Классификация стали обусловлена многими факторами. Один из важнейших — химический состав. В связи с этим различают два основных типа: нелегированные стали и легированные стали. Их отличает содержание добавок, используемых для улучшения или получения новых свойств. Еще одно часто используемое деление учитывает использование пластика. Здесь, среди прочего, упоминается: конструкционные стали, инструментальные стали или специальные стали, в том числе коррозионно-стойкие.
Нелегированные стали
Нелегированные стали также называют углеродистыми сталями. Они состоят из незначительного количества других элементов. Польский стандарт PN-EN 10020: 2003 содержит предельную массовую концентрацию дополнительных ингредиентов в смеси. В таблице ниже вы найдете данные из действующих норм.
| Химические элементы | Массовая концентрация [%] |
| Алюминий | <0,3 |
| Бор | <0,0008 |
| Висмут | <0,1 |
| Хром | <0,3 |
| Кобальт | <0,3 |
| Кремний | <0,6 |
| Марганец | <1,65 |
| медь | <0,4 |
| Молибден | <0,08 |
| Никель | <0,3 |
| Ниобий | <0,06 |
| Вести | <0,40 |
| Селен | <0,1 |
| Теллур | <0,1 |
| Титана | <0,05 |
| Ванадий | <0,1 |
| Вольфрам | <0,3 |
| Прочие (кроме C, P, S, N) | <0,05 |
Дальнейшее разделение нелегированных сталей связано, в частности, с с содержанием углерода. Элемент влияет на общую твердость и пластичность материала. Поэтому его используют в различных количествах для достижения желаемого эффекта. Выделяют следующие виды стали:
- Низкоуглеродистая сталь — также называется мягкой сталью. Он содержит примерно до 0,3% углерода. Он отличается высокой пластичностью и пластичностью, а также простотой обработки. Он используется для создания элементов, требующих штамповки и придания формы.
- Среднеуглеродистая сталь — компромисс между прочностью и пластичностью. Из-за содержания углерода от 0,3 до 0,6% он более твердый, чем описано ранее, и поэтому его труднее обрабатывать. Вместо этого его можно укрепить закалкой и термической закалкой. Из него изготавливаются автомобильные детали.
- Высокоуглеродистая сталь — сильнейшее из этого подразделения. Высокое содержание углерода (до 0,6%) влияет на сопротивление резанию и изгибу этого сплава. Поэтому он идеально подходит для производства, например, пружин. Его можно подвергнуть термообработке до затвердевания, но это связано с повышенной склонностью к раздавливанию.
легированная сталь
Иногда возникает необходимость использовать материал со специфическими свойствами, которых нет у обычной нелегированной стали. Для этого при производстве материала добавляются элементы, придающие новые свойства. Вот что такое легированная сталь. Согласно польским стандартам, содержание одного дополнительного компонента должно быть равно или больше, чем указано в таблице с допустимой массовой концентрацией. Каковы преимущества использования добавок?
- Повышается закаливаемость стали.
- Достигнуты определенные прочностные свойства.
- Есть изменения в структуре сплава.
- Термическая обработка проще и дает лучшие результаты.
- Сталь приобретает новые химические и физические свойства.
Какие параметры будут улучшены с помощью легирующих добавок, зависит от выбранного элемента. Каждый из них имеет разные свойства. Часто несколько надстроек используются одновременно для получения совершенно новых функций. Вот некоторые из наиболее распространенных элементов, используемых при производстве легированных сталей:
- Хром — улучшает прочность, твердость и ударную вязкость материала. В некоторых типах, например, в инструментальных сталях, он положительно влияет на прокаливаемость. В свою очередь, в нержавеющих сталях он отвечает за коррозионную стойкость.
- Никель — придает свойства, аналогичные Cr. Кроме того, он снижает пороговую температуру хрупкости. В сочетании с хромом и молибденом улучшает закаливаемость стали.
- Марганец — также увеличивает твердость и выносливость. С другой стороны, это снижает пластичность сплава. Это увеличивает предел упругости и усиливает сопротивление истиранию.
- Кремний — добавляется в чугун из-за его раскисляющих свойств. Повышает прочность и твердость.
- Молибден — используется для повышения закаливаемости стали. Это также снижает его хрупкость после длительного отпуска.
Легированные стали можно разделить по количеству добавок, использованных для ее создания. Выделяют три типа:
- Низколегированная сталь — содержание основной добавки менее 2%, а сумма всех примесей не превышает 3,5%.
- Среднелегированная сталь — содержание основной добавки от 2 до 8%, а сумма всех примесей не превышает 12%.
- Высоколегированная сталь — содержание основной добавки более 8%, а сумма всех примесей не превышает 55%.
Классификация стали по применению
В связи с очень широким использованием стали в различных отраслях промышленности, ее можно разделить по областям применения. Каждый тип имеет различные механические и технологические особенности, которые позволяют выполнять различные задачи.
Конструкционная сталь — один из примеров этого подразделения. Как следует из названия, он используется для изготовления конструкций, а также деталей машин или для усиления других сплавов. Конструкционная сталь бывает нескольких видов:
- конструкционные стали общего назначения
- конструкционная сталь более высокого качества
- низколегированные конструкционные стали
- конструкционные стали для цементации
- конструкционные стали для азотирования
- конструкционные стали для термического улучшения
- пружинные конструкционные стали
- автоматические конструкционные стали
- подшипниковые конструкционные стали
- конструкционные трансформаторные стали
Инструментальная сталь — еще один популярный тип. Они отличаются очень высокой твердостью и стойкостью к истиранию. Они не деформируются даже после длительного использования и устойчивы к перегреву. Поэтому их используют при изготовлении инструментов, измерительных приборов и многого другого. Относительно высокое содержание углерода, а также соответствующая термическая обработка позволяют получить эти свойства. Разбивка инструментальных сталей выглядит следующим образом:
- углеродистые инструментальные стали
- легированные инструментальные стали
- для холодных работ
- для горячей работы
- высокоскоростной
К специальным сталям относятся сплавы, содержащие множество дополнительных элементов. Они отличаются очень специфическими параметрами и требуют сложной термической обработки. Часто в эту группу входят те, которые постоянно обладают высокой устойчивостью к определенным внешним факторам. Ниже вы найдете несколько примеров специальных сталей:
- нержавеющая сталь
- аустенитная сталь
- ферритная сталь
- мартенситная сталь
- дуплексная сталь
- кислотостойкая сталь
- жаропрочная сталь
- жаропрочная сталь
- магнитная сталь
Маркировка стали. Итак, как распознать марку стали?
Если вы не являетесь профессиональным сталелитейщиком и не можете сразу определить, с каким типом стали вы имеете дело, к счастью, вам не о чем беспокоиться. Чтобы облегчить распознавание различных типов сплавов, были введены специальные обозначения, указывающие на использование и механические свойства материала. Они состоят из двух основных символов и как минимум одного дополнительного. Первый элемент говорит о том, для чего предназначена сталь. Для этого используется заглавная буква латинского алфавита. Ниже вы найдете обозначения для каждого типа сплава:
- S — конструкционная сталь
- L — сталь для линейных труб
- Б — сталь для арматуры для бетона
- Р — сталь для рельсов
- Y — компрессионные струны стальные
- П — сталь для напорного оборудования
- G — стальное литье
Второй символ — это трехзначное число, обозначающее минимальный предел текучести R e (МПа). Для большинства сталей он принят для изделий толщиной менее или равной 16 мм. Исключение составляют легированные стали, прошедшие термическую обработку. Для них это значение не более 5 мм. В конструкционной стали, мин. обычно предел текучести составляет 235, 275, 355, 420 или 460 МПа. Следует отметить, что для сплавов, обозначенных буквами R и Y, описанное трехзначное число относится к минимальному пределу прочности на разрыв R m (МПа).
Последнее, дополнительное обозначение конструкционной стали зависит от ее типа. Для нелегированной стали используются две марки. Первый связан с пластичностью, выражаемой средней работой разрушения при данной температуре. Для работы 24 Дж при 20 ° C, 0 ° C и -20 ° C используются JR, J0 и J2 соответственно. Если значение работы 40 Дж и температура такая же, то вместо J. используется K (KR, K0, K2). Второй дополнительный символ — Gn, где n может быть от 1 до 4:
- G1 — сталь непросто
- G2 — полуштильная сталь
- G3 — спокойное состояние
- G4 — состояние определяется производителем
Это примерные обозначения для нелегированных конструкционных сталей: S235J0, S235J2G3, S355K2G3.
Аналогичная маркировка относится к легированным сталям, которые трудно ржаветь. Отличие заключается в использовании знака W или WP в конце, что указывает на повышенное содержание фосфора. Примеры: S355J2WP, S355J0W, S355J2G1W, S355K2G1W.
Для мелкозернистой легированной стали также используются другие дополнительные символы. Первый указывает на статус доставки:
- N — нормализованный или нормализующий прокат
- М — термомеханически прокатанная сталь
- Q — термообработанная сталь
- А — дисперсионно-закаленная сталь
В свою очередь, второй символ (L, L1, L2) определяет работу разрушения для сплавов с дополнительными обозначениями N, M, Q. Примеры для мелкозернистой легированной стали: S275M (или ML), S355M (или ML).
Особый интерес представляет маркировка нержавеющих, кислотостойких и жаропрочных сталей. Во всем мире существует множество различных стандартов для обозначений марок этого сплава. Следовательно, в зависимости от того, где вы смотрите, вы можете встретить другие символы, идентифицирующие тот же тип. Например, аустенитная сталь с польским стандартом 1H18N9 в Германии имеет обозначение X10CrNi18-8. К счастью, в Интернете вы найдете общедоступные таблицы марок нержавеющей стали и др., Содержащие все необходимые данные для облегчения их идентификации.
Сколько способов изготовления, сколько видов стали
Вы можете бесконечно писать о стали, ее марках, свойствах и всех связанных с ней резьбах. Тем более, что с развитием технологий количество новых видов сплавов обязательно увеличится. К счастью, у вас уже есть самые необходимые знания о стали, поэтому новости в этой области не должны быть для вас проблемой.