Классификация и маркировка сталей
Сталями называются сплавы железа (Fe) с углеродом (С≤ 2,14%), а также другими элементами (Mn; Si; Al и т.д.).
Классификация сталей
Стали, классифицируют по следующим признакам:
Химический состав.
В зависимости от химического состава различают стали углеродистые и легированные.
Легированные стали - стали, содержащие кроме постоянных примесей (марганец, кремний), один или несколько специальных элементов или повышенные концентрации марганца и кремния (>1 %). В качестве легирующих элементов используются Сг, Ni, W, Мо, Тi,V, Со и др.
Углеродистыестали разделяются на:
· малоуглеродистые -содержание углерода С < 0,25%;
· среднеуглеродистые - содержание углерода 0,25≤ С ≤ 0,60%
· высокоуглеродистые - содержание углерода С > 0,60%
Легированныестали классифицируются как:
· низколегированные, суммарное содержание легирующих элементов до 2,5%
· среднелегированные, суммарное содержание легирующих элементов от 2,5 до 10%;
· высоколегированные,суммарное содержание легирующих элементов свыше 10%.
2. Назначение.
По назначению различают стали:
· конструкционные,предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий деталей машин и приборов;
· инструментальные, предназначенные для изготовления режущего, мерительного, штампового и прочего инструментов. Эти стали содержат более 0,65% углерода;
· стали с особыми свойствами:
- с особыми физическими свойствами,например, с определенными магнитными характеристиками (электротехническая сталь);
- с особыми химическими свойствами,например, коррозионностойкие, жаростойкие или жаропрочные стали.
Коррозионностойкие стали предназначены для работы в агрессивных средах. Жаростойкие – обеспечивают отсутствие окисления (окалины) при работе в области высоких температур. Жаропрочные – обеспечивают необходимую прочность при работе в области высоких температур.
Качество.
В зависимости от содержания вредных примесей (серы и фосфора) стали бывают:
· обыкновенного качества- содержание серы до 0.06% и фосфора до 0,07%;
· качественные- содержание серы до 0,035% и фосфора до 0,035% ;
· высококачественные- содержание серы до 0,025% и фосфора до 0,025%;
· особовысококачественные -содержание серы до 0,015% и фосфора до 0,025%.
Структура.
По структуре после охлаждения на воздухе легированные стали подразделяют на три основных класса:
· перлитный;
· мартенситный;
· аустенитный.
По структуре сталей полностью устанавливают их свойства. Например: сталь, имеющая перлитную структуру, обладает небольшой твердостью и высокой пластичностью, а сталь, имеющая мартенситную структуру, весьма твердая и хрупкая.
Степень раскисления.
По степени раскисления* различают:
· спокойные стали - стали, раскисленныеMn; Al;Si;
· кипящие стали - стали, раскисленныеMn;
· полуспокойные стали - стали, раскисленныеMn;Al.
* Раскисление – восстановление элемента из его окислов. Раскислители – элементы, восстанавливающие другой элемент из его окислов.
Метод получения из сталей изделий.
По методу получения из сталей изделий различают:
§ деформируемые стали (изготовление изделий осуществляют обработкой давлением);
· литейные стали ( изготовление изделий осуществляют литьем).
Условия поставки потребителям.
Сталь обыкновенного качества дополнительно подразделяется по условиям поставки на 3 группы:
· сталь группы А- поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);
· сталь группы Б -по химическому составу;
· сталь группы В- с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.
Производство стали
Сталь – это железоуглеродистый сплав, который содержит около 1,5% углерода, если его содержание увеличивается, то значительно повышается хрупкость и твердость стали. Основной исходный материал для производства стали - стальной лом и передельный чугун.
Содержание примесей и углерода в стали намного ниже, чем в чугуне. Поэтому суть металлургического передела в сталь чугуна – это уменьшение содержания примесей и углерода за счет их избирательного окисления и превращения в газы и шлак в процессе плавки.
В первую очередь окисляется железо при взаимодействии кислорода и чугуна в сталеплавильных печах. Вместе с железом окисляются фосфор, кремний, углерод и марганец. Оксид железа, который образуется при высоком температурном режиме, отдает свой кислород в чугуне более активным примесям, при этом окисляя их.
Производство стали осуществляется в три стадии.