерод существенно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания. В стали имеются две фазы — феррит и цементит. Количество цементита возрастает прямо пропорционально содержанию углерода. Как уже говорилось, феррит характеризуется высокой пластичностью и низкой твердостью, а цементит, напротив, очень низкой пластичностью и высокой твердостью. Поэтому с повышением содержания углерода до 1,2 % снижаются пластичность и вязкость стали и повышаются твердость и прочность. [c.100] Повышение содержания углерода влияет также и на технологические свойства стали. Ковкость, свариваемость и обрабатываемость резанием ухудшаются, но литейные свойства улучшаются. [c.100] Кроме железа и углерода в стали всегда присутствуют постоянные примеси. Наличие примесей объясняется технологическими особенностями производства стали (марганец, кремний) и невозможностью полного удаления примесей, попавших в сталь из железной руды (сера, фосфор, кислород, водород, азот). Возможны также случайные примеси (хром, никель, медь и др.). [c.100] Фосфор растворяется в феррите, сильно искажает кристаллическую решетку, снижая при этом пластичность и вязкость, но повышая прочность. Вредное влияние фосфора заключается в том, что он сильно повышает температуру перехода стали в хрупкое состояние, т.е. вызывает ее хладноломкость. Вредность фосфора усугубляется тем, что он может распределяться в стали неравномерно. Поэтому содержания фосфора в стали ограничивается величиной 0,045 %. [c.101] Сера также является вредной примесью. Она нерастворима в железе и образует с ним сульфид железа FeS, который образует с железом легкоплавкую эвтектику. Эвтектика располагается по границам зерен и делает сталь хрупкой при высоких температурах. Это явление называется красноломкостью. Количество серы в стали ограничивается 0,05 %. [c.101] Водород, азот и кислород содерж тся в стали в небольших количествах. Они являются вредными примесями, ухудшаюшими свойства стали. [c.101] Классификация сталей. По химическому составу стали могут быть углеродистыми, содержащими железо, углерод и примеси, и легированными, содержащими дополнительно легирующие элементы, введенные в сталь с целью изменения ее свойств. [c.101] По содержанию углерода стали делятся на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,25-0,7 % С) и высокоуглеродистые (более 0,7 % С). [c.101] По показателям качества стали классифицируются на обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Качество стали характеризуется совокупностью свойств, определяемых процессом производства, химическим составом, содержанием газов и вредных примесей (серы и фосфора). В соответствии с ГОСТом стали обыкновенного качества должны содержать не более 0,04 % Р и 0,05 % S, качественные — не более 0,035 % Р и 0,04 % S, высококачественные — не более 0,025 % Р и 0,025 % S и особо высококачественные — не более 0,025 % Р и 0,015 % S. Углеродистые конструкционные стали могут быть только обыкновенного качества и качественными. [c.102] Углеродистые стали обыкновенного качества предназначены для изготовления неответственных строительных конструкций, крепежных деталей, листов, труб, заклепок, рельсов, валов, фланцев, кулачков и т. д. Конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества производят в соответствии с ТОСТ 380-94. Она выплавляется в кислородных конвертерах и мартеновских печах. [c.102] Приблизительная область применения различных марок стали обыкновенного качества Стб — рельсы, бандажи, кулачки, Ст5 — валы, оси, клинья, Ст4 — звездочки, зубчатые колеса, фланцы, СтЗ — листы, Ст2 — листы, проволока, Ст1 — болты, винты, заклепки. [c.104] Качественная конструкционная углеродистая сталь, поставляется по химическому составу и механическим свойствам. Она выплавляется в кислородных конвертерах, мартеновских и электропечах. Допускается содержание серы в этой стали до 0,04 %, фосфора до 0,035 %. Кроме того, в качественной стали может содержаться до 0,3 % никеля, до 0,3 % меди и до 0,25 % хрома. [c.104] Стали марок Юкп, 10, 15кп, 15, 20 очень пластичны, они хорошо свариваются, куются, штампуются, подвергаются цементации, прочность их недостаточно высока. Их используют для изготовления труб, гаек, втулок, шпилек прочностью 230-250 МПа. [c.105] Стали марок 25,30,35 после соответствующей термообработки применяются для изготовления деталей, испытывающих большие нагрузки валики, шайбы, штифты, оси, соединительные муфты, цилиндры, прессы, болты, гайки и др. Прочность этих сталей 280-320 МПа. [c.105] К группе среднеуглеродистых сталей относят стали марок 40,45,50. Такие стали предназначены для изготовления деталей, требующих высокой прочности или высокой поверхностной твердости, а также деталей среднена-груженных, не подвергающихся в работе истиранию. Эти стали подвергаются поверхностной закалке, свариваемость их невысокая, в незакаленном видео /= 340-380 МПа. После закалки прочность возрастает до 580-600 МПа. Из таких сталей делают гайки, шатуны, тяги, рычаги. Особенно широко применяют сталь марки 45. Она идет для изготовления коленчатых валов, втулок, шатунов, поршневых пальцев. [c.105] Высокоуглеродистые стали марок 55, 60 отличаются высокими прочностью и твердостью и предназначены для изготовления валов прокатных станов, штоков, проволоки тросов. [c.105] К конструкционным углеродистым сталям относится также автоматная, отличающаяся повышенным содержанием серы (до 0,3 % ) и фосфора (до 0,15 % ). Особенность этих сталей — хорошая обрабатываемость резанием, так как сера и фосфор резко снижают пластичность стали. При механической обработке образуется короткая и ломкая стружка, что особенно важно для быстроходных станков-автоматов. Поверхность обработанных деталей чистая и ровная. Предназначены автоматные стали для изготовления малоответственных деталей, от которых не требуется высоких механических свойств (пальцы, втулки, крепежные детали и др.). Маркируются эти стали А12, А20, АЗО, А35, А40. Число в марке указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. [c.106] Инструментальная углеродистая сталь характеризуется содержанием углерода от 0,7 % и выше. Она отличается высокими твердостью, прочностью, предназначена для изготовления йнструментов. По качеству эта сталь бывает качественной и высококачественной. Марки для качественной стали У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13 высококачественной У 7 А, У 8 А, У9 А, У10 А, У11 А, У12 А, У1 ЗА. Буква У обозначает углеродистую инструментальную сталь, буква А — высококачественную сталь, цифры указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента. [c.106] Вернуться к основной статье