КОНСТРУКЦИОННЫЕ УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ

К этой группе относятся углеродистые стали доэвтектоидного и эвтектоидного состава. Они обладают достаточной прочностью, вяз­костью, хорошо поддаются прокатке и ковке, а также обработке реза­нием. Многие из них хорошо свариваются.

По качественным признакам конструкционные углеродистые стали разделяются на стали обыкновенного качества и качественные.

Сталь углеродистая обыкновенного качества (ранее ГОСТ 380-71). Это широко применяемая и недорогая сталь, из которой выпускается около 70% всего проката. Из нее изготовляются тяжелонагруженные де­тали, работающие в условиях циклических нагрузок, интенсивного из­носа, агрессивных сред и т.п.

В зависимости от способа выплавки она разделяется на марте­новскую и конвертерную. Стандарт не распространяется на сталь, из­готовленную бессемеровским способом. По степени раскисления эту сталь разделяют на кипящую, полуспокойную и спокойную.

В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик сталь разделяется на три группы:

А - поставляемую потребителям с гарантиями механических свойств (табл. 9). Она изготовляется следующих марок: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6 (номер марки характеризует механические свойства). Сталь группы А применяют для изготовления деталей под­вижного состава и элементов строительных конструкций в состоянии поставки без термической обработки;

Б - поставляемую потребителям с гарантиями химического состава (табл. 10) для изготовления деталей с применением горячей обработки (ковки, штамповки, термической обработки). Она производится следую­щих марок: БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6;

В - поставляемую с гарантийными механическими свойствами и хи­мическим составом для изготовления сварных и других конструкций, шде важно знать и состав, и свойства стали. Кроме того, потребитель сталей группы В может требовать от поставщика гарантии дополнитель­ных нормируемых показателей, таких, как ударная вязкость при темпе­ратуре минус 20оС, и некоторых других. Сталь группы В производится следующих марок: ВСт3, ВСт4, ВСт5 (между буквами В и Ст ставятся буквы М и К, указывающие способ производства стали).

Углеродистые стали обыкновенного качества выпускают также с повышенным содержанием марганца (0,8-1,1%). В этом случае в обозна­чении марки добавляется буква Г, например БСт4Гпс.

Углеродистые стали обыкновенного качества предназначаются для изготовления строительных металлоконструкций и не сильнонагружаемых деталей машин.

Сталь углеродистая качественная конструкционная (ранее ГОСТ 1050-74). Эта сталь выплавляется в основных конвертерах с продувкой кислородом, в мартеновских и электропечах и имеет механические свойства, приведенные в табл. 11. По видам обработки конструкцион­ная качественная сталь делится на горячекатаную и кованную, калиб­рованную и сталь круглую со специальной отделкой поверхности - се­ребрянку.

Горячекатаную и кованную сталь изготовляют как термически об­работанной (отожженной, высокоотпущенной или нормализованной), так и без термической обработки (отожженной, улучшенной, нормализован­ной, нормализованной с отпуском, закаленной с отпуском).

Сталь изготовляют следующих марок: 05, 08, 10, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 и 85. В обозначении марки стали цифры указывают на среднее содержание углерода в сотых долях про­цента. Кроме того, выплавляется сталь марки 58 (55 пп) пониженной прокаливаемости, а также сталь с повышенным содержанием марганца (около 1%) - 60Г, 65Г и 70Г.

В зависимости от степени раскисления сталь обозначают: кипящу- кп; полуспокойную пс; спокойную - без индекса, например 25 кп, 25 пс, 25.

Содержание кремния в марках 05 кп, 08 кп не более 0,03%; в марках 10 кп, 15 кп, 20 кп - 0,05-0,17%; во всех остальных марках 0,17-0,37%. Содержание марганца в марках кипящей стали 0,25-0,50%; в марках 08, 10, 15, и 20 полуспокойной и спокойной стали - 0,35-0,65%; в остальных марках - 0,50-0,80%. Остаточное содержание меди и никеля не должно превышать 0,25% каждого элемента.

По содержанию углерода качественную сталь подразделяют на низ­коуглеродистую (до 0,3%), среднеуглеродистую (0,3-0,55%) и с повы­шенным содержанием углерода (0,5-0,85%). При одинаковом содержании углерода конструкционная качественная сталь в нормализованном сос­тоянии по сравнению со сталью обыкновенного качества имеет более высокие значения предела текучести и является более пластичной.

Низкоуглеродистую качественную сталь, обладающую невысокой прочностью, но высокой пластичностью, применяют для изготовления различных малонагружаемых деталей, в том числе сварных конструкций. Из листового и полосового проката особо пластичной стали марок 05 кп, 08, 08 кп, 10 и 10 кп изготовляют детали холодной штамповкой и глубокой вытяжкой. Низкоуглеродистую качественную сталь применяют без термической обработки после нормализации, а спокойную сталь - также после цементации и цианирования.

Среднеуглеродистую сталь применяют после нормализации, улучше­ния, закалки с низким отпуском и поверхностного упрочнения с нагре­вом т.в.ч. для изготовления самых различных деталей во всех отрас­лях общего и транспортного машиностроения. Эта сталь чувствительна к росту зерна при нагреве, закаливается в воде.

Сталь с повышенным содержанием углерода, обладающую высокой прочностью, высокими упругими свойствами и износостойкостью, приме­няют после закалки и отпуска, нормализации и отпуска для изготовле­ния деталей, работающих в условиях трения при наличии высоких ста­тических и вибрационных нагрузок. Сталь чувствительна к росту зерна при нагреве, склонна к трещинообразованию при закалке в воде, в не­больших сечениях (до 20 мм) закаливается в масле. Пластичность в холодном состоянии и свариваемость низкие.

Углеродистые конструкционные стали для железнодорожного транс­порта. Это стали специального назначения. К таким сталям предъявля­ются дополнительные требования, отражающие специфические условия работы конструкций. Важное место в этой группе занимают стали для мостостроения, рельсовая, осевая, бандажная и колесная.

Углеродистая сталь для мостостроения выплавляется двух марок: МТ6С - для сварных мостовых конструкций и Ст3 мостовая - для кле­паных мостов. Сталь М16С отличается от стали Ст3 мостовой большой степенью раскисленности и, следовательно, лучшей свариваемостью. Стали этих марок должны иметь при температуре минус 20⁰С ударную вязкость не ниже МДж/м². Кроме того, вязкость этой стали определя­ется после искусственного старения с целью учета возможных измене­ний свойств стали при длительной эксплуатации мостов. Такая сталь поставляется в виде листов, широких полос и сортового проката.

Сталь рельсовая обеспечивает высокую контактную прочность (прочность в месте контакта рельса и колес локомотивов и вагонов) и износостойкость, имеет плотную макроструктуру без пороков усадочно­го характера, неметаллических включений и других дефектов. Такую сталь выплавляют в мартеновских печах полностью раскисленной (спо­койной) марок: М75 (0,67-0,80% С) для рельсов Р50; М76 (0,69-0,82%

С) - для рельсов Р65 (50 и 65 - масса 1 м). Временное сопротивление

разрыву металла рельсов должно быть соответственно не менее 800 и

840 МПа, а относительное удлинение - не менее 4%. Сопротивление

рельсового металла ударным нагрузкам определяют с помощью копровых

испытаний. Пробный отрезок рельса укладывают головкой кверху на

опоры, расстояние между которыми 1 м, и ударяют 1 раз грузом массой

1000 кг с высоты: для Р50 - 6,1 м, а для Р65 - 7,3 м. В результате такого испытания металл не должен иметь трещин и других признаков разрушения.

Для повышения стойкости рельсов против износа и образования контакно-усталостных дефектов производят термическое упрочнение объемной закалкой в масле и отпуском на получение твердости 3600 МПа.

Сталь для осей локомотивов и вагонов близка по составу к угле­родистой конструкционной качественной марки 40 и применяется в нор­мализованном состоянии. Сталь для цельнокатаных колес вагонов близка по составу к ста­ли марок 55 и 60. Колеса подвергаются закалке с отпуском на твер­дость не ниже 2350 МПа.Колеса проходят ударные испытания; завод-поставщик должен гарантировать качество металла в течение всего срока эксплуатации колес.

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 928; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!