Свойства углеродистых качественных сталей (ГОСТ 1050-80)

Механические свойства углеродистых сталей

Классификация и маркировка сталей и чугунов

Углеродистые стали обыкновенного качества поставляются горячекатаными в виде проката (уголки, швеллеры, листы, прутки и т. д.). Данные стали регламентируются ГОСТ 380 – 94.

Углеродистые стали обыкновенного качества в зависимости от гарантируемых свойств объединены в группы А, Б, В. По группе А ста­ли поставляют с гарантированными механическими свойствами, по группе Б – химическими и по группе В – с теми и другими одновременно. В маркировке этих сталей, также указывается сочетание букв «Ст» с цифрой (от 0 до 6), указывающей номер марки, далее приводится степень раскисления если «сп» – то спокойная, «пс» – полуспокойная и «кп» – кипящая. Например, ВСт5пс, АСт3сп и БСт1кп.

Механические свойства сталей обыкновенного каче­ства регламентируются ГОСТ 535 – 88 и приведены в табл. 1.

Таблица 1

Спокойную и полуспокойную сталь изготавливают Ст1 – Ст6, кипящую – Ст1 - Ст4. Сталь Ст0 по степени раскисления не разделяют, в ней приводится только содер­жание углерода (С< 0,23 %), серы (S < 0,06 %) и фосфора (Р < 0,07 %). В остальных марках регламентировано содержание С, Mn, Si, S, P, а также As и Р.

Для сталей обыкновенного качества, кроме Ст0, справедлива следующая формула по определению углерода: С (%) ≈ 0,07х номер марки. Так, в стали СтЗ содержание C ≈ 0,07 х 3 ≈ 0,21 % (фактически 0,14 – 0,22 %).

В случае если стали производят с повышенным (0,80 – 1,1 %) содержанием марганца, в маркировке будет указываться буква «Г»: СтЗГпс, СтЗГсп, Ст5Гпс.

Содержание кремния зависит от способа раскисления стали: у кипя­щих – не более 0,05 %, у полуспокойных – не более 0,15 %, у спокойных – не более 0,30 %.

Углеродистые качественные стали маркируются по содержанию углерода. Такие стали отличаются меньшим содержанием вредных примесей и неметаллических включений. Их поставляют с гарантированным химическим составом и механическими свойствами (табл. 2).

Как видно из табл. 2 маркируются эти стали двухзначными числами: 08, 10, 15, 20, 25, …60, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента (ГОСТ 1050-80). Например, сталь 20 содержит в среднем 0,2 мас.% углерода, сталь 50 – 0,5 мас.% и т. д.

Таблица 2

Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие с индексами соответственно «пс» «кп». Кипящими производят стали 08кп, 10кп, 15кп, 18кп, 20кп; полуспокойными – 08пс, 10пс, 15пс, 20пс.

В сталях допускается не более 0,8% Mn; 0,37% Si; 0,045% S; 0,035% P; 0,25% Cr; 0,3% Ni; 0,3% Cu; 0,08% As.

Легированные стали бывают качественными, высо­кокачественными и особовысококачественными. Эти группы сталей мно­гочисленны по числу марок.

Марка легированных сталей состоит из сочетания букв и цифр, обо­значающих ее химический состав [9]. По ГОСТ 4543-71 принято обозначать хром – X, никель – Н, марганец – Г, кремний – С, молибден – М, вольфрам – В, титан – Т, ванадий – Ф, алюминий – Ю, медь – Д, ниобий – Б, бор – Р, кобальт – К, цирконий – Ц. Число, стоящее после буквы, указы­вает на примерное содержание легирующего элемента в процентах. Если число отсутствует, то легирующего элемента меньше или около 1,4 мас.%, исключением является содержание Zr, B и Ti их концентрации значительно меньше и не превышают по содержанию 0,5 мас.%.

Число в начале марки конструкционной легированной стали пока­зывает содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 40ХН3А в среднем содержит 0,40 % С, 1 % Сr и 3 % Ni. Буква А в конце марки означает, что сталь высококачественная. Особо высококачественные стали (например, после электрошлакового переплава) имеют в конце марки букву Ш, например 20ХГС-Ш.

Некоторые группы сталей содержат дополнительные обозначения: марки подшипниковых сталей начинаются с буквы Ш, автоматных – с буквы А.

Нестандартные легированные стали, выплавляемые заводом «Элект­росталь», маркируют сочетанием букв ЭИ (электросталь исследователь­ская) или ЭП (П – пробная) и порядковым номером (например, ЭИ415, ЭП716 и т. д.). После промышленного освоения условное обозначение за­меняют на марку, отражающую примерный состав стали.

Чугуныподразделяются на белый чугун, серый, высокопрочный и ковкий. Чугун с пластинчатым графитом в микроструктуре называют – серым чугуном, с шаровидным графитом – высокопрочным чугуном и с хлопьевидным графитом – ковким чугуном. Белый чугун содержит С в виде цементита Fe₃C.

Белый чугун назван так по виду излома. Структура белого чугуна состоит их перлита, ледебурита и избыточного цементита. Поэтому он отличается высокой твердостью, хрупкостью, низкой прочностью и трудоемкостью механической обработки. Из отбеленного чугуна производят прокатные валки и др. Из белого чу­гуна делают отливки деталей с последующим отжигом на ковкий чу­гун.

Серый чугун (ГОСТ 1412–85) в изломе имеет темно-серый цвет вследствие того, что весь углерод или часть его выделяется в виде графита. В зависимости от распада цементита различают ферритный, феррито-перлитный и перлитный серые чугуны.

Серый ферритный чугун, получается при полном распаде цементита (входящего в состав ледебурита), перлита, а также структурно сво­бодного цементита. Структура чугуна состоит из феррита и графита.

Серый феррито-перлитный чугун характеризуется меньшей сте­пенью графитизации, поскольку ей подвергается цементит (входящий в состав ледебурита), вторичный цементит и цементит, входящий в состав перлита. При этом образуется структурно свободный феррит, освобождающийся из перлита. Структура становится феррито-перлитной с графитом.

Серый перлитный чугун образуется, когда графитизации подвер­гается полностью цементит, входящий в состав ледебурита, и вторич­ный цементит. Структура перлитного чугуна после окончательных превращений состоит из перлита и графита.

Марка серого чугуна состоит из букв СЧ (серый чугун) и цифры, показывающей уменьшенное в десять раз значение (в мегапоскалях) временного сопротивления при растяжении. Например, марка СЧ 25 означает, что чугун имеет σ_В = 250 МПа.

Ковким чугуном (ГОСТ 1215–79) является белый чугун, графитизированный термической обработкой (отжигом, томлением). Для получения ковкого чугуна необходимо белый чугун нагреть до 950 – 1000 °С и затем после длительной выдержки охладить с малой скоростью до обычной температуры.
В зависимости от степени графитизации ковкий чугун может быть ферритным или перлитным, а также феррито-перлитным. Разная степень графитизации достигается изме­нением условий отжига. Ковкий чугун не поддается ковке.

Маркируют ковкие чугуны буквами КЧ и числами, первое из которых указывает уменьшенное в десять раз значение σ_В, второе значение δ. Например, марка КЧ 60 – 3 означает, что чугун имеет σ_В = 600 МПа и δ = 3%.

Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293–85). Серый чугун с округлой (глобулярной) формой графита, получае­мый при модификации Mg или Сr, называют высоко­прочным чугуном. Такая форма графита определяет наибольшую сплошность металлической основы, а следовательно, высокую прочность, повышенную пластичность и ударную вязкость. Высокопрочный чугун получают из обычного серого перлитного чугуна.

Марка высокопрочного чугуна состоит из букв ВЧ и цифры, показывающей уменьшенное в десять раз значение временного сопротивления
при растяжении. Например, марка ВЧ 100 означает, что чугун имеет
σ_В = 1000 МПа.

Дата добавления: 2014-03-19; просмотров: 984; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!