Применение и классификация стали

Это параметры, которые характеризуют полезность стали в хозяйстве. Их размер зависит от состава сплава и обработки. Приведенные ниже значения типичны для сталей, используемых в строительстве.

При испытании стального образца на разрушение также определяются:

  • разрывное напряжение, т.е. фактическое значение напряжения в точке сжатия растянутого образца непосредственно перед его разрушением (это значение разрушающего усилия по отношению к поперечному сечению). Отломанного образца в самом узком месте)
  • относительное удлинение, то есть процентное увеличение длины сломанного образца по отношению к его исходной длине,
  • относительное сужение, то есть процентное уменьшение площади поперечного сечения сломанного образца в точке разрушения до его исходного сечения.

Под упругостью понимается способность материала восстанавливать свою первоначальную форму после того, как силы, вызывающие его деформацию, перестают действовать на него. В отношении упругих напряжений применим закон Гука.Применение и классификация стали

Эластичность материала определяется:

  • коэффициентом продольной упругости (модулем Юнга) E, который для стали имеет значение от 205 до 210 ГПа (гигапаскалей),
    модулем сдвига G (модулем Кирхгофа), который для стали имеет значение 80 ГПа.
  • Пластичность, то есть способность материала сохранять деформированную форму в результате напряжений, вызванных нагрузками, после того, как они перестают работать. Это необратимые деформации, возникающие при значении так называемого предел текучести, за пределами которого происходит значительное увеличение удлинения образца при растяжении, даже без увеличения, а часто и с уменьшением значения растягивающего усилия. По соглашению предел текучести принимается для значения напряжения, при котором остаточное удлинение образца составляет 0,2%.

Пластичность способность материала сохранять свои свойства во время обработки, такой как прессование, изгиб или правка и т. Д. Это свойство используется при производстве продуктов (например, трапециевидных листов, дверных коробок и т. Д.).

Ударопрочность, т.е. сопротивление динамическим нагрузкам.

Твердость, то есть способность сопротивляться материалу при нажатии на более твердые предметы. Твердость стали зависит от содержания углерода, марганца, хрома и т. Д.
Свариваемость это свойство стали, которое позволяет выполнять неразъемные соединения с помощью сварки.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ СТАЛИ подразделяются на:

  • конструкционная сталь общего назначения (конструкционная сталь для изготовления конструкций и деталей машин и устройств общего назначения, если ее характеристики достаточны для выполнения функции. Конструкционные стали общего назначения это стали самого низкого качества и содержат значительные количества примесей, в основном сера, кремний и фосфор. Его производство основано на низком технологическом режиме, что приводит к широкому разбросу содержания углерода. Стали общего назначения не подлежат термической обработке)
  • сталь более высокого качества (сталь с узкими пределами содержания углерода и марганца и низким содержанием примесей, в основном кремния (менее 0,7%) и фосфора. Обычно они поставляются в виде сталей и пригодны для термообработки)
  • низколегированная конструкционная сталь (сталь с низким содержанием углерода до 0,22% с легирующими элементами в ограниченном количестве. Это экономически оправдано. Отличаются большей прочностью, чем конструкционные стали более высокого качества, и большей устойчивостью к коррозии)
  • науглероживающая сталь (сталь, используемая для химической обработки науглероживания. Для науглероживания используются конструкционные стали более высокого качества, низколегированные стали и легированные стали с низким или средним (0,08-0,25%) содержанием углерода. Пластичность и устойчивость к расширению твердость сердцевины и поверхности)
  • сталь для азотирования (сталь, применяемая для химической обработки азотирования. Для азотирования используются низколегированные конструкционные стали и легированные стали с содержанием алюминия более 1,0%. Изделия из такой стали после азотирования достигают высоких сопротивление истиранию)
  • сталь для закалки и закалки (сталь, используемая для закалки и закалки. Для закалки используются более качественные конструкционные стали, низколегированные стали и легированные стали с содержанием углерода от 0,25 до 0,6%)

Пружинная сталь (сталь, используемая при производстве пружин, пружин и торсионов. Пружинные стали это углеродистые стали, содержащие 0,6–0,85% углеродистых низколегированных сталей с добавками кремния, марганца, хрома и ванадия. Однако в этих применениях это необходимая добавка, снижающая пластичность стали)

Автоматная сталь (сталь, используемая для производства мелких деталей, например, болтов, гаек, шайб и т. Д.). Используется для деталей, не подверженных большим нагрузкам. Такая сталь, поставляемая в виде прутков, используется в автоматических машинах, которые, в то время как работа с минимальным контролем человека требует, чтобы сталь образовывала короткую и хрупкую стружку. Это обеспечивается повышенным добавлением серы до 0,35% и фосфора до 0,15%. Сера, которая образует хрупкие сульфиды с металлами, оказывает наибольшее влияние на хрупкость стружки)

Сталь для подшипников качения (сталь для производства подшипников качения. Для элементов подшипников качения, работающих в экстремальных стрессовых условиях, требуется высококачественная сталь, изготовленная в особо строгом технологическом режиме.)

Трансформаторная сталь (сталь с особыми магнитными свойствами, используемая для изготовления листов трансформатора. Вихревые токи и магнитострикционный эффект практически отсутствуют. Оба фактора ответственны за потери энергии в трансформаторе, так называемые потери мощности в чугуне. Трансформаторная сталь. Низколегированная сталь с повышенным содержанием кремния)

Инструментальная сталь для производства инструментов, элементов измерительных приборов и ответственных ручек. Инструментальные стали отличаются высокой твердостью, износостойкостью, малой деформируемостью и нечувствительностью к перегреву. Эти характеристики достигаются за счет высокого содержания углерода и соответствующей термической обработки менее ответственных инструментов и использования соответствующих легирующих добавок в сочетании с соответствующей термообработкой для ответственных инструментов.

Инструментальная сталь подразделяется на:

Углеродистые инструментальные стали (инструментальная сталь, не содержащая большего количества легирующих добавок, кроме углерода, содержание которого находится в диапазоне 0,5% 1,3%. Другими особенностями, которые отличают углеродистые инструментальные стали от конструкционной стали, являются пониженное содержание марганца. и мелкий размер зерна. Большинство углеродистых инструментальных сталей должны иметь неглубокую закалку (см. закаливаемость стали). Для менее ответственных инструментов используется более дешевая глубоко закаливаемая сталь. Желательна неглубокая закалка, поскольку она обеспечивает твердость поверхности инструмента, а также обеспечение ударной вязкости сердечника инструмента.

Инструментальная легированная

Сталь для холодной обработки (инструментальная легированная сталь, используемая для механической обработки и формовки инструментов, которая может лишь немного нагреваться во время работы. Этот тип стали также используется в производстве измерительных инструментов., Чтобы сохранять свои свойства до температуры +200 С) и соответствующая термическая обработка. Во время него проводится отжиг, чтобы легирующие элементы образовывали соединения с углеродом, так называемые карбиды, которые должны в значительной степени растворяться в феррите. Требует очень бережного и длительного лечения)

В настоящее время инструментальные стали, особенно высококачественные, заменяются стеллитом и спеченными карбидами.

Специальные стали содержат большое количество легирующих добавок, требуют очень сложной термической обработки и высокого режима обработки и сборки. Из-за высокой цены они не получили широкого распространения.

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ:

Нержавеющая сталь (сталь, устойчивая к атмосферным воздействиям, разбавленным кислотам, щелочным растворам и т.п.). Стойкость к ржавчине достигается за счет повышенного содержания хрома. Чем выше содержание хрома, тем выше коррозионная стойкость стали. Обычно от 12 до 25% хрома. Повышенное содержание углерода также увеличивает нержавеющую сталь, но слишком большое количество углерода делает сталь хрупкой. Нержавеющие стали подвергаются термообработке, закалке и отпуску. Коксохимическая промышленность, лопатки паровых турбин, промышленное и бытовое оборудование, медицинское оборудование инструменты, столовые приборы, установки в пищевой промышленности, такелаж и морское снаряжение и т. д.)

Кислота резистентные стали (сталь устойчивы к воздействию кислот с более низкой прочностью чем серная кислота. Стойкость к действию кислот получают благодаря стабилизации аустенита при нормальных условиях, которые могут быть получены благодаря высокому содержанию хрома (17-20%) и никеля (8-14%) и другие добавки к сплавам, такие как марганец, титан, молибден и медь.

Кислотостойкие стали используются после полировки. Поскольку добавки в сплавы имеют тенденцию соединяться с углеродом с образованием твердых карбидов при высоких температурах, после сварки компонентов из нержавеющей стали требуется термообработка. Нержавеющая сталь применяется для строительства резервуаров кислот и промышленных установок для производства и распределения других систем, содержащих кислоты, например, промышленными фарбярскими, производства удобрений и др.

Жаропрочные стали (разновидности жаропрочных сталь, от которой также требуется сохранять прочность в широком диапазоне температур)

Жаропрочная сталь (сталь, устойчивая к высоким температурам и периодически или постоянно работающая под их воздействием. Сопротивление ползучести достигается за счет высокого содержания хрома 5-30%, никеля 4-30% и значительных количеств молибдена 0,5-1,0% и вольфрама до до 2% в качестве легирующих добавок. Высокое содержание легирующих добавок позволяет получить аустенитную структуру при нормальных условиях. Верхний предел жаростойкости составляет от 800 C до 1200 C в зависимости от состава стали. Горячие газы, камеры науглероживания, газовая турбина камеры сгорания и клапаны для поршневых двигателей внутреннего сгорания)

Магнитная сталь (сталь с особыми магнитными свойствами. Это стали с ферромагнитными свойствами и используются для постоянных магнитов. Для постоянных магнитов используется сталь с очень низким содержанием углерода, так называемый феррит)

Износостойкая сталь (литая сталь с очень медленным поверхностным износом, так называемым истиранием. Это высокоуглеродистая сталь с содержанием марганца от 11 до 14%. Она настолько тверда, что не поддается механической обработке. литой стали)

Сталь Гадфилда (маркировка: Х120Мн13) сталь с высокой стойкостью к истиранию. Он содержит 1,1-1,3% C и 12-13% Mn. При температуре выше 950 C сталь Гадфилда имеет аустенитную структуру. После охлаждения до комнатной температуры это смесь феррита и марганцевого цементита. Эта сталь отличается очень высокой склонностью к упрочнению, поскольку под воздействием раздавливания в ней образуются микродвойники. Твердость такой стали составляет около 500 HB. Сталь Хэдфилда упрочняется во время работы. Он в основном используется для элементов, особенно подверженных истиранию под высоким давлением: корзины экскаваторов, тракторные пути, железнодорожные стрелочные переводы. ИЗ-ЗА ПРИРОДА И ДОЛЯ КОМПОНЕНТОВ СПЛАВА:
Углеродистая сталь сталь, в которой углерод является элементом, определяющим ее характеристики.
Углеродистая сталь обычно используется в производстве конструкций и деталей механических устройств там, где ее характеристики достаточны.

Углеродистые стали подразделяются на:

  • углеродистые стали обыкновенного качества используются без дополнительной обработки
    высококачественные углеродистые стали часто подвергаются дополнительной термической или химической обработке.

В зависимости от содержания углерода мы делим их на:

  • низкоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,3%
  • среднеуглеродистые стали с содержанием от 0,3 до 0,6%
  • высокоуглеродистые стали с содержанием более 0,6%

Легированная сталь сталь, в которой, кроме углерода, присутствуют и другие легирующие добавки с содержанием от нескольких до нескольких десятков процентов, существенно меняющие характеристики стали. Добавки в сплавы добавляются для: увеличения закаливаемости стали, повышения прочности стали, изменения определенных физических и химических свойств стали. Легированные стали, обычно очень дорогие, используются в специальных областях, где это экономически оправдано.

Сталь нашла применение в различных областях техники. В строительстве это один из немногих основных строительных материалов.
Наиболее часто используемые марки стали в этой области экономики это низколегированные стали и стали общего назначения (также известные как нелегированные стали В первой группе наиболее популярны (обозначения по PN-88 H-84020) группы с обозначениями St0S, St3S и St4S.

Во вторую группу постоянно входят:

  • стали повышенной прочности (обозначены в соответствии с PN-86 H-84018) символами 18G2, 18G2A и 18G2AV, устойчивы к коррозии
  • (обозначены в соответствии с PN-82 H-84017) символами 10HA, 10H, 12HIJA, 12PJA
    стали для производства труб (маркируются в соответствии с PN-82 H-84017) -89 H-84023.7) с символами R, R35, R45, 12X. Сталь 18Г2А и Ст3С также используется для производства труб.

НАИБОЛЕЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДОБАВКИ В СТАЛЬ ВКЛЮЧАЮТ:

  • никель (снижает температуру аустенитного превращения и скорость закалки. На практике он облегчает процесс закалки и увеличивает глубину закалки. Растворенный в феррите никель упрочняет его, значительно повышая ударную вязкость. Добавка никеля в количестве 0,5% до 4% добавляется к стали для горячего отпуска и от 8% до 10% для кислотоупорной стали. В условных обозначениях стали его добавка обозначается буквой N).
  • хром (вызывает измельчение зерна. Повышает закаливаемость стали. Повышает ее прочность. Используется в инструментальных и специальных сталях. В последних даже в количестве до 30%. В символах стали его добавка обозначается буквой H).
  • марганец (понижает температуру аустенитного превращения, а при содержании более 15% стабилизирует и позволяет получить аустенитную структуру при нормальных температурах. Уже при содержании от 0,8% до 1,4% он значительно увеличивает прочность на разрыв, ударную нагрузку и истирание. обозначения стали, ее дополнение обозначается буквой G).
  • вольфрам (увеличивает мелкое зерно стали, увеличивает прочность, стойкость к истиранию. Большая добавка вольфрама от 8% до 20% увеличивает стойкость стали к отпуску. В символах стали его добавка обозначается буквой W).
  • молибден (повышает закаливаемость стали. Повышает прочность, снижает хрупкость и увеличивает сопротивление ползучести. В условных обозначениях стали его добавка обозначается буквой M).
  • Ванадий (увеличивает мелкое зерно стали и значительно увеличивает ее твердость. В условных обозначениях стали его добавка обозначается буквой V (F).
  • кобальт (увеличивает размер мелких зерен стали и значительно увеличивает ее твердость. В символах стали его добавка обозначается буквой K) кремний (обычно рассматриваемый как нежелательная примесь, увеличивает хрупкость стали. Он становится желательный компонент в пружинных сталях. В связи с тем, что он снижает энергетические потери) тока в стали, он добавляется в количестве до 4% к трансформаторной стали. В символах стали его добавка обозначается буквой S).
  • титан (в обозначениях стали его добавка обозначается буквой Т).
  • ниобий (в символах стали его добавка обозначается буквами Nb.
  • алюминий (алюминий), (в условных обозначениях стали его добавка обозначается буквой А).
  • медь (она имеет такие же физические свойства, что и чистое железо, но гораздо более устойчива к коррозии. Медь является желательной добавкой, и ее содержание систематически увеличивается с использованием стального лома при выплавке новой стали. В символах стали ее добавка отмечена с буквами Cu).

ПАРАМЕТРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЛИ КАК МАТЕРИАЛА, ИМЕЮТ ФИЗИЧЕСКИЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Физические свойства стали:

  • плотность ρ = 7850 кг / м3
  • коэффициент линейного расширения αT = 0,000012 0C-1
  • коэффициент теплопроводности λ = 58 Вт / мК
  • Коэффициент Пуассона ν = 0,30
  • удельное сопротивление (20 ° C, 0,37-0,42% углерода) = 171 • 10-9 [Ом • м]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*