Hydratool.ru

Журнал "ГидраТул"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способы определения марки стали

Способы определения марки стали.

Ковалю часто приходится иметь дело с деталями, которые уже отжили свой век и пришли в негодность, или с металлическими изделиями, которые вышли из моды, — то есть металлоломом. И здесь возникает проблема определения марки стали.

Существует несколько способов идентификации марки стали.

Первый способ — по стружке. С помощью зубила с изделия снимают стружку. Если сталь высокоуглеродистая, то стружка будет короткой и ломкой. А в изделии из низко углеродистой стали — долгая и пластична. Данный способ дает весьма приблизительное представление о углеродный состав стали.

Второй способ — по легкости обработки закаленной стали напильником. Известно, что не всякая сталь закаляется. На этом факте основывается второй способ определения марки стали. Стальной изделие надпиливают до и после закалки. Если сталь после закалки пилится так же легко, как и до него, значит сталь мало углеродистая. Если стальной изделие после закалки стало труднее пилить, значит сталь малопригодна для ковки из-за высокого содержания углерода.

Но наиболее достоверный третий способ определения марки стали — по искре от точильного круга. Искры — это маленькие частицы разгоряченного железа. Еще в далеком прошлом мастера заметили, что чем больше искр и чем они больше, тем тверже металл.

Образец стали прижимают к точила, что работает. при этом образец располагают таким образом, чтобы сноп искр был перпендикулярно линии зрения. Так как длина искры зависит от силы нажатия на точильный круг, то во время испытания необходимо добиться равномерного нажатия точило.

При анализе искр учитываются следующие параметры:

— Характер искр (прерывистые или сплошные, равные или имеющие утолщение),

— Количество искр или ширина снопа,

— Присутствие / отсутствие звезд,

— Яркость свечения снопа.

Чем больше в снопе ярких звезд, тем выше содержание углерода в стали.

Высоко углеродистая сталь образует короткий и широкий пучок красноватых искр с большим количеством звезд.

Средне углеродистая сталь дает короткий светлый сноп с небольшим количеством звезд.

В мало углеродной производственной стали искры длинные, непрерывный и слегка изогнутые, желто-золотого цвета, без звезд с двумя утолщениями на конце и посередине.

По искре можно определить не только марку стали, но и какие добавки присутствуют в ней:

— Марганцевые стали образуют звездочки на концах среднего утолщения искр;

— Вольфрамовые стали дают прерывистые темно-красные искры с небольшими светлыми утолщениями на концах;

— Хромированные стали образуют длинный сноп прерывистых оранжево-красноватых искр из разветвлениями и звездочками на концах;

— Хором-вольфрамовые стали дают сноп искр 2-х видов: длинных и толстых красного цвета, коротких и тонких темно-красного цвета.

Разработаны специальные таблицы определения марки стали по цвету и форме искры. Кроме того, существуют специальные образцы маркированной стали для сравнения искр от образца исследуемого изделия.

Методы определения марки стали

Имея такие данные можно определить марку практический любого сплава, так как именно на них базируется классификация сплавов. Так химический состав сплава позволяет определить базовый металл, степень легирования и общие свойства сплава. А твердость сплава позволяет различать сплавы одинакового химического состава, но с разной дополнительной обработкой металла или с разной методикой выплавки.

Поскольку сплавы с одинаковым химическим составом и разными свойствами встречаются крайне редко, то в большинстве случаев достаточно точного определения состава сплава.

Определение химического состава сплава состоит из определения основного металла и определения легирующих добавок (металлической и неметаллической природы).

Наиболее точным и быстрым методом определения содержания в сплаве основного металла и легирующих компонентов металлической природы есть рентгенофлуоресцентный анализ (рентгенофлуоресцентная спектрометрия, XRF, РФА, РФСА). Кроме того к преимуществам данного метода относятся неразрушимость и возможность анализа сверх малых образцов.

Метод РФА позволяет выявлять и определять содержание в сплавах элементов от Cl (17) до U (92).

Для определения в сплавах содержания таких элементов как Li, Be, B, N, O, F, Na, Mg, Al, Si, P, S используется метод РФА в среде инертного газа.

Определение содержания С в сплавах проводится методом автоматического кулонометрического титрования по величине рН.

Не точные (ориентировочные) методы определения марки стали и сплавов

Если марка стали неизвестна, можно приблизительно определить качество стали по излому и методом пробных запилов.

По кристаллической структуре в месте излома стали можно судить о ее крепости: чем тоньше кристаллическая структура, тем сталь высококачественнее.

При пробных запилах сталь низкой твердости запиливается любым напильником (в том числе и драчевым), сталь средней твердости — личным и бархатным, сталь высокой твердости — только бархатным напильником.

Более точно можно определить марку стали по образующемуся пучку искр на наждачном круге. Форма и длина нитей искр, цвет искр и количество, ширина пучка искр различны для различных марок стали. Испытывая на искру эталонные образцы стали, можно научиться распознавать марки стали.

Читайте так же:
Как подключить светодиодную ленту к выключателю 220

Ниже приведено описание формы искровых пучков для некоторых марок стали:

  • малоуглеродистая сталь — однородные непрерывные соломенно-желтые нити искр с небольшим количеством звездочек;
  • углеродистая сталь с содержанием углерода около 0.5% — пучок светло-желтых нитей искр со звездочками на конце;
  • инструментальная сталь У7-У10 — расходящийся пучок светло-желтых нитей искр с повышенным количеством звездочек на конце;
  • инструментальная сталь У12, У13 — плотный и короткий пучок светлых нитей искр с очень большим количеством звездочек на концах нитей, при этом звездочки более разветвленные;
  • сталь с содержанием хрома — плотный пучок темно-красных нитей искр с большим количеством желтых звездочек на концах нитей, звездочки сильно разветвленные;
  • быстрорежущая сталь с содержанием хрома и вольфрама — пучок прерывистых темно-красных нитей искр, на концах которых имеются более светлые звездочки каплеобразной формы;
  • пружинная сталь с содержанием кремния — широкий пучок темно-желтых нитей искр, на концах которых образуются небольшие звездочки более светлого цвета;
  • быстрорежущая сталь с присадкой кобальта — широкий пучок темно-желтых нитей искр без звездочек на конце.

Без выдачи протокола с печатью – 650 грн./обр., если все официально около – 2000 грн.

Определение содержания углерода в сплавах

Методы анализа углерода (определение содержание углерода в сплавах)

Углерод в сталях и сплавах анализируется различными методами: искровым оптико-эмиссионным спектрометром OES100 или методом сжигания инфракрасным анализатором. Также углерод может быть проанализирован рентгенофлуоресцентным спектрометром, лазерным оптико-эмиссионным спектрометром и другими методами.

Анализатор углерода АН-7529

Экспресс анализатор на углерод АН-7529 предназначен для определения массовой доли углерода в сталях и сплавах методом автоматического кулонометрического титрования по величине рН, для маркировочных анализов на углерод продукции и сырья металлургических и металлообрабатывающих предприятий.

Экспресс анализатор на углерод АН-7529 применяется для проведения анализов на лабораториях предприятий и научно-исследовательских учреждений различных отраслей.

Анализаторы рассчитаны на непрерывную круглосуточную эксплуатацию в условиях заводских лабораторий при температуре окружающего воздуха от 10 до 35С, относительной влажности до 80% и соответствуют требованиям, предъявляемым к приборам группы 2.

Диапазоны измеряемых концентраций углерода: 0,03-9,999%

Сертификат типа средств измерения №5647-00 Госреестра РФ.

Без выдачи протокола с печатью – 950 грн./обр., официальное заключение от – 2600 грн.

Подбор марки стали для строительных конструкций

Расчет строительных конструкций завязан на выборе марки стали. Многие просто в расчетах принимают марку стали С245 как самую низкую и не парятся по этому поводу — в случае если необходимой марки нет, заменяют на более прочную, а сечение оставляют тоже, что это ведет к перерасходу металла и завышению стоимости строительства.

Также многие ошибочно полагают, что из-за того что самая низкая марка дешевле, то и конструкция будет дешевле. На самом деле увеличение прочности стали ведет к снижению общей массы конструкции и итоговая стоимость всего проката может оказаться ниже. Кроме этого снижается нагрузка на фундамент и сейсмические нагрузки. Однако использование высокопрочных сталей не оправданно для элементов, сечение которых подбирается из условия устойчивости.

Кроме того при подборе марки стали будет не лишним обзвонить поставщиков на наличии и возможность поставки профиля из необходимой марки стали т.к. при замене марки стали на менее прочную придется менять профиль и узлы, что займет некоторое время, а при замене на более прочную будет перерасход стали. Одни из самых распространенных марок стали для прокатного профиля на рынке — 09Г2С и Ст3сп/пс5.

В первую очередь для выбора марки стали нам необходимо определить к какой группе относятся будущий элемент здания. Описание групп написано в приложении В СП 16.13330.2011. Всего их 4:

1) Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях (согласно ГОСТ 25546), в том числе максимально стесняющие развитие пластических деформаций или подверженных непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок. В этот список входят подкрановые балки, балки рабочих площадок, балки путей подвижного транспорта, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающие нагрузки от подвижных составов, главные балки и ригели при динамической нагрузке, пролетные строения транспортерных галерей, фасонки ферм, стенки, окрайки днищ, кольца жесткости, плавающие крыши, покрытия резервуаров и газгольдеров, бункерные балки, оболочки параболических бункеров, стальные оболочки свободно стоящих дымовых труб, сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м, элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов.

2) Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке при наличии растягивающих напряжений. В этот список входят фермы, ригели рам, балки перекрытий и покрытий, косоуры лестниц, оболочки силосов, опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов, опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ) опоры транспортных галерей, прожекторные мачты, элементы комбинированных опор антенных сооружений (АС) и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы, а также конструкции и их элементы 1-ой группы при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425 и ТУ 14-2-427 при наличии сварных монтажных соединений.

Читайте так же:
Лучший клей для пластика автомобиля

3) Сварные конструкции или их элементы, работающие при статической нагрузке, преимущественно на сжатие. В этот список входят колонны, стойки, опорные плиты, элементы настила перекрытий, конструкции, поддерживающие технологическое оборудование, вертикальные связи по колоннам с напряжениями в рассчетных сечениях связей свыше 0,4Ry, анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта, опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели, элементы стволов и башен АС, колонны бетоновозных эстакад, прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы, а также конструкции и их элементы 2-ой группы при отсутствии сварных соединений.

4) Вспомогательные конструкции зданий и сооружений. В этот список входят связи, кроме указанных в группе 3, элементы фахверка, лестницы, трапы, площадки, ограждения, металлоконструкции кабельных каналов, вспомогательные элементы сооружений и т.п., а также конструкции и их элементы 3-ей группы при отсутствии сварных соединений.

Далее нам необходимо определить климатический район строительства, а точнее нам необходимо узнать расчетную температуру наружного воздуха. Ее можно найти в СП 131.13330.2012 (Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*).

За расчетную температуру для определения стали по СП 16.13330.2011 принимается температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98.

За расчетную температуру для определения стали по СНиП II-23-81 принималась температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92.

Почему температура влияет на выбор марки стали? Потому что с уменьшением температуры увеличивается хрупкость стали.

С 1 июля 2015 г. СП 16.13330.2011 носит обязательный характер, поэтому необходимо пользоваться данными по нему. Давайте сравним требования предъявляемые СП 16.133302011 и уже не действующим СНиП II-23-81.

По таблице В.1 СП 16.13330.2011 назначаются следующие марки стали в проектируемых конструкциях:

markastali01

Из таблицы мы видим, что здесь 3 столбца со стандартами для выбора марки стали. Марка стали по ГОСТ 27772 характеризует предел текучести металла (С235 означает что сталь имеет предел текучести 235 Н/мм²), маркировка согласно ГОСТ 353,ГОСТ 14637 и ГОСТ 19281 обозначает химический состав, прочностные характеристики данной марки можно посмотреть в этих ГОСТ-ах. Сталь выполненная по одному ГОСТ-у может полностью соответствовать марке стали, выполненному по другому ГОСТ-у, отличие заключается лишь в методе контроля качества стали. В мире нет единого стандарта обозначения марки стали — в России одни стандарты, в США другие, в Европе третьи, но это не значит, что сталь у нас разная.

По таблице 50 СНиП II-23-81 назначаются следующие марки стали:

tablica50-1

tablica50-2

tablica50-3

tablica50-4

Обозначения, принятые в табл. 50* СНиП II-23-81:

а) фасонный прокат толщиной до 11 мм, а при согласовании с изготовителем — до 20 мм; листовой — всех толщин;
б) требование по ограничению углеродного эквивалента по ГОСТ 27772-88 для толщин свыше 20 мм;
в) требование по ограничению углеродного эквивалента по ГОСТ 27772-88 для всех толщин;
г) для района II4, для неотапливаемых зданий и конструкций, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха, применять прокат толщиной не более 10 мм;
д) при толщине проката не более 11 мм допускается применять сталь категории 3;
е) кроме опор ВЛ, ОРУ и КС;
ж) прокат толщиной до 10 мм и с учетом требований разд. 10;
и) кроме района II4 для неотапливаемых зданий и конструкций, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха.
Знак «+» означает, что данную сталь следует применять; знак «-» означает, что данную сталь в указанном климатическом районе применять не следует.

Как видим в СНиП II-23-81 градация по температурам ниже на 5 градусов, чем в СП 16.13330.2011, но и температура здесь не самых холодных суток, а самой холодной пятидневки. Если посмотреть СП «Строительная климатология», то заметим, что в большинстве случаев условия выбора марки стали будут одинаковыми, но есть случаи когда СНиП предъявляет более суровые требования, есть случаи когда в СП требования выше. Поэтому для экспертизы, необходимо чтобы марка стали соответствовала СП 16.13330.2011, но если СНиП II-23-81 предъявляет более суровые требования, то рекомендую воспользоватся этим документом.

Для подбора марки стали труб можно воспользоватся таблицей В.2 Сп 16.13330.2011

markastali02

Также можно подобрать марку стали по показателям ударной вязкости данной в таблице В.3 Сп 16.13330.2011

markastali03

Марку стали для соединений стальных конструкций следует выбирать согласно приложению Г СП 16.13330.2011

Из таблицы мы можем определить рекомендуемые марки стали и сделать расчет. Если есть возможность выбора марки стали, то лучше попробовать несколько вариантов и на основании технико-экономического расчета выбрать лучший вариант.

This article has 9 Comments

Почему выбираем сталь по СП? В Распоряжении Правительства РФ от 21.06.2010 г. №1047-р, этих документов нет в качестве обязательных. Необходимо пользоваться СНиП-ами.

Читайте так же:
Как сделать электрокультиватор своими руками

Согласен, СП 16.13330.2011 носит рекомендательный характер, сейчас обязательным является СНиП II-23-81, но новый СП практически во всех смыслах копирует СНиП II-23-81. Если смотреть на подбор марки стали, то тут нет противоречий между этими стандартами, разве что в СНиП II-23-81 можно еще выбрать марки стали С390,С390К,С440, но на рынке эти марки стали слабо представлены и я бы не рекомендовал их использовать в проекте без предварительного согласования с поставщиками.
Поэтому я думаю, что моя статья вполне актуальна. Если есть какие-то серьезные противоречия между этими стандартами в выборе марки стали, то прошу написать, я обязательно это включу в статью.

Я сравнил СНиП II-23-81 и новый СП 16.13330.2011. Отличия действительно есть, прежде всего в градации по выбору стали в зависимости от температуры, в СНиП градация идет до -40, -40 до -50, ниже -50, в СП 16.13330.2011 эта планка на 5 градусов выше, поэтому СНиП II-23-81 предъявляет не много более жесткие требования в некоторых случаях.
Я добавлю это сравнение в статью.

Главное отличие в выборе расчетной температуры:

СП, п. 4.2.3 За расчетную температуру в районе строительства следует принимать температуру наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98, определенную согласно СНиП 23-01.

СНиП, прим. к табл. 50* 3. Климатические районы строительства устанавливаются … за которую принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки согласно указаниям СНиП по строительной климатологии и геофизике.

Так, например, для Красноярска по СНиП получается расчетная температура -40гр, с обеспеченностью 0,92 наиболее холодной пятидневки. Попадаем в район II4 и соответсвенно сталь С255.
По СП расчетная температура получается аж -48гр, с обеспечнностью 0,98 наиболее холодных суток. И по табл. В.1 получается сталь С345 для всех групп конструкций, кроме вспомогательных.

Поэтому в этом отношении новый СП очень жесток.

Спасибо что поправили меня, действительно температуры разные, надо это отметить. Если смотреть СНиП «Строительная климатология», то можно заметить, что минимальная температура с обеспеченностью 0,98 примерно на 5 градусов ниже, чем температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, поэтому подбор марки стали для большинства регионов идентичен, но есть города, в которых по СНиП предъявляются более суровые требования, есть наоборот более суровые требования предъявляет СП.
На мой взгляд, надо смотреть оба документа и принимать по наихудшему, а вообще принимать сталь по температуре наиболее холодных суток, т.е. по новому СП, более логично.

Ничего не логично. Принимать нужно по действующим документам. Тем более, что прокат из 345 стали, да еще 3-й категории у нас найти весьма сложно, да и по ценнику она дороже.

Более логично т.к. при низкой температуре снижается ударная вязкость металла, что может привести к разрушению металла при сильном ударе и низкой температуре. Не думаю что металл будет охлаждаться 5 дней, поэтому выбор температуры наиболее холодных суток более логичен.
С точки зрения закона пока главным является СНиП II-23-81, но думаю вопрос замены СНиП новыми СП это вопрос времени.
По поводу того, что прокат трудно найти и он стоит дороже я с вами не согласен:
во-первых данная сталь прочнее, поэтому общая масса металла на здание будет меньше, если конечно критическим фактором не является расчет по прогибу или проверка по гибкости, кроме этого стоимость монтажа и доставки рассчитывают исходя из массы металла, поэтому и здесь экономия. Использование более прочной стали в некоторых случаях дает снижение общих затрат;
во-вторых прокат С345, т.е. сталь 09Г2 или 09Г2С довольно распространен, проблем с ее наличием никогда не возникало, в том числе и по ударной вязкости, поэтому такие разговоры я думаю либо от плохой организованности процесса строительства (все делается второпях), либо из-за ленивости/привязанности снабженцев к одному поставщику;
в-третьих безопасность эксплуатации здания это самое главное, нормы это юридический документ, он не должен за вас решать какие-либо вопросы, он просто задает вам рамки, в пределах которых вы должны проектировать, итоговое решение должно быть за вами — если ваш опыт работы, зарубежный опыт, другие знания говорят вам решение более правильное, вы должны следовать ему (естественно не нарушая норм), например в СП 16.13330.2011 в формулах появилось требование учитывать бимомент, в СНиП его нет, но в некоторых случаях это может привести к повреждению конструкции.

Я спрашивала о возможности применения для подкрановых балок сталь 10Г2 ПБЮ в указанных таблицах ее нет. Как быть?

По прочности 10Г2 вроде аналогичен 09Г2. Посмотрите по ударной вязкости если данная сталь подходит (таблица В.3 Сп 16.13330.2011), то думаю можно применить.

Виды и марки стали

Виды и марки стали

Сталь представляет собой сплав, основными элементами которого являются железо и углерод.Его массовая доля теоретически не превышает 2,14% (на практике – не более 1,5%). В состав также входят постоянные и случайные примеси, оказывающие различное влияние на качество материала (сера, фосфор, марганец, кремний), могут добавляться другие элементы.

Читайте так же:
Литий кадмиевые аккумуляторы для шуруповертов

Сталь производят переработкой передельного чугуна и лома. Во время этого процесса снижается содержание углерода и ненужных примесей, вводятся необходимые дополнительные компоненты, обеспечивающие требуемые свойства материала.

Виды сталей и их классификация

Черная металлургия производит множество видов стали с различными характеристиками, материалы классифицируют по способу производства,химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления, структуре.

По способу производства

Свойства стального сплава во многом зависят от технологии изготовления. Традиционный способ переплавки передельного чугуна и лома – ведение процесса в мартеновских печах, основными недостатками которых были длительность плавки и значительные выбросы в атмосферу вредных веществ. Постепенно мартены заменялись кислородными конвертерами и электропечами. Высококачественные легированные стальные сплавы получают только по технологии электрошлаковой переплавки.

По химическому составу

По химсоставу стали разделяют на углеродистые, применяемые в стандартных эксплуатационных условиях, и легированные, используемые при высоких температурах и/или в агрессивных средах. Углеродистые и легированныестали классифицируют по содержанию углерода на следующие типы:

  • низкоуглеродистые – содержат менее 0,3%C;
  • среднеуглеродистые – содержание C в интервале 0,3-0,7%;
  • высокоуглеродистые – доля углерода превышает 0,7%.

Процентное содержание существенно влияет на технические характеристики как легированных, так и нелегированных стальных сплавов. Чем оно больше, тем выше твердость и хрупкость материала, тем хуже обрабатываемость резанием, свариваемость, способность к деформированию. Для холодной штамповки изделий сложной формы выбирают сплавы, в которых содержание Cне превышает 1%. Низкоуглеродистые стали свариваются без ограничений, то есть не требуют предварительного подогрева и особых условий охлаждения. При сварке средне- и высокоуглеродистых сплавов во избежание трещинообразования применяют дополнительные технологические операции.

Углеродистые стали содержат железо, углерод, постоянные и случайные примеси; легированные, помимо этих компонентов, – добавки, обеспечивающие требуемые технические характеристики. Распространенные легирующие элементы и их действие:

  • Хром (Cr). Дешевый и распространенный элемент, введение которого в состав стальных сплавов повышает их прочность, твердость и прокаливаемость. При содержании в количестве 13% и более повышают коррозионную стойкость материала.
  • Никель (Ni). Дефицитнаядобавка, вводимая обычно в количестве не более 5%. Часто используется в коррозионностойких сталях совместно с хромом. Служит для снижения порога хладноломкости, обеспечения прочности и ударной вязкости. Обеспечивает малый линейный и объемный коэффициент термического расширения. В настоящее время уделяется внимание разработке безникелевых коррозионностойких марок.
  • Молибден (Mo) и вольфрам (W). Дорогостоящие лигатуры, применяемые при производстве быстрорежущих сталей для повышения их теплостойкости. Эти элементы увеличивают красностойкость, износостойкость, ударную вязкость.
  • Марганец (Mn). В количестве до 0,6% является постоянной примесью. При искусственном повышении процентного содержания марганец выполняет функции более дешевой альтернативы никеля. Он повышает ударную вязкость, износостойкость и твердость при сохранении хорошей пластичности. Mn связывает серу и, тем самым, нейтрализует ее негативное воздействие на качество материала. Минус марганца – повышение чувствительности сплава к перегреву.
  • Кремний (Si). Как и марганец, является постоянной примесьюв количестве до 0,4 %. Искусственное повышение его содержания позволяет повысить упругость и прочность материала. Высокий процент Si сообщает сплаву особые свойства, необходимые в электротехнической индустрии, при производстве рессорно-пружинных, кислото- и окалиностойких марок.
  • Титан (Ti). Обеспечивает комплекс ценных эксплуатационных характеристик – прочности, твердости и пластичности, повышает теплостойкость материала.

Классификация легированных марок стали по количеству легирующих добавок:

  • низколегированные – до 5%;
  • легированные – 5-10%;
  • высоколегированные – выше 10%.

По назначению

По областям применения все марки стали условно разделяют на следующие виды:

  • Конструкционные. Наиболее обширная категория, используемая в строительстве при создании сварных металлоконструкций, в машиностроении, для сооружения сетей инженерных коммуникаций. К ней относятся – стали обыкновенного качества, качественные углеродистые, низко- и среднелегированные марки. Конструкционные стальные сплавыподвергаются различным видам термической (ТО) и химико-термической обработки (ХТО).
  • Инструментальные. Используются при производстве режущего, измерительного, штамповочного инструмента. К ним предъявляются высокие требования по прокаливаемости, способности сохранять прочность и износостойкость при нагреве.
  • Специального назначения. Это конструкционные легированные сплавы с особыми свойствами –кислотостойкие, жаростойкие, жаропрочные, с высоким электросопротивлением.

Таблица условных обозначений химических элементов в маркировке

Наименование элементУсловное обозначениеНаименование элементаУсловноеобозначение
ХромХАзотА
КремнийСНикельН
ТитанТКобальтК
МедьДМолибденМо
ВольфрамВАлюминийЮ
ВанадийФМарганецГ

По качеству

Качество – это совокупность характеристик, которые определяются особенностями производства, составом сырья, дополнительными технологическими приемами. Категории качества:

  • Обыкновенного качества. К этой группе относятся только нелегированные марки. Количество серы не превышает 0,06%, фосфора – 0,07%.
  • Качественные. Бывают нелегированными и легированными. S – не более 0,04%, P – до 0,04%.
  • Высококачественные – нелегированные и легированные. Количество серы до 0,02%, фосфора – 0,03%.
  • Особовысококачественные. Это легированные марки, полученные способами электрошлакового или электродугового переплава, содержат минимально возможное количество вредных примесей: серы – не более 0,15%, фосфора – до 0,025%.
Читайте так же:
Классический танец на полу

По степени раскисления

Раскисление – это операция, при которой из сплава удаляется кислород, вызывающий его хрупкое разрушение при высокотемпературных деформациях. Элементы, используемые для раскисления: алюминий, марганец, кремний.Классификация марок стали по степени раскисления, влияющей на технологические свойства материала:

  • Кипящие. По мере твердения выделяются газы, создающие имитацию кипения состава. Для раскисления в этом случае используется марганец. Обычно к этой категории относятся малоуглеродистые марки. Их выгружают из печи практически сразу после внесения раскислителей. В отдельных случаях расплав раскисляют в ковше. Из кипящих сплавов производят прокат крупного сечения, который затем переплавляют на материал более высокого качества или подвергают горячей деформации для получения проката меньших размеров сечения.
  • Полуспокойные. Бывают только углеродистыми. Отличаются хорошей ковкостью. Для раскисления используются марганец и алюминий.
  • Спокойные. Качественные легированные марки производят только спокойными. Для раскисления применяют марганец, кремний, алюминий. Кислород в этих сплавах практически весь связывается раскислителями, образовавшимися в результате окислительных реакций,поднимается наверх и удаляется вместе со шлаком. Расплав охлаждается и не сопровождается выделением газов.

По структуре

Структурная форма стали зависит от химического состава, способа производства, дополнительных технологических операций. Различают структуру материала в отожженном и нормализованном состояниях. В отожженном состоянии возможно 6 типов структуры:

  • Доэвтектоидная. В структуре имеются феррит и перлит, который является смесью двух фаз – феррита и цементита (или карбидов). К ферритному классу относятся все углеродистые и низколегированные стальные сплавы.
  • Эвтектоидная. Перлитная структура обеспечивает хорошую обрабатываемость стального сплава. Ее дисперсные виды – троостит и сорбит.
  • Заэвтектоидная. Перлит и цементит, который является представителем фаз внедрения.
  • Ледебуритная. Первичный ледебурит (эвтектическая смесь перлита и цементита).
  • Аустенитная. Это твердые растворы, пересыщенные углеродом. Сплавы этого класса образуются при высоких концентрациях хрома, никеля и марганца. Они отличаются высоким уровнем ударной вязкости.
  • Ферритная. Представляет собой твердые растворы, слабо насыщенные углеродом.

Углеродистые стали могут иметь структуру одного из трех первых классов, легированные – всех шести. После нормализации возможны 4 структурных состояния: ферритное, перлитное, аустенитное и мартенситное. Мартенситная структура, присущая средне- и высоколегированным сталям, характеризуется высокими прочностными характеристиками и мелкозернистостью.

Принципы классификации и маркировки стали по российской системе

В России используются буквенно-цифровые маркировки, конкретный тип которых зависит от качества сплава.

  • Стали обыкновенного качества обозначаются буквами ст, после которых указывается индекс марки (0-6) и уровень раскисления. Сп – спокойные, пс – полуспокойные, кп – кипящие. Впереди может стоять буква А (сплав обладает гарантированными механическими параметрами, часто его на ставят), Б– гарантированным химсоставом, В – с гарантированными механическими характеристиками и химсоставом. Пример: Ст3 – сталь обыкновенного качества с гарантированными механическими свойствами и условный индекс 3, для которого содержание углерода составляет 0,14-0,22%.
  • В качественных сталях буквы вначале маркировки отсутствуют. Количество углерода указывается в сотых долях процента. В конце ставится уровень раскисления. Пример: 08кп. Содержание углерода – 0,08%.
  • Качественные инструментальные стали в начале маркировки имеют букву У, далее следует количество C в сотых долях процента. В конце обозначения высококачественного сплава ставится буква А. Например, маркировка У7А расшифровывается как высококачественная углеродистая сталь с содержанием углерода 0,07%.
  • В быстрорежущих сталях маркировка начинается с буквы Р, после которой указывается количество вольфрама в процентах. Например, Р17 – быстрорежущий сплав, содержащий 17% W.
  • В конструкционных легированных сталях содержание углерода проставляется в сотых долях процента. Далее указывается условное обозначение элементов и их содержание в процентах. Пример: 12Х18Н10Т. Такая сталь содержит 0,12% углерода, хрома – 18%, никеля – 10%, титана – примерно 1%.

Как расшифровать марку стали в европейской и американской системах

Для коррозионностойких сталей в Европе и Америке часто используют систему маркировки AISI. Она предусматривает наличие трех цифр, одной или нескольких букв. Первая цифра в маркировке металла обозначает класс стали. Следующие две цифры соответствуют порядковому номеру сплава в группе. Значение букв, используемых в маркировке стальных сплавов:

  • содержание углерода менее 0,03%;
  • содержание Св пределах 0,03-0,08%;
  • сплав содержит азот;
  • малоуглеродистые стали, содержащие азот;
  • высокая концентрация серы и фосфора;
  • содержится селен, B – кремний, Cu – медь.

В США могут применяться и другие системы маркировки. В Европе существует система, во многом похожая на российскую систему маркировки. Содержание углерода указывается в сотых процента. Отличия заключаются в том, что сначала идет перечисление легирующих элементов, а затем в том же порядке следует их процентное содержание, лигатуры указываются в соответствии с таблицей Менделеева. Если какой-то элемент присутствует в количестве более 5%, то перед маркировкой ставится буква X. Например: X5CrNi18-10. В этой стали содержится 0,05% углерода, 18% хрома и 10% никеля.

Таблица обозначений легированных сталей в разных системах маркировки

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector