Каталог :: Металлургия

Реферат: Марки стали

                          Марки сталей и их применение                          
Углеродистые стали
Углеродистая сталь обыкновенного качества выпускается виде заготовок с
установок непрерывной разливки труб, штамповок, ленты, проволоки следующих
марок: СтО, Ст1кп, Ст1пс, Ст2кп и т.д.
Буквы Ст обозначают сталь, цифры – условный номер марки и не указывают
массовое содержание углерода. Индексы означают: кп – кипящая, пс –
полуспокойная, сп – спокойная сталь.
Углеродистая качественная сталь выпускается марок 05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп,
10пс, 10, 11кп, 15пс и т.д. Цифры в марке означают среднее массовое
содержание углерода в сотых долях процента. Из этой стали делают
ответственные детали машин и механизмов, штамповки, калиброванные прутки,
серебрянку – светлые, круглые прутки точных размеров со специальной отделкой
поверхности.
Углеродистая инструментальная сталь выпускается следующих марок:
– качественная – У7, У8, У9 и т.д. до У13
– высококачественная – У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А и У13А.
Цифры стоящие после буквы У (углеродистая инструментальная), указывают
содержание углерода в десятых долях процента (например, в стали У7 содержится
0,7% С); буква Г – повышенное содержание марганца; буква А указывает, что
сталь высококачественная.
Инструментальную сталь используют для изготовления режущих, измерительных и
других инструментов (зубил, молотков, отверток, ножей, ножниц, сверл,
хирургических инструментов и др.).  В высококачественной стали содержится
меньше серы, фосфора и других вредных примесей. Она лучше сопротивляется
действию ударных нагрузок, имеет большую прочность.
Автоматная сталь ( с повышенным содержанием серы и фосфора) – углеродистая
сталь специального назначения – маркируют буквой А, после которой следует
цифра, показывающая среднее содержание углерода в сотых долях процента; буква
Г – повышенное содержание марганца, Например, А12, А20, А30, А35, А40Г. Так
как сера и фосфор придают стали хрупкость, поэтому она идет на изготовление
малоответственных деталей, главным образом крепежных (втулки, болты и др.)
Легированные стали
Для обозначения легирующих элементов приняты следующие буквы: Х – хром, Н –
никель, Г – марганец, С – кремний, В – вольфрам, М – молибден, Ф – ванадий, К
– кобальт, Т – титан, Ю – алюминий, Д – медь, П –фосфор, Р – бор, А – азот, Е
– селен, Ц – цирконий, Б – ниобий.
Сталь может содержать один или несколько легирующих элементов, которые
придают им специальные свойства.
Для стали конструкционной легированной принята маркировка, по которой первые
две цифры указывают среднее массовое содержание углерода в сотых долях
процента. Если содержание углерода меньше 0,1%, то первая цифра ноль,
например 06, 08. Цифры, следующие за буквами (указывающими легирующее
элементы) – процентное массовое содержание этих элементов в стали. Если за
буквой отсутствует цифра, то это значит, что сталь содержит данный элемент в
количестве до 1,5%, кроме элементов, присутствующих в малых количествах (для
комплексно-легированных сталей). Например, марка 35Х обозначает хромовую
сталь, в которой около 0,35% С и до 1,5% Cr; 45Г2 – марганцевую сталь с
содержанием около 0,45% С и 2% Mn/
К конструкционным легированным сталям относятся:
1) цементируемые легированные стали (низкоуглеродистые и среднелегированные)
получают, насыщая поверхность стали углеродом и подвергая ее термической
обработке. Этим обеспечивается высокая поверхностная твердость и сохраняется
прочность сердцевины металла.
Марки: 15Х, 18ХГ, 25 ХГМ и др.
Эти стали предназначены для деталей, работающих в условиях трения, при
высоких давлениях и ударных нагрузках (деталей автотракторной, автомобильной
промышленности и др.).
2) Улучшаемые легированные стали (среднеуглеродистые и низколигированные)
термически улучшают, подвергая закалке и высокому отпуску (500-600 0
С) для обеспечения необходимых свойств (прочности, пластичности, вязкости).
Марки: 40ХС, 40ХФА, 50ХГ.
Эти стали применяют для деталей, работающих с переменными и ударными
нагрузками (валы, шатуны, зубчатые колеса и т.д.)
3) Высокопрочные легированные стали – это стали, имеющие предел прочности
180–200 кг/мм2. В качестве высокопрочных широкое применение получили
стали с 0,45-0,50% С, дополнительно легированные Cr, Mo, W и V. После закалки и
низкотемпературного отпуска предел прочности этих сталей достигает 200-220
кг/мм2 при сравнительно удовлетворительной пластичности и вязкости.
Такие стали находят применение в машино-, ракето- и самолетостроении.
Инструментальная легированная сталь входит в группу среднелегированных
сталей. Введение хрома, вольфрама, ванадия, молибдена, марганца, кремния,
никеля придает инструментальным сталям высокую твердость, износоустойчивость,
способность выдерживать высокие температуры, не теряя твердость, и другие
ценные свойства.
По сравнению с ними углеродистые стали хрупки (особенно после закалки), поэтому,
изготовленные из них режущие инструменты при нагреве ~ до 200 0С
теряют свою твердость.
Инструментальную легированную сталь делят на две группы:
группа I – стали для режущего и измерительного инструмента марок 7XФ, 8ХФ,
11Х, 13Х, ХВ5, В1, 9ХС, ХВГ, 9ХВГ, ХВГС, 9Х5Ф, 9Х5ВФ, 8Х4ВФ1; из них
изготавливаю пилы, резцы, фрезы, метчики, развертки, сверла, клейма и др.
группа II – стали для штампованного инструмента марок 9Х, Х6ВФ, Х12, 5ХНМ,
5ХГМ, 6ХВТ и ряд других; применяют для изготовления горячих и холодных
штампов, молотовых штампов, пресс-форм и т.д.
К инструментальным легированным сталям относится также быстрорежущая сталь,
отличающаяся высокой твердостью и теплостойкостью. Они входят в группу
высоколегированных сталей. Установлены следующие марки быстрорежущей стали:
Р18, Р12, Р9, Р6М3, Р9Ф5, Р9К10, Р18Ф2 и др. Эти стали применяют при
обработке широкого круга конструкционных материалов, для резьбонарезных
инструментов, работающих с ударными нагрузками, для отделки материалов с
абразивными свойствами (пластмасс, эбонита) и т.д.
Легированные стали специального назначения подразумеваются на две группы:
1)     стали с особыми физическими свойствами,
2)     стали с обычными химическими свойствами.
Стали с особыми физическими свойствами применяют для изготовления деталей
машин и механизмов, обладающих этими свойствами. Так, в электротехнике для
изготовления постоянных магнитов, электромагнитов, трансформаторов применяют
сплавы, имеющие большую магнитную проницаемость. Для элементов
электронагревательных устройств, реостатов нужны сплавы с высоким омическим
сопротивлением. В приборах, где ферромагнитные материалы могут повлиять на
точность показаний, применяются немагнитные сплавы.
Все эти свойства стали приобретают за счет введения легирующих примесей. Они
являются высоколегированными. Стали и сплавы с высоким омическим
сопротивлением состоят из хрома и никеля. Их марки Х15Н60, Х20Н80 и др.
Магнитотвердые сплавы идут на изготовление постоянных магниовв. Их марки
52КФ11, 52 Кф13 (первая цифра – содержание кобальта, цифра после буквы Ф –
содержание ванадия в %).
Магнитомягкие сплавы марок 50 Н (50% Ni), З4НКМ, 38НС и др. используют для
изготовления сердечников, трансформаторов, электромагнитов.
Немагнитные стали – являются заменителями цветных металлов в
электромашиностроении. Применяются стали марок Н25, 55Н9Г9.
Износоустойчивые стали используются для изготовления рабочих элементов
землеройных машин, шаровых мельниц и других сильно изнашивающихся деталей. К
ним относятся высокмарганцовистые стали марки Г13.
Существуют и другие сплавы с особыми физическими свойствами.
К группе сплавов с особыми химическими свойствами относятся
высоколегированные коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные стали.
Коррозионостойкие (нержавеющие) стали – это высокохромистые стали марок 1Х13,
2Х13, 3Х13 и др. (первая цифра указывает на содержание углерода в десятых
долях %, остальные – содержание хрома в %). Кроме хрома, в состав сталей
вводятся никель, титан, ванадий (марки 1Х13Н3, 1 Х17Н2 и др.)
Жаростойкие (окалиностойкие) стали не окисляются при действии высоких
температур и небольших нагрузок. Стойкость против окисления в этих сплавах
создается за счет введения хрома, алюминия, кремния. Марки: Х28, Х5, 1Х12 СЮ
и др. Из них изготавливаются камеры сгорания, чехлы к термопарам, муфели.
Жаропрочные стали сохраняют прочность при высоких температурах и могут
работать в этих условиях под действием больших нагрузок (детали реактивных
двигателей, лопасти паровых и газовых турбин). Жаропрочные стали являются
одновременно и жаростойкими. Марки жаропрочных сталей: ХН70ВМТЮ, ХН75МБТЮ и
др.