Сталь – это сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает по массе 2,14% (в чугунах углерода больше). Кроме того, в стальной сплав входят легирующие добавки, формирующие свойства материала.
Виды стали и классификация
Стали получают переплавкой первичного чугуна и лома с последующим понижением содержания углерода. Тогда же вводят и легирующие компоненты. Готовые стали различаются по составу, технологии выплавки и свойствам.
Виды сталей
- Углеродистая сталь, где углерод – единственный легирующий элемент.
- Легированная, куда кроме углерода добавляют малые дозы дополнительных металлов (хром, марганец, никель).
Классификация сталей по составу
Углеродистые делятся на:
- Низкоуглеродистые (до 0,25% углерода). Мягкие, пластичные, годятся для ковки, без труда свариваются.
- Средне- (0,25–0,6%). Средней твердости, прочные.
- Высоко- (до 1%). Твердые, износостойкие.
Легированные отличаются массовым содержанием хром-никелевых добавок, придающих стойкость к коррозии:
- Низколегированная сталь – до 5%.
- Среднелегированные стали содержат 5–10% добавок.
- В высоколегированных хрома и никеля больше 10%.
По структуре
При отвердевании сплава образуется кристаллитное зерно. Структура зерна определяет свойства стали:
- У стали с ферритной структурой кристаллиты слабо насыщены углеродом. Металл пластичен, с выраженным магнетизмом.
- Мартенсит (структура быстрого охлаждения) проявляет сверхтвердость. Идеален для режущего инструмента.
- Аустенит с особым расположением углерода лишен магнитных свойств. Такие стали применяются в медицине, пищевых отраслях.
- Цементиты (структура из ромбо-кристаллитов) твердые, но хрупкие.
- Перлиты образованы из слоев феррита и цементита. Это стали-универсалы.
Упомянутые структуры возникают и в углеродистых, и в легированных сталях.
Классификация сталей по назначению
Категория определяется областью применения:
- Конструкционная сталь (прочные, свариваемые).
- Инструментальная (повышенная твердость).
- Нержавеющая (коррозионностойкие).
- Подшипниковая (работает под нагрузкой в условиях трения).
- Электротехническая (с магнитными свойствами).
Классификация сталей по качеству
В зависимости от содержания неметаллов, различают:
- Сталь обыкновенного качества. Неоднородная по структуре, с большим количеством серы и фосфора.
- Качественная сталь (сортовой металл). Серы и фосфора меньше 0,06% и 0,07% соответственно.
- Высококачественная. Выплавляется в электропечах. Примесей не более 0,025%.
- Особо высококачественная. Однородный состав. Серы и фосфора менее 0,015% и 0,025%.
Классификация по раскислению.
В процессе выплавки из металла удаляют кислород (процесс раскисления стали), добавляя в расплав марганец, алюминий или кремний.
По степени раскисления сталь делится на категории:
- Кипящая сталь. Твердеет с выделением газов (имитация кипения), потому пористая. Только углеродистая. Дешевая.
- Спокойная сталь. Кислород полностью связывается с раскислителем и удаляется. Металл получается плотный, с хорошей свариваемостью. Так изготавливаются легированные стали.
- Электросталь. Выплавляется в дуговых печах. Сверхчистая, для ответственных деталей и механизмов.
Марки стали
Углеродистые стали составляют группу недорогих материалов для массовых изделий.
Из углеродистых сталей обыкновенного качества (например, марки Ст3, Ст20) производят арматуру и металлокаркасы.
Качественные стали используются в производстве:
- Крепежа (марки 10кп, 20).
- Инструмента – резцов, напильников, штампов (например, марки повышенной твердости У7, У10).
- Шестерен и валов (марки 45, 50).
Легированная сталь применяется там, где требуются особые свойства:
- Хромистые стали (20Х13, 40Х, 30ХГСА), стойкие к коррозии, нагреванию и механическим нагрузкам, используются в авиации и автомобилестроении для изготовления валов, зубчатых колес.
- Стали с марганцем (09Г2С) отличаются ударной прочностью, применяются для сварных конструкций.
- Стали с вольфрамом (Р17) не теряют твердость при сверхвысоких температурах, используются как быстрорежущие.
- Криогенные стали (09Х18Н9), где никеля больше 9%, работают при морозах.
Отдельная группа – это нержавеющие стали (в том числе хром-никелевые), стойкие к воздействию воды, воздушного кислорода и агрессивной химии. Применяются в производстве:
- Медицинского инструмента и ножей (40Х13, 95Х18).
- Теплового оборудования и котлов (12Х18Н10Т).
- Химических автоклавов (08Х17Н13М2 с молибденом).
Как расшифровать марку стали
В буквенно-цифровой маркировке зашифрована информация о составе и свойствах.
1. Углеродистые.
Сталь обыкновенного качества маркируется буквами «Ст» и цифрой, означающей индекс по содержанию углерода. Например, сталь Ст3, где индекс 3 обозначает интервал 0,14–0,22%.
У качественных сталей в начале маркировки стоят только цифры, обозначающие содержание углерода в сотых долях процента, например, сталь 45 или сталь 08кп (0,45% или 0,08% углерода, а «кп» означает «кипящая»).
Качественные стали особого назначения маркируются через начальную букву, которая показывает, какое это назначение.
Примеры:
- У7А – инструментальная сталь, на что указывает буква «У», с содержанием углерода 0,7%. Буква «А» в конце означает категорию качества.
- Р17 – быстрорежущая сталь, на что указывает буква «Р», с содержанием вольфрама 17%.
2. Легированные.
Маркировка состоит из трех частей:
- Цифра в начале – это содержание углерода в сотых долях процента. Если цифры нет, значит, углерода меньше 0,01%.
- Средняя часть – начинается с буквы. Та обозначает легирующий элемент, а цифра – его содержание в % (см. таблицу):
|
Легирующий элемент |
Обозначение |
|
Хром |
Х |
|
Кремний |
С |
|
Титан |
Т |
|
Никель |
Н |
|
Вольфрам |
В |
|
Марганец |
Г |
|
Молибден |
М |
- Строчные буквы в конце – технология раскисления.
Например, марка 08Х18Н10сп расшифровывается так: легированная сталь; 0,08% углерода, 18% хрома и 10% никеля; спокойная.
Как выбрать сталь
Сталь выбирается для конкретного применения. Учитываются:
- Условия эксплуатации изделия. Это температурный режим, механические воздействия (трение, удар), контакт с химическими реагентами.
- Требуемые свойства. Это прочность стали, твердость, пластичность, стойкость к вибрациям и т. д.
- Технология плавки. Здесь важны чистота расплава, структура металла, способ раскисления.
- Метод получения заготовки – литье, прокатка, ковка, резание и т. д.
- Термическая обработка стали – закалка, отпуск и нормализация.
У выбранной стали проверяют документацию, соответствует ли марка нормативам отрасли. Для зарубежных проектов находят точный российский аналог. Проверяют протоколы испытаний, чтоб избежать подделок.
Отсюда вывод: приобретать металл следует только у проверенных поставщиков, которые не допустят подлогов и контрафакта.
Так, компания ТРИМЕТ предлагает свыше 1500 наименований металлопроката из складских запасов, получая сталь с металлургических заводов России (ЗСМК, Северсталь, ММК и др.). Либо подбирает производителя под запрос, ориентируясь на рыночное предложение и качество металла.
Если потребуется, в цехах компании металл раскроят под ваши нужды, а готовому заказу организуют доставку.
Условия приобретения (стоимость, скидки, детали доставки) можно узнать при обращении в компанию. Менеджеры выполнят расчет заказа за 3 часа.
