Срубы и бани по всей России
Вот уже 10 лет на рынке

Сталь какая бывает: Какая бывает сталь

• alexxlab
• 05.06.202102.06.2021
• 0

Какая бывает сталь

С окончанием каменного века наша жизнь стала невозможной без железа. Каждый день мы сталкиваемся с металлическими предметами, живём с ними бок о бок.

Первое место в списке значимости, конечно, занимает сталь. Сфер её использования большое множество: тяжёлая металлургия, оборонная промышленность, машиностроение, медицина и т. д. Но так ли хорошо знаком с этим металлом обычный человек?

2 основных вида стали

Наиболее широко используемыми являются углеродистые и легированные стали.

Углеродистая сталь, она же нелегированная, содержит до двух процентов углерода, а также другие примеси: марганец, кремний, сера и фосфор. Последние являются вредными, их количество строго ограничено.

Углеродистая сталь в свою очередь делится на высоко-, средне-, и низкоуглеродистую — всё зависит от количества углерода в ней. До 1% С в стали увеличивают её твёрдость и прочность, уменьшая пластичность. Но при содержании более одного процента прочностные характеристики снова снижаются.

Из углеродистого металла производят различные ЖБИ изделия, арматуру. Также широко применяется в строительстве.

Углеродистая сталь имеет свою маркировку. Используются цифры от 1 до 6ти, обозначающие категорию стали. Также она делится на группы по свойствам:

• А — механические свойства;
• Б — химические;
• В — и химические, и механические свойства.

Пример: Ст3кп — группа А(не указывается), сталь 3, кипящая, первой категории (не указывается).

Легированная сталь

Легированный аналог, помимо вышеописанных примесей, также содержит легирующие вещества: ванадий, молибден, титан, хром, никель, предназначенные для придания нужных механических свойств. Также они улучшают высокотемпературную обрабатываемость.

Как и углеродистые, эти стали делятся на высоко-, средне- и низколегированные.

В строительной промышленности в основном используется низколегированная сталь для производства различных металлических конструкций (подходят марки 10ХСНД, 15ХСНД) и железо-бетонных изделий.

Что значит маркировка 10ХСНД?

Марки легированной стали обозначают буквенно-цифровой системой по ГОСТу. Цифры обозначают содержание углерода. Буква же указывает на элемент, используемый для легирования. Например, С — кремний, Т — титант, В — вольфрам. В указанном выше случае, Х — это хром. Следовательно, 10ХСНД — сталь с содержанием углерода 0.1%, вещества для легирования — хром, кремний, никель и медь, их содержание менее 1%, поэтому цифры не указываются.

Что такое сталь. Какие бывают виды стали.

Сталь – один из первых сплавов, который человек научился получать самостоятельно, переплавляя железную руду при помощи плавильной печи. Почти все металлы, которые были известны человеку до этого, были получены в виде готовых самородков (золото, серебро и т.д.).

Сталью называют сплав железа и углерода, содержащий не более 2,14 % углерода. Практически всегда сталь содержит в себе, помимо углерода, другие химические элементы. Эти элементы могут быть нежелательными, и тогда они носят название примесей. И наоборот, химические элементы, которые вводятся в сталь специально, для улучшения свойств сплава, называют легирующими элементами.

Главные вредные примеси в стали – фосфор и сера. Фосфор и сера вызывают у стали такие неприятные явления, как хладноломкость и красноломкость. Чтобы удовлетворить требованиям качества стали, содержание примесей не должно превышать определённых величин, заданных соответствующими стандартами.

Примеси обычно переходят в состав сталей в процессе производства из:

• технологических добавок
• составляющих шихтовых материалов

Содержание примесей в стальных слитках строго регламентируется соответствующими документами и постоянно контролируется в процессе производства.

Помимо обычных сталей, отличают легированные стали, содержащие следующие основные легирующие элементы:

• хром
• никель
• марганец

Кроме указанных элементов, в легированные стали, для улучшения свойств стали, также могут быть добавлены:

• кремний
• молибден
• вольфрам
• кобальт
• титан
• ванадий
• и другие химические элементы

От содержания и массовой доли легирующих элементов зависят физические, механические и химические свойства стали. Стали маркируются по названию преобладающих в ней легирующих добавок, а также по процентному содержанию углерода.

Углерод в стали может находиться в разных фазовых состояниях – в виде твёрдого раствора с железом (феррит, аустенит), в виде химического соединения – карбида железа (цементит), а также в свободном виде (графит).

В зависимости от преобладающего фазового состояния углерода, а также от количественного соотношения между фазами, от формы и размеров кристаллов – физические и химические свойства стали могут очень сильно отличаться. Например, сталь с низким содержанием углерода (феррит) отличается мягкостью и вязкостью. А сталь, в которой преобладает цементит, отличается твёрдостью и хрупкостью.

Подбор инструмента для обработки разных видов сталей

Как было отмечено выше, различные марки стали могут сильно отличаться по прочности, твёрдости и другим механическим свойствам. Поэтому при обработки стали соответствующий инструмент (концевые фрезы) и режимы резания должны подбираться строго индивидуально, в зависимости от обрабатываемой марки стали.

Получить консультацию квалифицированных специалистов по вопросу подбора фрез можно по телефону 8 (499) 653-52-64, либо заполнив специальную форму на нашем сайте. Наши инженеры подерут наиболее подходящие фрезы, а также подскажут, какие режимы резания будут наиболее производительными в конкретном случае.

Только качественные и надёжные инструменты – девиз нашей компании! Компания CNC Motors.

Виды стали

Сталь по химическому составу делится на две группы: углеродистую и легированную, по качеству — на сталь обыкновенного качества, качественную, повышенного качества, высококачественную и особовысококачественную.

Углеродистой сталью называется сплав железа с углеродом (содержание углерода до 2%) с примесями кремния, серы и фосфора, причем главной составляющей, определяющей свойства, является углерод.

Процентное содержание элементов в стали примерно следующее: Fe — до 99,0; С — 0,05-2,0; Si — 0,15-0,35; Mn — 0,3-0,8; S — до 0,06; P — до 0,07.

К недостаткам углеродистой стали относятся:

• отсутствия сочетания прочности и твердости с пластичностью;
• потеря твердости и режущей способности при нагревании до 200°C и потери прочности при высокой температуре;
• низкая коррозионная устойчивость в среде электролита, в агрессивных средах, в атмосфере и при высоких температурах;
• низкие электротехнические свойства;
• высокий коэффициент теплового расширения;
• увеличение веса изделий, удорожание их стоимости, усложнение проектирования вследствие невысокой прочности этой стали.

Легированной называется сталь, в которой наряду с обычными примесями имеются легированные элементы, резко улучшающие ее свойства: хром, вольфрам, никель, ванадий, молибден и др., а также кремний и марганец в большом количестве. Примеси вводятся в процессе плавки.
По химическому составу (ГОСТ 5200) легированная сталь делится на три группы:

• низколегированная сталь — не более 2,5% примесей;
• среднелегированная — 2,5-10%;
• высоколегированная — свыше 10%.

Легированная сталь обладает ценнейшими свойствами, которых нет у углеродистой стали, и не имеет ее недостатков. Применение легированной стали повышает долговечность изделий, экономит металл, увеличивает производительность, упрощает проектирование и потому в прогрессивной технике приобретает решающее значение.

Марки стали – виды и классификация сталей по ГОСТ

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.

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

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%.

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

кипящая, полуспокойная, спокойная. Основные отличия.

Ранее мы рассматривали структуру стали (система железо-углерод), деформацию и разрушение металлов, влияние на ее свойства различных примесей и т.д.

В данной публикации будем рассматривать виды стали по степени раскисления.

Итак, сталь это сплав Fe + C, ( С – не более 2%)+ другие элементы. Сталь подразделяют на углеродистую и легированную учитывая хим.состав, и исходя из применения на-конструкционные и инструментальные. Изготавливают и специальные стали со специфическими характеристиками для использования в агрессивных средах, к таким сталям относят жаро-, коррозионно-, кислото-стойкую стали.

Качество стали определяется по способу производства и количеству плохих примесей и подразделяются на рядовые, качественные, повышенного и высокого качества.

Химический состав сталей обыкновенного качества

Существует типизация по характеру застывания в изложнице и геометрической форме слитка (форма изложницы). Выделяют спокойную, полуспокойную и кипящую.

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь выплавляется без добавления каких-либо легирующих элементов и бывает обычной и качественной.

Стали обычного качества принято делить на следующие группы:

•  группа А — обеспечивается по механическим свойствам. Изделия из сталей этой группы применяются для последующей сварки, ковки и т.д. Причем, заявляемые мех. свойства могут изменяться. (Ст3, Ст5кп.).
•  группа Б – сталь обеспечивается по хим. составу. Применяется для изготовления деталей, при обработке которых, могут изменяться механические характеристики определяемые составом.

Сталь из группы Б подразделяется на 2 категории:

• 1я- установлено содержание С, Si, Mn; ограничено содержание: S, P, N, As,
• 2я — дополнительно ограничено количесво Cr, Ni, Cu.
• группа В — обеспечивается по механическим характеристикам и содержанию химических элементов. Применяется при производстве свариваемых деталей.

Подразделяется на шесть категорий.

Обозначается группа В следующим образом: марка стали, степень раскисления, номер категории. Имеют одинаковый состав со сталью 2 категории группы Б. 

Маркировка стали

Рассматривая, на примере, маркировку стали Ст5пс (конструкционная углеродистая сталь обычного качества).

Определяем, что:

1.  эта сталь относится к группе А, (поскольку категория указывается перед буквами Ст (ВСт1, ВСт2), а не указывается только группа А).
2.  цифра 5 — определяет условный номер марки исходя из хим. состава и мех.свойств.
3.  пс- степень раскисления.

Если после цифры определяющей марку стали стоит буква Г- значит сталь содержит повешенное количество марганца.(Ст25Г2С)

Степени раскисления стали

Существует 3 степени раскисления стали.

Процесс раскисления позволяет восстановить окись железа и связать растворенный кислород, уменьшив, таким образом, его вредное влияние.

Кипящая сталь

Кипящая сталь является не полностью раскисленой. Во время разливки в изложницы она кипит из-за обильного выделения газа, поэтому она является наиболее загрязнена газами и неоднородной. Т.е механические свойства по слитку могут отличаться, поскольку распределение химических элементов по слитку не равномерно. В головной части слитка находится наибольшее количество углерода и различных плохих примесей (таких , как сера или фосфор), из-за чего требуется удаление части слитка ( 5% от общей массы).

Скопление серы в определенных участках может послужить причиной появления кристаллизационной трещины по шву. На этих участках сталь менее устойчива к старению и является наиболее хрупкой в минусовые температуры. Содержание кремния в кипящей стали не превышает 0,07%.

Итак, о кипящей стали можно сказать, что она довольно хрупкая, имеет плохие показатели свариваемости и наиболее подвержена коррозии. Поэтому, с целью повышения характеристик стали её раскисляют кремнием (0,12-0,3%), алюминием (до 0,1%) или марганцем, (возможно раскисление и прочими химическими элементами динамично вступающими в реакцию с кислородом). Кипящая сталь — довольно хрупкая, имеет плохие показатели свариваемости и наиболее подвержена коррозии. 

Процесс раскисления позволяет восстановить окись железа и связать растворенный кислород, уменьшить его вредное влияние, поддерживая при этом долгое время высокую температуру стали, что способствует максимальному газо и шлакоудалению, а так же, получению микрозернистой структуры, благодаря образованию участков кристаллизации. За счет образование этих очагов происходит улучшение качества стали.

Ликвацией называется образование неоднородной химической структуры стали, возникающая в момент кристаллизации. Различаю две разновидности ликвации: внутрикристаллическую и дендритную. Впервые данное явление обнаружено русскими металлургами Н. В. Калакуцким и А. С. Лавровым в 1866 году.

Спокойная сталь

Полученная в результате раскисления сталь называется спокойной. Содержание кремния в спокойной стали не менее 0,12%, а наличие неметаллических включений и шлаков минимально.

Слитки спокойных сталей имеют плотную однородную структуру, а соответственно и улучшенные показатели по механическим свойствам.
Спокойная сталь отлично подходит для сваривания, а также обладает лучшей сопротивляемостью к ударным нагрузкам. Является более однородной.
Она подходит для возведении опорных металлоконструкции (благодаря ее стойкости к хрупкому разрушению), которые подвергаются сильным нагрузкам.

Спокойная сталь отлично подходит для сваривания, а также имеет лучшее сопротивление ударным нагрузкам и более однородна.

Полуспокойная сталь

Промежуточной по качественным показателям — является полуспокойная сталь.

Она является полураскисленной и кристаллизуется без кипения, выделяя при этом достаточное количество газа и имеет меньшее количество пузырьков, чем кипящая сталь. Поэтому, полуспокойная сталь имеет средние показатели качества (максимально приближенные к спокойной), и иногда заменяет спокойную.

Стоимость полуспокойной стали немного ниже спокойной, а выход качественного проката из таких слитков на 8 — 10% лучше.

Показатели качества полуспокойной стали ближе к спокойной.  

Полуспокойная сталь затвердевает без кипения, но с выделением большого количества газа. В таком слитке содержание пузырей меньше, чем кипящей, но больше, чем в спокойной.

Поскольку производство кипящей стали обходится дешевле, чем спокойной и полуспокойной она достаточно широко используется для изготовления наименее ответственных изделий металлопроката, таких , как катанка, полоса, уголок, метизы.

Опубликовано: 11.03.2016

Марка стали | Виды стали | Типы стали | Технические характеристики

В этом разделе мы приводим основную информацию о марках стали, пользующихся наиболее высоким спросом. Металлопрокат из углеродистых и качественных углеродистых марок, а так же низколегированных марок представлен в широком асортименте в нашей компании, металлопрокат из легированных марок мы поставляем под заказ.

Углеродистая сталь обыкновенного качества

Содержание углерода в таких марках не должно выходить за пределы диапазона 0,06 – 0,49%. К этой группе относятся следующие марки – Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6, Ст0. Химический состав стали углеродистой обыкновенного качества должен соответствовать ГОСТ 380-94. Прокат углеродистый обыкновенного качества производится в соответствии с общими техническими условиями, соответствующими ГОСТ 535-2005.

В зависимости от нормируемых показателей углеродистую сталь разделяют на 5 категорий:

Категория 1 – Химический состав не нормируется

Категория 2 – Не нормируется ударная вязкость при температурах -20 и +20

Категория 3 – Нормируется ударная вязкость только при температуре +20

Категория 4 – Нормируется ударная вязкость только при температуре -20

Категория 5 – Нормируется ударная вязкость при -20 и +20, в том числе после механического старения

Для марки Ст0 не нормируется Химический состав, предел текучести и изгиб в холодном состоянии, следовательно категории для этом марки не предусмотрены.

В зависимости от назначения, горячекатаный прокат подразделяют на три группы:

I – для применения без обработки поверхности

II – для холодной механической обработки

III – для горячей обработки давлением

Если в заказе не указана группа, производитель сам выбирает группу, как правило, это В-I. Фасонный прокат производят только 1-ой группы.

Наибольшее распространение получила марка Ст3сп/пс1-5. Из этой марки изготавливают подавляющее большинство сортового проката, фасонного проката, листов и рулонов горячекатаных, стальные трубы профильные и круглые.

Качественная углеродистая сталь

Низкоуглеродистая качественная конструкционная сталь – 08, 08кп, 08пс – идеально подходит для изготовления листового проката. Такая сталь относится к мягким сталям, поэтому легко обрабатывается: давление, профилирование, штамповка.

Качественная конструкционная сталь – 10, 15, 20, 25 – часто используется в изготовлении стальных труб и машиностроении, обладает более высокой прочностью, по сравнению с маркой Ст3, а так же намного успешнее противостоит коррозии.

Твердая качественная сталь – 30, 35, 40, 45 и т.д… в основном используется в машиностроении при изготовлении сильно нагруженных деталей машин – эти марки обладают высокой износостойкостью и еще более устойчивы к коррозии.

В некоторых случаях в этих марках повышают содержание марганца, тогда в обозначении эти марок появляется буква Г, например 65Г. Такие стали называют высокоуглеродистыми. Их применяют при изготовлении высокопрочных деталей – рессоры, пружины, направляющие.

Низколегированная сталь

Для производства арматуры чаще всего используют марки 35ГС и 25Г2С, благодаря применению этих марок, арматура приобретает высокие антикоррозийные свойства и высокую прочность как в обычных условиях, так при низких и высоких температурах окружающей среды. Вышеперечисленные характеристики достигаются без применения термоупрочнения. В особо ответственных изделиях, таких как мачты уличного освещения, применяют арматуру термомеханически упрочненную по ГОСТ 10884-94, при этом часто используются 25Г2С.

При изготовлении листового, трубного или фасонного проката используются более дорогие марки: 09Г2, 09Г2С, 17ГС, 10ХСНД, 15ХСНД и другие. Выбор марки стали обусловлен требованиями потребителя по классу прочности конечного изделия. В состав Низколегированной стали входят Углерод (С), Кремний (Si), Марганец (Mn), а так же дополнительные легирующие элементы Алюминий (Al), Титан (Ti), Ванадий (V), Ниобий (Nb) и Азот (N).

Металлопрокат из низколегированных марок стали применяется преимущественно в строительстве в условиях экстремально низких температур в Северных регионах и Восточной Сибири, сооружении особо ответственных высоконагруженных конструкций, таких как мосты, эстакады.

Благодаря легирующим элементам, входящим в состав, низколегированные стали обладают высокими антикоррозийными свойствами. Низколегированные стали не покрываются цинком, достаточно простой окраски для долгосрочной защиты от коррозии.

Легированная сталь

Легированные марки так же широко применяются при изготовлении главным образом сортового проката, в частности стали круглой, например 30Х, 40Х или 30ХГСА. Легирующие добавки применяются для повышения прочности стали, придания антикоррозийных свойств, снижают хрупкость стали.

Первая цифра в обозначении легирующей стали означает количество углерода, следующие буквы и цифры наличие легирующих элементов и их долю в данной марке, причем, если доля легирующего элемента менее 1%, его доля не указывается. В качестве легирующих элементов используются Хром (Cr), Марганец (Mn), Никель (Ni), Азот (N), Молибден (Mo) и Ванадий (V).

Некоторые специальные легированные стали имеют особую систему обозначений, в этих случаях перед цифровым обозначением содержания основного легирующего элемента ставится одна из следующих букв:

Р – быстрорежущая

А – автоматная

Э – электротехническая

Ш – шарикоподшипниковая

Например, ШХ15 – шарикоподшипниковая сталь с содержанием Хрома (Cr) 15%.

Области применения легированных сталей разнообразны, но все они используются исключительно для изготовления высокопрочных деталей повышенной точности, таких как детали машин и механизмов, работающие при экстремальных нагрузках – валы, оси, рычаги, поршни…

Как и следует из названий специальных марок – шарикоподшипниковая сталь предназначена для изготовления рабочих деталей подшипников, быстрорежущая для изготовления высокопрочных режущих элементов промышленного назначения, электротехническая для изготовления сердечников и других элементов электрического оборудования, работающих под высоким Током.

Классификация стали по химическому составу

В производстве металлопроката, как правило, используется сталь разных марок – как для отличающихся по назначению изделий, так и для однотипных. Содержание различных химических элементов влияет на характеристики стали по-разному. Углерод повышает ее прочность, но уменьшает пластичность и ухудшает свариваемость. Сера оказывает отрицательное влияние на свойства стали, снижая ее механическую прочность и свариваемость, а также ухудшая ее электротехнические и антикоррозионные свойства. Марганец повышает прочность и вязкость, к тому же снижает вредное влияние серы. Хром и кремний улучшают прочность стали, причем последний вдобавок повышает ее жаропрочность и стойкость к окислению при высоких температурах.

Марка стали обязательно указывается в маркировке металлопродукции наряду с товарным знаком или наименованием производителя, номером партии, размерами и прочей необходимой информацией.

Сталь – это сплав железа с содержанием небольшого процента углерода и других примесей. Процентное соотношение элементов в сплаве определяет структуру и свойства стали. Микроструктура стали может содержать следующие составляющие:

• Феррит (составляющая сплавов железа) обладает высокомагнитными свойствами, мягок и пластичен.
• Аустенит имеет большую плотность, чем у других составляющих стали, немагнитен.
• Цементит.
• Перлит (сорбит, тростит) и мартенсит относятся к неравновесным структурам стали.
• Сорбит и тростит отличаются большей дисперсностью составляющих и более высокой твердостью.
• Мартенсит ферромагнитен и обладает высокой твердостью.
• Бейнит- продукт промежуточного превращения.

Классификация стали

Сталь имеет множество видов классификаций, среди них – по назначению, по способу производства, по качеству, по структуре, классификация стали по химическому составу и прочие.

По назначению стали делятся на: строительную, конструкционную, инструментальную и спецназначения.

По способу ее производства – на мартеновскую, конверторную, электросталь и полученную прямым восстановлением из руды.

По качеству – обыкновенные, качественные и высококачественные.

Специфичность строения в отожженном и нормализованном состояниях учитывает классификация стали по структуре. В отожженном состоянии конструкционные стали бывают доэвтектоидными (с излишком феррита), эвтектоидные, ферритные и аустенитные. К первым двум классам могут относиться углеродистые стали, легированные – ко всем вышеперечисленным, а также к промежуточным классам — полуферритному и полуаустенитному. Стали в нормализованном состоянии делятся на перлитный, мартенситный, аустеннтный и ферритный классы.

Принадлежность сталей к легированным или углеродистым определяет химический состав сталей – один из самых важных параметров. К углеродистой стали относят нелегированную сталь, в состав которой входит углерод (0,04…2 %) и постоянные примеси (кремний, марганец, а также фосфор и сера). Когда для получения необходимых физических или механических свойств в состав стали, помимо обязательных элементов, вводят легирующие добавки (хром, никель, медь, азот, ванадий и прочие), создается легированная сталь В свою очередь легированные и углеродистые стали имеют собственные разделения на классы.

Общие типы стали (использование и свойства)

Сталь — это ковкий сплав чугуна с углеродом, содержащий от 0,10 до 2% углерода, что определяет уровень, до которого она может быть упрочнена. Иногда его дополнительно легируют марганцем, молибденом, хромом, никелем и т. Д. Для улучшения легкости его закалки и других характеристик, таких как коррозионная стойкость. Сплавы железа с углеродом, содержащие более 2% углерода, называются чугунами и не являются ковкими, за исключением специальных форм, известных как ковкий и ковкий чугун.Как металл, сталь характеризуется прочностью; устойчивость к усталости, ударам и ползучести; электрически и теплопроводящие; тяжелый; термостойкий; и довольно твердый по сравнению с другими материалами, такими как дерево, полимеры или керамика. Сталь производят путем удаления примесей из чугуна в печи.

В этой статье кратко обсуждаются некоторые из популярных марок стали, а также параметры, в которых эти марки превосходны. К основным типам сталей относятся:

• Обычная углеродистая сталь
• Легированная сталь
• Низколегированная сталь
• Нержавеющая сталь

Обычная углеродистая сталь

Обычная углеродистая сталь не содержит заметных легирующих элементов, кроме самого углерода, и, в зависимости от содержания углерода, классифицируется как низкоуглеродистая, средне- или высокоуглеродистая.Низкоуглеродистая сталь (<0,3% C) используется для изготовления заклепок, холоднотянутых деталей, таких как проволока, штамповки и т. Д. В нижних диапазонах и конструкционных профилей, шестерен, холодновкованных деталей и сварных труб в средней и верхние диапазоны. Среднеуглеродистая сталь (0,3-0,5% C) используется для изготовления шестерен, валов, шатунов, бесшовных труб и т. Д. И иногда ее называют машинной сталью. Высокоуглеродистая сталь (> 0,5% C) используется для изготовления пружин, ножей и ручных инструментов, метчиков и фрез, штампов для волочения проволоки и т. Д. И иногда ее называют инструментальной или пружинной сталью.

Простая 4-значная система нумерации AISI обозначает обычную углеродистую сталь как 10xx, причем последние цифры приблизительно соответствуют процентному содержанию углерода в металле. Обычная углеродистая низкоуглеродистая сталь, обозначенная как 1010, будет содержать, например, 0,08-0,13% углерода. Сталь без механической обработки будет обозначена как 11xx.

Для закалки простой углеродистой стали ее необходимо быстро охладить. Это может привести к высоким остаточным напряжениям, деформации, снижению пластичности и т. Д.

Вы можете использовать платформу Thomas Supplier Discovery, чтобы найти поставщиков углеродистой стали.

Легированная сталь

Хотя содержание углерода в стали определяет степень ее закалки, некоторые легирующие элементы, добавленные в сталь, могут сделать термообработку менее травматичной, что является преимуществом, когда дело доходит до уменьшения деформации при закалке в сложных тонкостенных деталях. , Например. Термин «закаливаемость» означает, насколько глубоко сталь может быть закалена, и легированные стали по этому показателю можно разделить на два лагеря: науглероженная сталь, которая в основном затвердевает у поверхности, и закаленная сталь, которая может распространяться на металл основной.

В системе нумерации AISI марганцевые стали обозначаются как 13xx, никелевые стали, 2xxx, никель-хромовые стали, 3xxx, молибденовые стали, 4xxx и т. Д. До 9xxx для кремнемарганцевых сталей.

Закалка легированных сталей обычно может проводиться в масле для более медленной закалки, чем закалка в воде, как это требуется для простых углеродистых сталей. Это может уменьшить деформацию и позволить упрочнению проникнуть глубже в сердцевину материала.

Вы можете использовать платформу Thomas Supplier Discovery, чтобы найти поставщиков легированной стали.

Низколегированная сталь

Иногда его называют HSLA, или высокопрочной низколегированной сталью, этот металл обладает повышенной прочностью по сравнению с обычными углеродистыми сталями и используется в условиях, где вес является важным фактором, например, в мобильном оборудовании. Хорошо деформируется в холодном состоянии и легко сваривается. Она обладает лучшей устойчивостью к коррозии, чем обычная сталь, а также хорошей стойкостью к ударам, усталости и истиранию.

Прочие низколегированные стали с такими обозначениями, как HY 80 и HY 90, используются для корпусов судов и внедорожного оборудования.Тем не менее, другие низколегированные стали доступны для определенных условий, таких как низкотемпературная ударная вязкость или для создания защитных, атмосферостойких слоев на декоративной стали, используемой для фасадов зданий.

Вы можете использовать платформу Thomas Supplier Discovery, чтобы найти поставщиков низколегированной стали.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это сплав железа и хрома, содержащий от 10 до 30% хрома, что придает металлу высокую устойчивость к коррозии. Несмотря на то, что существует множество марок нержавеющей стали, регулярно используются только дюжина или около того.Например, нержавеющая сталь AISI типа 304, содержащая хромоникелевый компонент и низкоуглеродистую, популярна благодаря своей хорошей коррозионной стойкости, чистоте и формуемости, что делает ее популярной для многих предметов повседневного обихода, таких как кухонные мойки. Нержавеющая сталь AISI типа 316, содержащая легирующий элемент молибден, даже более устойчива к химическому воздействию, чем тип 304, что делает его пригодным для воздействия морской воды, рассола, серной кислоты и других коррозионных веществ, встречающихся в промышленной среде.

Вы можете использовать платформу Thomas Supplier Discovery, чтобы найти поставщиков нержавеющей стали.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор распространенных типов стали. Для получения дополнительной информации о дополнительных продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие изделия из стали

• Типы профилей из конструкционной стали
• Ведущие производители и поставщики арматуры
• Типы арматуры
• Типы нержавеющей стали
• Ведущие сталелитейные компании и производители стали США в мире
• Все о стали 5160 (свойства, прочность, применение)
• Все о стали 440 (свойства, прочность, применение)
• Все о стали 430 (свойства, прочность, применение)
• Все о стали 304 (свойства, прочность, применение)
• Все о 52100 Сталь
• Свойства, состав и применение стандартных сталей
• Обработка стали поверхностным упрочнением (поверхностное упрочнение)
• Все о стали 9260 (свойства, прочность, применение)
• Все о стали 4130 (свойства, прочность, применение)
• Steel vs.Титан — прочность, свойства и применение

Прочие «виды» изделий

Больше от Metals & Metal Products

4 типа стали: чем они отличаются?

Человечество впервые научилось работать с железом около 6000 лет назад, хотя лишь несколько тысяч лет спустя сверхсовременный элемент стал применяться в своей самой важной роли: производстве стали. Сталь используется в механическом и электрическом оборудовании, тяжелом строительном оборудовании, кухонных приборах и инструментах.При таком большом разнообразии выбор типа использования может сбивать с толку.

Сталь

— это сплав железа, то есть он в основном состоит из железа и в сочетании с одним или несколькими легирующими металлами позволяет производить новые материалы с уникальными свойствами. Существует четыре основных классификации, но есть также несколько подгрупп, которые служат разным целям. Его свойства меняются в зависимости от элементов, с которыми сочетается железо, а также от методов, используемых для нагрева и охлаждения металла.

Ниже мы объясняем различные виды стали и цели, которым служит каждый из них.Мы надеемся, что эта информация поможет вам с ясностью и уверенностью принять решение о том, какой тип использовать.

Какие бывают виды стали?

Сталь классифицируется по своему составу: железо сплавлено с углеродом и любым количеством других элементов для достижения определенной цели. Четыре основных типа:

• Углеродистая сталь
• Нержавеющая сталь
• Легированная сталь
• Инструментальная сталь

1.Углеродистая сталь

Вся сталь содержит углерод, но углеродистая сталь уникальна тем, что в ее составе заметно отсутствие других элементов. Хотя он содержит всего 2% углерода или меньше по весу, его элементарный характер делает углеродистую сталь прочным и долговечным материалом, который идеально подходит для множества применений.

Углеродистую сталь иногда путают с чугуном, хотя он должен содержать менее 2% углерода. Чугун содержит от 2% до 3,5% углерода, что придает ему грубую текстуру и более хрупкий характер.

Несмотря на то, что углеродистая сталь состоит из легированных металлов, она не имеет классификации сплавов из-за отсутствия в ее составе других легирующих элементов. Эта простота способствует популярности углеродистой стали — на нее приходится около 90% всего производства стали.

Типы углеродистой стали

Углеродистая сталь ниже порога в 2% может быть разделена на три категории: низкоуглеродистые, средние и высокоуглеродистые. Каждый тип сохраняет присущую углероду прочность, но его полезное назначение будет меняться по мере увеличения содержания углерода.

• Низкое содержание углерода : это наиболее распространенный и наименее дорогой тип. Его легко формовать из-за его высокой пластичности — его врожденной способности растягиваться при деформации. Для проволоки, болтов и труб используется этот вид стали.
• Средний углерод: содержание углерода от 0,31% до 0,60% придает этой разновидности более высокую прочность и более низкую пластичность, чем разновидности углерода с более низким содержанием углерода. Средний углерод содержится в зубчатых колесах и железнодорожных путях.
• High carbon: самая жесткая разновидность — более 0.61% углерода и часто используется для изготовления кирпичных гвоздей и острых режущих инструментов, таких как лезвия траншеекопателя. Они не содержат более 2% углерода.

Относительная технологичность и низкая стоимость углеродистой стали делают ее идеальным выбором для различных строительных проектов, как крупных, так и мелких.

2. Нержавеющая сталь

Этот тип широко известен своей ролью в производстве медицинского оборудования и приборов, но диапазон его применения намного шире, чем просто газовая плита на вашей кухне.Хром — это сплав, который выделяет нержавеющую сталь, придавая материалу ее характерный блеск.

Хром — это больше, чем просто косметическая добавка: этот элемент устойчив к окислению и увеличивает долговечность металла, предотвращая его ржавление. Как правило, нержавеющая сталь имеет содержание хрома более 10,5%, а иногда до 30% в определенных областях применения.

Более высокое содержание хрома напрямую приводит к более высокому блеску при полировке и большей устойчивости к коррозии.Нержавеющая сталь отличается от хрома, когда хром наносится гальваническим способом на другой металл для получения прочного полированного покрытия. Блеск в изделиях из нержавеющей стали с высоким содержанием хрома менее зеркальный из-за добавления других элементов.

Типы нержавеющей стали

Применения в кухне, медицине и автомобилестроении широко распространены, но нержавеющая сталь высоко ценится и для других целей. Он сгруппирован в четыре подкатегории, каждая из которых служит своей цели.

• Мартенситные сплавы : Вязкость — отличительный признак мартенситных сплавов, но они подвержены коррозии.Они образуются в результате процесса быстрого охлаждения, что делает их идеальными для термической обработки и используются в медицинских инструментах, столовых приборах и плоскогубцах.
• Ферритные сплавы : это менее дорогие стали с низким содержанием углерода и никеля. Ферритные сплавы обычно используются в автомобильной промышленности из-за их прочности и блеска, вызванных хромом.
• Аустенитные сплавы : аустенитные сплавы имеют более высокое содержание хрома и никеля, что улучшает их устойчивость к коррозии и делает их немагнитными.Они присутствуют в коммерческой кухонной технике и популярны, потому что они прочны и просты в уходе.
• Дуплексные сплавы : Комбинация аустенитных и ферритных сплавов дает дуплексный сплав, который наследует свойства обоих, в то же время удваивая прочность. Они также пластичны и устойчивы к коррозии из-за довольно высокого содержания хрома.

Варианты из нержавеющей стали при использовании в строительной отрасли ценятся за их коррозионную стойкость и прочность.Они хорошо подходят для различных применений в строительстве, а также для хранения опасных строительных материалов.

3. Легированная сталь

Тип сплава — это железо, сплавленное с одним из нескольких других элементов, каждый из которых придает конечному продукту свои уникальные свойства. Это правда, что все стали — это сплавы, но углерод и хром — это особые сплавы, названия которых связаны с типом металла, который они образуют.

Группа легированных сталей

включает широкий спектр сплавов с одинаково разнообразным набором свойств.В транспортных контейнерах используется сложный сплав, который сочетает в себе несколько элементов для производства прочного и долговечного продукта. Кремний не часто считают компонентом стали, но его магнитные свойства делают его идеальным компонентом большинства крупных механизмов. Алюминий универсален и используется в революционных строительных материалах, которые одновременно легкие и чрезвычайно прочные.

Некоторые элементы, которые объединяются с железом и углеродом для производства сплавов, также присутствуют в инструментальных сталях — например, кобальт, вольфрам и молибден являются сверхтвердыми металлами, которые необходимы из-за их ударопрочности и режущей способности.

Типы легированной стали

Разнообразный потенциал легированной стали позволяет адаптировать ее к конкретным приложениям. Однако, поскольку вторичные элементы, такие как углерод или хром, не всегда легко достать, некоторые сплавы имеют высокую цену.

Некоторые из наиболее распространенных сплавов включают:

• Алюминий : легкая, жаропрочная сталь, пластичная, с которой легко работать, часто используется в системах горячего выхлопа и генераторах энергии.
• Медь : Коррозионно-стойкая сталь, которая очень эффективно проводит тепло, что делает ее отличным выбором для электропроводки и промышленных теплообменников.
• Марганец : Ударопрочная сталь, чрезвычайно прочная. Его можно найти в пуленепробиваемых шкафах, пластинах от просверливания и высокопрочных сейфах.
• Молибден : свариваемая коррозионно-стойкая сталь, работающая под высоким давлением, что делает ее хорошо подходящей для подводного строительства или нефте- и газопроводов.
• Кремний : мягкая сталь, податливая и обладающая сильными магнитами, создающая сильные постоянные магниты, которые используются в электрических трансформаторах.
• Ванадий : ударопрочная сталь, амортизирующая и устойчивая к вибрации, часто используется в автомобильных деталях, таких как пружины и амортизаторы.

Благодаря своей универсальности сплавы стали обычным явлением во многих строительных проектах. Разновидности меди и алюминиевых сплавов особенно популярны благодаря малому весу и жаропрочным свойствам.

4. Инструментальная сталь

Инструментальная сталь

говорит о многом: они используются в станках для производства инструментов. Закалка, процесс добавления сильного тепла, быстрого охлаждения, а затем повторного нагрева, позволяет получить инструментальную сталь, которая является чрезвычайно твердой и термостойкой. Обычно они используются в ударных средах и очень абразивны.

Виды инструментальной стали

Для производства различных инструментов требуются разные типы инструментальной стали.Инструментальная сталь используется по-разному, чтобы наилучшим образом удовлетворить потребности производства конкретного инструмента. Добавленные элементы будут определять, для каких конкретных приложений он подходит.

• Закалка на воздухе : Высокое содержание хрома в этой стали позволяет ей выдерживать высокие температуры без деформации.
• Закалка в воде : Эта сталь закаливается в воде во время использования; это наиболее доступный тип инструментов, который используется для изготовления обычных инструментов.
• Закалка в масле : Эта закаленная в масле сталь отличается исключительной износостойкостью от скольжения и используется для производства ножей и ножниц.
• Быстрорежущая сталь : Быстрорежущая сталь обладает высокой абразивностью и ударопрочностью. Его можно найти в сверлах и бензопилах.
• Горячая обработка : Название дает понять, но эта сталь может выдерживать очень высокие температуры и используется в ковке и литье.
• Ударопрочность : Небольшие количества углерода, кремния и молибдена упрочняют эту сталь и подходят для изготовления штампов и клепальных инструментов.

Эти типы можно дополнительно разделить по отрасли, в которой они используются, а также по их твердости и ударной вязкости.

Какие бывают марки стали?

Сталь

отличается особой сложностью из-за множества свойств и областей применения. Две комплексные системы оценок были разработаны для точной категоризации определенного типа даже внутри подгрупп. Эти системы стандартизированы для разных отраслей, поэтому можно гарантировать целостность материалов. Две системы оценки:

• ASTM (Американское общество испытаний и материалов) : Буквенно-цифровая классификация, обозначающая общую категоризацию стали и ее конкретные атрибуты.
• SAE (Общество автомобильных инженеров) : четырехзначная цифровая классификация, которая выделяет тип стали и содержание углерода, а также присутствие других легирующих элементов.

Повсюду можно найти сталь, изготовленную в различных формах для удовлетворения различных потребностей. Это важный компонент многих строительных материалов, бытовой техники и даже инструментов, используемых для изготовления других инструментов. Благодаря сочетанию правильных элементов можно получить точную подгонку стали практически для любого применения.

Железо и углерод — это проверенные универсальные металлы, которые являются строительными блоками для большей части того, что мы видим в современных городах, включая транспортные сети и телекоммуникационную инфраструктуру. Использование стали имеет долгую историю и будет продолжаться далеко в будущем по мере открытия новых способов комбинирования элементов.

Дополнительные источники : ThoughtCo 2 | 3 | 4 | Steel.org | ScienceDirect 2 | 3 | SAE International | ASTM International

Похожие сообщения

Полное руководство по различным типам стали

Сталь в ее различных типах является жизненно важным компонентом экономики Соединенных Штатов.По состоянию на январь 2020 года внутреннее производство стали составляло 1 928 000 тонн, что сделало сталь одним из наиболее широко потребляемых продуктов отечественного производства. От зданий до медицинского оборудования и транспортных средств мир буквально работает на стальных изделиях. Но не все стальные материалы сделаны одинаково.

Существует несколько типов стали и сплавов, каждый из которых обладает уникальными свойствами, что делает их подходящими для конкретных производственных целей. Некоторые стали прочные и тяжелые, другие — пластичные и универсальные.

Часто наши клиенты обращаются к нам, чтобы узнать, какой тип стали лучше всего подходит для их применения. Мы составили это краткое руководство, которое поможет вам сориентироваться в языке стали. Конечно, у вас могут быть вопросы по приложению. Не стесняйтесь обращаться к нам с любыми уникальными потребностями в недвижимости, чтобы мы могли помочь вам найти подходящую сталь и производителя для ваших нужд.

Углеродистая сталь

Технически углеродистая сталь — это металлический сплав, содержащий как железо, так и углерод.Но в обрабатывающей промышленности углеродистая сталь часто определяется по-разному. Оба следующих элемента составляют «углеродистую сталь» на рынке металлов.

• Сталь с содержанием углерода до 2%
• Сталь, не содержащая каких-либо стандартных количеств элементов, которые позволяли бы отнести ее к «легированной стали» (например, кобальт, никель, вольфрам, молибден, титан, цирконий, ванадий, хром и т. Д.)

Вы также можете заметить термин «углеродистая сталь», применяемый к сталям с содержанием менее 0.4% меди или стали с определенным содержанием магния по отношению к меди, хотя эти определения оспариваются в разных отраслях. Для этого мы говорим о первых двух определениях.

Существует три способа классификации углеродистой стали: низкая, средняя и высокая.

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь (или « низкоуглеродистая сталь » или « простая углеродистая сталь ») относится к углеродистым сталям с содержанием углерода до 0,30%. Это, безусловно, самый распространенный вид стали на рынке металлов.Для этого есть несколько причин. Во-первых, низкоуглеродистая сталь относительно недорогая. Кроме того, поскольку содержание углерода ниже, чем в стали со средним и высоким содержанием углерода, низкоуглеродистую сталь легко формовать, и она идеально подходит для применений, в которых прочность на разрыв не является непосредственной проблемой, например, для конструкционных балок.

Еще одним преимуществом низкоуглеродистой стали является то, что ее свойства можно относительно легко улучшить путем добавления дополнительных элементов, таких как магний. Низкоуглеродистая сталь также является идеальным выбором для науглероживания, которое улучшает твердость корпуса, не влияя на пластичность или вязкость.

Как часто используется низкоуглеродистая сталь?

• Конструкционные элементы
• Машины
• Трубы
• Бытовая техника
• Автомобильные комплектующие
• Инструменты хирургические
• Медицинское оборудование
• Провода
• Болты
• Штампов
• и т. Д.

Основные свойства низкоуглеродистой стали:

• Низкая стоимость
• Низкая твердость
• Легкая прочность
• Высокая обрабатываемость
• Очень высокая прочность
• Высокая пластичность
• Высокая свариваемость

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистая сталь относится к углеродистым сталям, имеющим от 0 до 0.Содержание углерода от 31% до 0,60% и от 0,31% до 1,60% магния. Одно из самых больших преимуществ среднеуглеродистой стали — ее прочность. Однако здесь есть некоторые компромиссы. Среднеуглеродистая сталь имеет низкую пластичность и вязкость, что затрудняет формовку и сварку.

Для чего обычно используется среднеуглеродистая сталь?

• Детали машин
• Напорные конструкции
• Шатуны
• Шестерни
• Железнодорожные пути

Основные свойства среднеуглеродистой стали:

• Низкая закаливаемость
• Средняя пластичность
• Средняя вязкость
• Средняя прочность
• Средняя свариваемость
• Средняя обрабатываемость

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь относится к углеродистым сталям, имеющим от 0.Содержание углерода от 61% до 1,50% и магния от 0,31 до 0,90%. Когда дело доходит до твердости и ударной вязкости, предпочтительной углеродистой сталью является высокоуглеродистая сталь. Однако это требует компромисса. Сваривать, резать или формировать высокоуглеродистую сталь очень сложно.

Как часто используется высокоуглеродистая сталь?

• Железные дороги
• Барс
• Пружинная сталь
• Тарелки
• и т. Д.

Основные свойства высокоуглеродистой стали:

• Низкая закаливаемость
• Низкая пластичность
• Пониженная свариваемость
• Низкая обрабатываемость
• Высокая прочность
• Высокая прочность

Нержавеющая сталь

В то время как углеродистая сталь обычно определяется по содержанию углерода, нержавеющая сталь определяется по 10.Минимальное содержание хрома 5%. Подобно углеродистой стали, нержавеющая сталь также содержит углерод и железо, но дополнительный хром является ключом, который придает ей ее уникальные свойства. Одним из самых больших преимуществ нержавеющей стали является то, что она защищает сталь от окисления, которое со временем разрушает металлы. Нержавеющая сталь также идентифицируется по ее блеску, свойству, обеспечиваемому хромом. Вы часто увидите, что нержавеющая сталь используется в посуде, ножах и медицинском оборудовании.

Как и углеродистая сталь, существуют различные типы нержавеющей стали, каждая из которых имеет уникальную рыночную цену и свойства.

Аустенитные сплавы

Аустенитные сплавы нержавеющей стали, безусловно, являются наиболее распространенными типами металлических нержавеющих сталей на рынке. Они устойчивы к окислению, придают уникальный вид и немагнитны (хотя при определенных обстоятельствах могут становиться магнитными).

Существует две распространенных марки аустенитных сплавов:

Марки аустенитных сплавов также включают 301, 302, 303, 309 и 321.

Ферритные сплавы

Ферритные сплавы нержавеющей стали — еще один полураспространенный сплав нержавеющей стали.В отличие от аустенитных сплавов, они обладают магнитными свойствами, что позволяет использовать их там, где магнетизм необходим. Обычно это самые дешевые сплавы нержавеющей стали из-за относительно низкого содержания никеля.

Существует две распространенных марки ферритных сплавов:

Мартенситные сплавы

Мартенситные сплавы нержавеющей стали — наименее распространенный сплав нержавеющей стали. Эти сплавы обладают невероятной твердостью и прочностью, но у них плохие окислительные свойства, что делает их пригодными только для применений, требующих невероятной стойкости.

Существует одна распространенная марка мартенситного сплава:

.

Легированные стали

Самый широкий и разнообразный ассортимент стальных сплавов — это «легированные стали». Они производятся путем комбинирования углеродистой стали с различными легирующими элементами, что придает каждой стали уникальные свойства. Существует невероятно широкий ассортимент легированных сталей, но некоторые из наиболее распространенных включают:

• Хром
• Кобальт
• молибден
• Никель
• Вольфрам
• Ванадий

Благодаря невероятному разнообразию легированных сталей вы можете создавать стали практически со всеми возможными свойствами, используя легированные элементы.При этом некоторые из этих сталей относительно дороги.

Инструментальная сталь

Последняя группа сталей — инструментальные стали. Эти стали используются для инструментальной деятельности, например, для сверления. Инструментальная сталь, обычно состоящая из молибдена, ванадия, вольфрама и кобальта, является жаропрочной, прочной и прочной.

Всего существует 6 марок инструментальной стали:

• Закалка на воздухе
• Закалка в воде
• Тип D
• Горячие деформации
• Ударопрочные типы
• Масляная закалка

Вам нужна сталь?

Staub Manufacturing предлагает услуги с использованием большинства перечисленных выше сталей.Если вашей компании требуются наиболее подходящие стальные детали для производства высококачественной продукции, свяжитесь с нами. Мы — американские производители, сертифицированные по стандарту ISO 9001: 2105, и готовы помочь вам поставлять стальные изделия высочайшего качества.

Материалы — Сталь — Углерод, сплав, марки

Приведенную ниже информацию следует рассматривать только как ориентировочную. Для конкретных приложений требуется надлежащее тестирование. Твердость металла определяется его сопротивлением деформации, вдавливанию или царапинам.Твердость по Роквеллу — наиболее распространенная мера твердости металла. Мягкие стали обычно измеряются по шкале Роквелла B, тогда как более твердые стали и стали с глубокой цементной закалкой обычно измеряются по шкале Роквелла C. В некоторых случаях один объект может попадать в более чем одну шкалу (см. Таблицу сравнения твердости). Например, типичная стальная пружина имеет твердость по Роквеллу 110 по шкале B и 38 по шкале C.

Примечание: Предел текучести — это величина давления, которое материал выдержит до того, как станет необратимо деформированным.

1018 — Термическая обработка в контакте с углеродом (науглероживание) приводит к упрочнению поверхности этой низкоуглеродистой стали. Его легко формовать в холодном состоянии, гнуть, паять и сваривать. Максимум. достижимая твердость по Роквеллу — B72. Температура плавления составляет 2800 ° F. Предел текучести составляет 77000 фунтов на квадратный дюйм.

1045 — Эта среднеуглеродистая сталь прочнее, чем 1018, ее сложнее обрабатывать и сваривать. Максимум. достижимая твердость по Роквеллу — B90. Температура плавления составляет 2800 ° F. Предел текучести составляет 77000 фунтов на квадратный дюйм.

A36 — Углеродистая сталь общего назначения подходит для сварки и механического крепления. Максимум. достижимая твердость по Роквеллу — B68. Температура плавления составляет 2000 ° F. Предел текучести составляет 36000 фунтов на квадратный дюйм.

12L14 — Низкоуглеродистая сталь с превосходными характеристиками механической обработки и хорошей пластичностью, что позволяет легко гнуть, обжимать и клепать. Его очень трудно сваривать, и его нельзя закалить. Максимум. достижимая твердость по Роквеллу составляет B75-B90. Температура плавления составляет 2800 ° F.Предел текучести составляет 60 000-80 000 фунтов на квадратный дюйм.

1144 — Среднеуглеродистая повторно сульфированная сталь, легко обрабатываемая. Сталь 1144 термически обрабатывается лучше, чем сталь 1045. Снятие напряжений позволяет получить максимальную пластичность при минимальном короблении. Максимум. достижимая твердость по Роквеллу — B97. Температура плавления составляет 2750 ° F. Предел текучести составляет 95 000 фунтов на квадратный дюйм.

4140 Сплав — Также называется хромомолибденовой сталью. Сплав 4140, идеально подходящий для ковки и термообработки, является прочным, пластичным и износостойким.Максимум. достижимая твердость по Роквеллу C20-C25. Температура плавления составляет 2750 ° F. Предел текучести составляет 60 000-105 000 фунтов на квадратный дюйм.

4140 Сплав ASTM A193 Grade B7 — Подобен сплаву 4140, но уже подвергнут закалке, отпуску и снятию напряжений. Твердость по Роквеллу C35 макс.

8630 Сплав — Этот сплав твердый, но пластичный. Он хорошо реагирует на термическую обработку, демонстрирует превосходные характеристики сердечника, а также хорошую свариваемость и обрабатываемость. Максимум. достижимая твердость по Роквеллу B85-B97.Температура плавления составляет 2800 ° F. Предел текучести составляет 55 000-90 000 фунтов на квадратный дюйм.

Одним из наиболее распространенных сплавов является углеродистая сталь 1144, в которой легирующие элементы улучшают обработку. Напряжение 1144, продукт LaSalle Steel, является примером сплава с хорошими характеристиками механической обработки и закаливаемости, который обладает высокой прочностью и может подвергаться сквозной закалке.

Легированные хромом стали

, такие как 4130, 4140 и 4340, названы так потому, что содержание хрома высокое (около 1%) и является основным легирующим элементом.Как можно видеть, хромистые легированные стали начинаются с префикса «40» и заканчиваются двумя цифрами, которые соответствуют номинальному процентному содержанию углерода. Например, 4140 содержит 0,40% углерода и 0,1% хрома.

Никелевые легированные стали заменяют никель примерно половиной стандартного содержания хрома в хромовых сплавах. Например, в то время как 4140 содержит 0,0% никеля и 0,1% хрома, 8630 содержит 0,60% никеля и 0,50% хрома. Эти сплавы обычно имеют префикс «80». 8630 по сравнению с 4140 следующим образом:

Трудно провести механическое сравнение хромовых сплавов и никелевых сплавов, поскольку они похожи, но уникальны для марки.Обычно никелевые сплавы можно вытягивать до более точного конечного размера, и поэтому они более распространены в стали для конечного использования, например, для шпонки.

видов стали для вашего металлического корпуса

Типы стали для металлического корпуса

Существует более 3500 различных типов стали, каждый из которых обладает уникальными физическими, химическими и экологическими свойствами (источник). По своей сути сталь состоит из железа и углерода. Именно количество углерода, примесей и дополнительных легирующих элементов определяет свойства каждой марки стали.Различные стали производятся в соответствии со свойствами, необходимыми для их применения, и понимание свойств марок стали может помочь вам определить идеальный материал для вашего следующего металлического корпуса. Обязательно учитывайте требования к окружающей среде, пространству и форме вашего шкафа, когда решаете, какой тип стали вам подходит.

Виды стали

Согласно Американскому институту чугуна и стали (AISI), все различные типы стали можно разделить на четыре основные группы:

1. Углеродистая сталь
2. Легированная сталь
3. Инструментальная сталь
4. Нержавеющая сталь

Каждый тип имеет несколько разные свойства, назначение и наилучшее применение:

Углеродистая сталь

Углеродистые стали содержат различное процентное содержание углерода.Как правило, чем выше уровень углерода, тем прочнее и хрупче сталь. Низкоуглеродистая сталь (также известная как кованое железо) проста в обработке и может использоваться для изготовления декоративных изделий, таких как ограждения или фонарные столбы. Среднеуглеродистая сталь очень прочная и часто используется для строительства больших конструкций, например мостов. Высокоуглеродистая сталь используется в основном для изготовления проволоки. Ультра-высокоуглеродистая сталь (также известная как чугун) часто используется для изготовления посуды, в том числе сковородок, кастрюль и сковородок.

Легированная сталь

Легированные стали производятся с небольшим процентным содержанием одного или нескольких металлов помимо железа.Это изменяет свойства легированных сталей. Например, добавление алюминия может сделать сталь более однородной по внешнему виду. Сталь с добавлением марганца становится исключительно твердой и прочной.

Инструментальная сталь

Инструментальные стали

— это прочные, жаропрочные металлы, содержащие вольфрам, молибден, кобальт и ванадий. Их часто используют для изготовления инструментов, например сверл. (Отсюда и название инструментальная сталь.)

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь содержит от 10 до 20 процентов хрома, что делает сталь чрезвычайно устойчивой к коррозии или ржавчине.Это делает нержавеющую сталь идеальной для таких продуктов, как наружные шкафы. Фактически, когда сталь содержит более 11 процентов хрома, она примерно в 200 раз более устойчива к коррозии, чем стали, не содержащие хрома (источник).

Корпуса из нержавеющей стали в компании American Products

В American Products мы выбираем для наших корпусов сталь высочайшего качества. Мы используем нержавеющую сталь марки 304 для наших корпусов, фурнитуры и запорных механизмов, а для некоторых корпусов мы используем оцинкованную нержавеющую сталь.

Тип 304 — это наиболее широко используемая нержавеющая сталь в нашей отрасли, поскольку она обладает хорошими формовочными и сварочными свойствами, обладает отличной способностью к вытяжке и может принимать различные формы без отжига. Он может удовлетворить разнообразные требования приложений, обеспечивая при этом необходимую защиту и производительность. Кроме того, он не требует особого ухода и не ржавеет в полевых условиях.

Оцинкованная сталь — это нержавеющая сталь, покрытая слоями оксида цинка. Покрытие придает стали более прочную и устойчивую к царапинам поверхность, которую многие считают привлекательной.Кроме того, оцинкованная сталь является важным компонентом изготовления для бесчисленных применений на открытом воздухе, на море или в промышленности. Обладает исключительной стойкостью к ударам и коррозии.

Все наши корпуса соответствуют стандартам NEMA и производятся прямо здесь, в Соединенных Штатах. Если вы ищете металлический корпус, способный противостоять стихиям, вам может подойти корпус из нержавеющей оцинкованной стали марки 304. Просмотрите наш каталог продуктов, чтобы узнать больше, или свяжитесь с нами, если у вас возникнут вопросы.Независимо от ваших требований к дизайну, мы можем помочь вам разработать идеальный продукт для внутреннего или наружного применения.

лучших марок стали для кузнечного дела (сравнение материалов)

В процессе металлообработки выбор подходящего материала для работы является важным шагом на пути к созданию изделия, которым можно гордиться. Но огромное разнообразие доступных вариантов может превратить это в довольно сложную и трудоемкую задачу, поскольку бесчисленное множество сплавов и марок металлов стремятся привлечь ваше внимание.Однако, ознакомившись с несколькими ключевыми категориями материалов, широко используемых в металлообработке, вы можете значительно сузить свой выбор и значительно упростить процесс выбора для себя.

Здесь мы подробно описали некоторые из наиболее распространенных типов стали, с которыми вы можете столкнуться, а также преимущества и недостатки каждого типа.

1) Углеродистые стали

Меч, сделанный из углеродистой стали 5160. Заерет [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons. На сегодняшний день наиболее распространенной разновидностью стали является углеродистая сталь. Вообще говоря, углеродистые стали обычно содержат не более 2% легирующих элементов. Согласно определению Американского института железа и стали (AISI), углеродистая сталь не имеет минимального указанного содержания таких элементов, как титан, никель, хром или любого другого типа элементов, которые могут быть добавлены с целью достижения легирующих свойств. В частности, в углеродистой стали максимальное содержание меди составляет 0,60%, а максимальное содержание марганца — 1.65% и максимальное содержание кремния 0,60%.

Состав углеродистых сталей (низкий-средний-высокий)

• Низкоуглеродистая и мягкоуглеродистая сталь состоит из 0,30% углерода. Эта группа сталей является самой большой из трех. Низкоуглеродистые стали могут иметь различные формы и структуры, что делает их пригодными для множества различных применений, таких как перила, крючки и другие приспособления. Низкоуглеродистые стали могут быть плоскими металлическими листами или опорными балками.
• Среднеуглеродистые стали содержат от 0.31% и 0,60% углерода. Более высокое содержание углерода делает этот тип стали более прочным, чем низкоуглеродистую сталь, но более устойчивым к изменениям формы. Металлические изделия, такие как гайки и болты, часто изготавливаются из среднеуглеродистой стали, а также рельсовые изделия, шестерни и молотки.
• Высокоуглеродистая сталь имеет содержание углерода более 0,61%. Из-за относительно высокого содержания углерода и примесей они труднее всего деформируются и очень хрупкие. Следовательно, прочность высокоуглеродистой стали делает ее отличным материалом для ножей, мечей, гвоздей и других металлорежущих инструментов.Также существует категория, известная как сверхвысокоуглеродистая или инструментальная сталь, содержащая до 2,00% углерода в дополнение к другим легирующим элементам, которые будут рассмотрены в отдельном разделе этой статьи.

Температура ковки углеродистой стали

Температура, при которой углеродистая сталь может деформироваться посредством кузнечного дела, зависит от содержания в ней углерода. Сталь меняет цвет в зависимости от температуры, до которой она нагревается. Этим сталям для ручной ковки требуется температура от 2200 ° F до 2300 ° F, но следует отметить, что максимальная рабочая температура обычно снижается с увеличением содержания углерода.Как кузнец, вы часто можете измерить эту температуру, наблюдая за изменением цвета стали во время обогрева в затемненной комнате. Хотя этот метод не является точным на 100%, он может дать некоторое представление о формуемости материала. Хотя углеродистой стали можно формовать посредством горячей штамповки, обычно она не требует какой-либо термической обработки.

Преимущества и недостатки углеродистой стали

Углеродистые стали, несомненно, широко применяются в металлообработке.Эта особенность еще больше усиливается тем фактом, что углеродистую сталь чрезвычайно легко достать, так как ее можно найти в большинстве розничных продавцов металла и даже в обычных магазинах товаров для дома. Его повсеместное распространение в промышленности также означает, что углеродистая сталь может быть получена из переработанного материала, хотя следует проявлять осторожность, поскольку состав переработанной стали не всегда легко определить. Некоторые материалы, такие как цинк и свинец, среди прочего, могут присутствовать в переработанной стали и выделяют вредные пары при сжигании в кузнице.Всегда проявляйте осторожность при использовании материалов, происхождение которых невозможно точно определить.

2) Легированные стали

Сталь уже является легированным металлом, но легированная сталь — это очень специфическое обозначение стали. Легированная сталь содержит элементы, которые намеренно добавлены, чтобы влиять на свойства стали, такие как прокаливаемость, пластичность, формуемость и сопротивление. Некоторые из легирующих элементов, используемых для изготовления легированной стали, — это хром, марганец, никель, вольфрам или ванадий.

Состав легированных сталей (низкий-высокий)

Бывает из высоколегированной и низколегированной стали.Высоколегированная сталь обычно классифицируется как содержащая более 10% легирующих элементов, не являющихся углеродом или железом. Низколегированная сталь обычно имеет содержание углерода менее 0,2%, а легирующие элементы составляют менее 10% от ее состава. Легированные стали просты в обработке, недороги в производстве и легко подвергаются термообработке и механической обработке. Большинство легированных сталей требуют термической обработки для улучшения их свойств.

Каждый легирующий элемент по-разному влияет на сталь, в которую он добавлен.Хром увеличивает твердость, увеличивает ударную вязкость и увеличивает износостойкость стали. Марганец увеличивает твердость поверхности, сопротивление деформации, ударопрочность и жаропрочность. Никель увеличивает прочность, ударную вязкость, устойчивость к коррозии и стойкость к окислению. Вольфрам увеличивает твердость и улучшает зернистую структуру металла, улучшая термостойкость. Ванадий увеличивает прочность, ударную вязкость, устойчивость к ударам и коррозии.

Преимущества и недостатки легированных сталей

Поскольку легированная сталь обычно тверже, прочнее, пластичнее и более устойчива к коррозии, чем обычная углеродистая сталь, ее применение обычно более требовательно.К таким приложениям относятся аэрокосмическая промышленность и энергетика, где обычно требуются высококачественные и долговечные материалы. Улучшенные магнитные свойства легированных сталей также делают их привлекательным выбором для электротехнической продукции. В строительстве также используется легированная сталь для поддержки крупных конструкций из-за ее повышенного отношения прочности к весу.

3) Нержавеющая сталь

Углеродистая сталь может быть прочным металлом, но очень подвержена коррозии.Форма стали, устойчивой к коррозии, — нержавеющая сталь. Нержавеющая сталь была открыта в начале 20 века, и она состоит не менее чем на 10% хрома, что делает ее высоколегированной сталью. Хром — это легирующий элемент, который реагирует с атмосферными газами с образованием оксида хрома. Этот оксидный слой действует как самовосстанавливающийся пассивный слой на поверхности стали, предотвращающий появление ржавчины или пятен. В результате нержавеющая сталь имеет блестящий вид по сравнению с матовой поверхностью обычной углеродистой стали.Фактически, он часто используется в декоративных целях из-за привлекательной отделки поверхности.

Состав нержавеющих сталей

На самом деле существует четыре группы нержавеющих сталей: ферритная, аустенитная, мартенситная и дуплексная. В этих группах нержавеющие стали можно классифицировать по различным маркам.

• Ферритные нержавеющие стали являются магнитными и имеют очень высокое содержание хрома, до 27% от его общего состава.
• Аустенитная нержавеющая сталь также содержит 8% никеля в дополнение к высокому содержанию хрома.Этот вид нержавеющей стали часто используется для изготовления оборудования для пищевой и медицинской промышленности. Он считается относительно прочным металлом при температуре окружающей среды.
• Мартенситная нержавеющая сталь также является магнитной и содержит до 1% молибдена. Их высокая пластичность позволяет легко придавать им различные формы. Мартенситные нержавеющие стали обычно используются для изготовления лопаток и деталей машин.
• Дуплексные нержавеющие стали представляют собой смесь ферритных и аустенитных нержавеющих сталей.В них высокое содержание хрома и молибдена, что делает их более прочными и жесткими, чем сами по себе ферритные и аустенитные нержавеющие стали. Дуплексные нержавеющие стали используются для изготовления большого количества химического и пищевого оборудования из-за их способности противостоять суровым условиям окружающей среды.

Температура ковки нержавеющих сталей

Его совместимость с различными веществами делает его особенно привлекательным материалом для использования в химических процессах, проводимых при повышенных температурах.В зависимости от марки нержавеющая сталь может использоваться при температурах от 1700ºF до 2100ºF. Никель и молибден также могут быть добавлены в качестве легирующих элементов для улучшения формуемости нержавеющей стали. Ковка нержавеющей стали может еще больше улучшить качество материала. Механические свойства нержавеющей стали улучшаются в процессе ковки за счет создания более прочного и стойкого материала. Поковки из нержавеющей стали обычно имеют большее отношение прочности к массе, чем исходная заготовка.

Преимущества и недостатки нержавеющих сталей

Хотя нержавеющая сталь имеет более низкую теплопроводность, чем углеродистая сталь, она широко используется в бытовых приборах и в промышленности из-за ее высокой устойчивости к коррозии и окислению. Помимо промышленного применения, нержавеющая сталь чаще всего используется в столовых приборах и кухонной посуде, а также при создании автомобильных выхлопных систем. Как и углеродистая сталь, ее также легко найти, поскольку она широко доступна в промышленных магазинах и магазинах товаров для дома.

4) Инструментальная сталь

Назначение инструментальных сталей можно понять по их названию.В основном они используются для изготовления инструментов, которые режут или формируют другие металлические изделия. Инструментальная сталь должна быть прочной, жаропрочной и износостойкой из-за того, что она требует применения в сложных условиях. Инструментальные стали представляют собой комбинацию углеродистых и легированных сталей. Они могут содержать молибден, кобальт, вольфрам или ванадий в качестве легирующих элементов для повышения долговечности материала инструмента.

Состав различных инструментальных сталей

Существует шесть различных классов инструментальных сталей: водоотверждаемая, холодная, горячая, ударопрочная, быстрорежущая и инструментальная сталь специального назначения.

1) Инструментальная сталь для закалки в воде

Инструментальная сталь с водным упрочнением — это в основном инструментальная сталь: очень высокоуглеродистая сталь с некоторыми другими добавками. Неудивительно, что эта категория инструментальной стали названа так из-за того, что ее можно просто закалить водой, хотя это делает материал склонным к короблению и растрескиванию во время процесса закалки. Другой его основной недостаток — низкая устойчивость к высоким температурам, и любые изделия, изготовленные с использованием этого материала, могут начать размягчаться при температуре выше 300 ° F.Однако это также означает, что инструментальная сталь с закалкой в ​​воде может быть выкована вручную при сравнительно низких температурах с идеальным температурным интервалом от 1550 ° F до 1900 ° F.

В качестве дополнительного бонуса инструментальная сталь для закалки в воде является относительно недорогой по сравнению с другими типами инструментальной стали. Как и другие инструментальные стали, их трудно найти в обычных розничных магазинах, и их часто нужно искать в розничных магазинах металлов или на промышленных складах. Чаще всего они используются для изготовления столовых приборов, метчиков для тиснения и различных ручных режущих инструментов по металлу.

2) Инструмент для холодной обработки стали

Впервые представленная в 1860-х годах, инструментальная сталь для холодной обработки была самой ранней формой разработанной инструментальной стали, плодом усилий знаменитого металлурга Роберта Мушета по созданию стали, которую можно было бы закаливать без закалки в воде. Первоначальное изделие Муше закаливалось просто воздухом, но более поздние разновидности инструментальной стали для холодной обработки закаливали в масле, и оба метода снижают риск растрескивания, что характерно для инструментальной стали для закалки в воде.Небольшие добавки вольфрама, хрома, марганца или молибдена улучшают твердость, износостойкость и жаропрочность этих материалов.

Инструментальная сталь для холодных работ должна коваться при температурах от 1575 ° F до 2000 ° F, а закаленные на воздухе разновидности требуют несколько более высоких температур, чем их закаленные в масле аналоги. Этот класс сталей имеет широкое коммерческое применение, включая пуансоны, матрицы и детали машин, такие как распределительные валы и втулки, но в домашних условиях они также обычно используются для лезвий и деревообрабатывающих инструментов

3) Ударопрочная инструментальная сталь

Как и многие другие категории инструментальных сталей, ударопрочная инструментальная сталь содержит элементы молибдена, хрома и марганца, которые обеспечивают дополнительную прочность и твердость.Однако чем этот тип стали отличается, так это включением кремния, который придает материалу высокую степень сопротивления деформации из-за ударных сил. Они также обладают высокой износостойкостью, что делает их идеальными кандидатами для использования в долотах, пробойниках и даже пружинах.

Для ручной ковки идеальный диапазон температур для этого класса материалов лежит в пределах от 1800 ° F до 2000 ° F, и его необходимо постепенно доводить до температуры. Более того, ковку не следует выполнять при температуре ниже 1600 ° F.После завершения процесса ковки ударопрочные инструментальные стали необходимо охлаждать довольно медленно и равномерно, чтобы минимизировать степень напряжения, которому подвергается металл. По этой причине изделиям, изготовленным из этого материала, часто дают остыть в пределах печи.

4) Быстрорежущая инструментальная сталь

Изобретение быстрорежущей инструментальной стали уходит корнями в более раннюю работу Роберта Мушета с инструментальной сталью для холодной обработки. Примерно на рубеже 20-го века металлурги из Bethlehem Steel провели кропотливые и тщательные эксперименты с существующими типами высококачественной стали, включая инструментальную сталь Мушета, подвергая их термообработке при гораздо более высоких температурах, чем это было общепринятой нормой.Конечным результатом стал материал с очень высокой термостойкостью, который теперь известен как быстрорежущая инструментальная сталь.

Эта категория инструментальной стали имеет свои свойства благодаря сочетанию вольфрама и молибдена, в сумме составляющего около десяти процентов. В основном они используются в режущих инструментах, таких как сверла, метчики, фрезы, зуборезы и пильные полотна, где их способность выдерживать тепло, генерируемое трением, позволяет инструментам выдерживать резку с высокой скоростью, отсюда и название эта категория инструментальной стали.Другие распространенные области применения включают токарные инструменты по дереву и высококачественные ручные инструменты. В качестве компромисса, быстрорежущая сталь имеет узкий температурный диапазон, в котором ее можно ковать, так как она наиболее благоприятна между 1900 ° F и 2050 ° F. Как и ударопрочная сталь, ее необходимо нагревать до этого диапазона медленно и равномерно. и не обрабатывались при температурах ниже 1600 ° F. Постепенное охлаждение после завершения процесса ковки также является обязательным.

5) Инструмент для горячей обработки стали

И последнее, но не менее важное — инструментальная сталь для горячей обработки.Как следует из названия, этот материал в основном используется для изготовления инструментов для работы при очень высоких температурах. Инструменты, созданные из этого упругого металла, известны тем, что они используются в промышленных приложениях, таких как литье под давлением, а также в более повседневных применениях, таких как обработка стекла и ковка металла.

Сталь

для горячей обработки инструментальной стали характеризуется своей характеристической стойкостью к высоким температурам благодаря низкому содержанию углерода, обычно не более 0,6%, в сочетании с чрезвычайно высоким содержанием хрома, вольфрама или молибдена, от 6% до 25%.Однако имейте в виду, что некоторые марки инструментальной стали для горячих работ подвержены растрескиванию при воздействии воды при высоких температурах, особенно сорта с высоким содержанием вольфрама. В целом, однако, большинство инструментальных сталей для горячей обработки демонстрируют отличную стойкость к тепловому удару, деформации и износу при высоких температурах. Неудивительно, что они также требуют очень высоких температур для ручной ковки, в диапазоне от 1700 ° F до 2100 ° F.

6) Инструментальная сталь специального назначения

Инструментальная сталь специального назначения обычно имеет более высокое содержание сплава.Это более высокое содержание сплава увеличивает их износостойкость и закаливаемость по сравнению с водоотверждаемой инструментальной сталью. Поскольку существует такой широкий ассортимент инструментальных сталей, выбор типа инструментальной стали, которая будет использоваться в конкретных областях применения, очень важен. Следует учитывать такие факторы, как температура, твердость, сопротивление и стоимость.

5) Металлолом

Сталь подлежит вторичной переработке.Фактически, это самый переработанный материал на планете. Поскольку физические характеристики стали не ухудшаются в процессе переработки, ее переработка является очень эффективным процессом. При переработке стали выделяется на 80% меньше углекислого газа, чем при производстве новой стали. Эта характеристика делает сталелитейную промышленность невероятно устойчивой, позволяя экономить энергию и сырье.

Чтобы переработать сталь, ее необходимо отсортировать в центре переработки. Металлолом или сталь должным образом разделяются и сортируются, чтобы гарантировать, что конечный материал состоит из высококачественного металла.После того, как металл отсортирован, его необходимо уплотнить, чтобы уменьшить объем отсортированного материала. На этом этапе уплотненный металл можно измельчить на более мелкие кусочки. Эти более мелкие куски металла легче обрабатывать, что снижает количество выбросов углерода. Затем эти куски металла плавятся и превращаются в жидкую сталь. Затем жидкую сталь очищают с помощью соответствующего метода очистки. После измельчения материала его переносят в охлаждающую камеру для затвердевания. В качестве конструкционной стали обычно используется переработанная сталь.Из него могут быть изготовлены балки и трубы разных размеров для различных промышленных применений.

Свойства и использование стали

Обновлено 16 февраля 2020 г.

Автор: Кевин Бек

Проверено: Lana Bandoim, B.S.

Конструкции, сделанные в основном или в основном из материала, известного как , сталь , могут быть самым заметным дополнением человечества к ландшафту Земли.

Если бы все живое на Земле было телепортировано в другое место, и группа инопланетян занялась исследованием, самые прочные и внушительные объекты, которые они обнаружили бы, которые явно не возникли в результате естественных геологических процессов, содержали бы сталь: небоскребы, мосты, тяжелую технику и, по сути, все, что требуется, чтобы противостоять сильным силам с течением времени.

Возможно, вы знаете, откуда «берется» сталь и что она «такое». По крайней мере, вы наверняка знаете, как он обычно выглядит, ощущается и, возможно, даже звучит в определенных случаях.

Если вы думаете о стали как о металле, это естественно, но на самом деле сталь классифицируется как сплав или смесь различных металлов. В этом случае почти весь первичный металл — это железо, независимо от конкретного рецепта, но, как вы увидите, даже небольшое количество углерода может значительно изменить свойства стали.

Приготовьтесь узнать много нового о том, что по праву можно назвать самым важным материалом в истории строительства и инженерии,

Физические и химические свойства стали

Как вы, несомненно, знаете из того, что видели, слышали и общались С вашей стороны, сталь известна прежде всего своей прочностью, твердостью и твердостью. В некоторых случаях он также славится своим сиянием.

В количественном выражении эти качества выражаются в очень высокой температуре плавления (около 1510 ° C, выше, чем у большинства металлов; медь, например, почти на 500 градусов ниже) и очень высокой плотности (7 .9 г / см ³ , почти в восемь раз больше, чем у воды).

Сталь в целом тверже и прочнее, чем ее так называемый родительский элемент, железо. Тем не менее, он чрезвычайно гибкий, и известен своим высоким пределом прочности на растяжение (то есть его способностью выдерживать приложенные нагрузки или силы, не теряя своей формы).

Прочность на растяжение всех типов стали высока по сравнению с другими материалами, но значительно различается между типами стали. На нижнем уровне значения составляют приблизительно 290 Н / мм ² ; на верхнем конце предел прочности достигает 870 Н / мм ² .

• Один квадратный миллиметр ( ² мм) составляет всего одну миллионную квадратного метра. Это означает, что у стали может быть предел прочности на разрыв 870 миллионов ньютонов на квадратный метр, что равняется массе в 88,8 миллиона килограммов или 195,7 миллиона фунтов (97 831 тонна) на Земле!

Если вы когда-либо использовали чугунную сковороду , вы могли заметить, насколько она на удивление крепкая (или, по крайней мере, тяжелая). Когда железо является единственным или почти единственным компонентом чего-то вроде сковороды, оно более хрупкое, чем сталь.

Но для большинства повседневных температур приготовления пищи (которые кажутся «горячими», но далеко не такими, как в плавильных печах), функциональная разница между чугуном и сталью может быть не так очевидна, даже если они обычно выглядят несколько иначе.

Типы стали

Большая часть производимой сегодня стали называется просто углеродистой сталью или простой углеродистой сталью , даже если она может содержать металлы помимо железа и углерода, такие как кремний и марганец.

Степень отклонения стали на поверхности может не выглядеть значительной, потому что углерод никогда не составляет более 1.5 процентов стали. Однако, если учесть, что эта небольшая доля сама может варьироваться в 10 раз (от 0,15% до 1,5%), вы начинаете понимать, какое физическое воздействие это может оказать.

Сталь

можно разделить на разные категории по ряду критериев. Те, которые используются учеными (которые часто больше озабочены свойствами вещей, чем их фактическим использованием), часто отличаются от тех, чья главная забота — это типы конечных продуктов, изготовленных из стали.

Механический : Как уже отмечалось, предел прочности стали на разрыв может находиться в диапазоне от 290 Н / м ² до 870 Н / м ² .Добавление углерода в сталь усложняет задачу из-за того, что атомы углерода фактически рассеиваются между атомами железа, что очень затрудняет дислокации материала, образуя «зерна» Fe ₃ C. Это также делает сталь более хрупкой. чем железо, поэтому преобразование железа в сталь, несмотря на очевидные преимущества последней, не требует нулевых практических затрат.

Сталь

, классифицируемая на основе ее механических свойств, начинается с «Fe», и далее следует: 1) E и минимальное значение предела текучести, если сталь классифицируется в основном на этом основании_, или 2) просто значение предел прочности при растяжении, если это основной классификационный признак.(_Предел текучести — это мера сопротивления механической деформации.)

• Например, «Fe 290» — это сталь с пределом прочности на разрыв 290 Н / мм2. Fe E 220 — это сталь с пределом текучести 220 Н / мм ² .

Химическая промышленность : Обычные углеродистые стали, содержание углерода в которых варьируется от 0,06% до 1,5%, подразделяются на следующие типы в зависимости от конкретного содержания углерода.

1. Мертвая низкоуглеродистая сталь — до 0.15

   процентов

   углерод 2. Низкоуглеродистая или мягкая сталь — 0,15

   процентов

   до 0,45

   процентов

   углерод 3. Среднеуглеродистая сталь — 0,45

   процентов

   до 0,8

   процентов

   углерод 4 . Высокоуглеродистая сталь — 0,8

   процентов

   до 1,5

   процентов

   углерод

Нержавеющая сталь — это тип стали, получивший свое название за ее стойкость к окислению (ржавчину), а также к коррозии. коррозия, , как коррозия, которая может возникнуть в результате применения сильной кислоты.Он был изобретен в 1913 году британским металлургом Гарри Брерли , который обнаружил, что при добавлении металла хрома к стали в больших количествах (13 процентов) хром вступает в реакцию с кислородом воздуха, образуя самообновляющуюся защитную пленку. вокруг объекта.

В настоящее время используется ряд типов нержавеющей стали:

• Мартенситная нержавеющая сталь содержит от 12 до 14

  процентов

  хрома и 0.От 12 до 0,35

  % углерода

  и были первой разработанной нержавеющей сталью. Эти стали магнитные и могут быть упрочнены путем термической обработки. Они используются в гидравлических насосах, паровых насосах, масляных насосах и клапанах, а также в другом инженерном оборудовании.

  * Ферритные нержавеющие стали содержат большее количество хрома (от 16 до 18

  процентов) и примерно 0,12

  процентов углерода

  . Эти стали более устойчивы к коррозии, чем мартенситные нержавеющие стали, но обладают небольшой способностью закаливаться при нагревании.Эти нержавеющие стали используются в основном в операциях формовки и прессования из-за их высокой устойчивости к коррозии.

  * Аустенитные нержавеющие стали содержат большое количество как хрома, так и никеля; существует множество вариаций точного химического состава, но наиболее широко используемые состоят из 18

  процентов хрома

  и 8

  процентов

  никеля с минимальным содержанием углерода. Они очень хорошо сопротивляются коррозии за счет того, что не поддаются термической обработке в какой-либо значительной степени.Эти стали используются в валах насосов, рамах, обшивке и бытовых компонентах, таких как винты, гайки и болты.

Назначение сплавов

Вы уже видели, как сплавы могут сделать уже полезный материал лучше или, возможно, точнее, более специализированным. Как этот процесс работает на молекулярном уровне?

Большинство чистых металлов, хотя многие из них кажутся твердыми, на самом деле сами по себе слишком мягкие, чтобы их можно было использовать в тяжелой промышленности. (Заметным исключением является автомобильная промышленность, где сталь остается в основном нелегированной и содержит почти чистое железо.) Но смешивание с другими металлами может дать выдающиеся результаты.

Например, никель и хром устойчивы к коррозии и известны тем, что их используют в хирургических инструментах, изготовленных из нержавеющей стали. Если для использования в стальных магнитах требуется сплав с более высокой магнитной проницаемостью, лучшим выбором будет кобальт .

Марганец используется в крупных проектах, таких как железнодорожные переезды для тяжелых условий эксплуатации, благодаря своей значительной прочности и твердости.Наконец, молибден способен сохранять свою прочность при необычно высоких температурах даже по стандартам металлов и используется в точных приложениях, таких как высокоскоростные сверлильные наконечники.

• Когда более крупные ионы добавляются к существующей стальной решетке, это разрушает решетку таким образом, что соседним «слоям» становится труднее скользить друг мимо друга, что увеличивает твердость стали. Добавление более мелких атомов может иметь тот же эффект за счет другой формы механического нарушения структуры кристаллической решетки железа.

Преимущества стали

Среди многих желаемых свойств стали — ее экологичность. Это может не всегда выглядеть так с большими стальными конструкциями, усеивающими небосклон в часто неприятных местах, но его высокая долговечность означает, что, например, он не превратится во что-то токсичное и незаметно попадет в грунтовые воды и другие области. В возобновляемых источниках энергии (например, солнечная, ветровая и гидроэнергетика) широко используется нержавеющая сталь.

• Сталь в настоящее время является самым перерабатываемым материалом на Земле; хотя он и тяжелый, его магнитные свойства облегчают извлечение из ручьев и других мест, чем другие формы отходов.Это может снизить выбросы CO ₂ .

По сравнению с другими материалами, сталь требует небольшого количества энергии при создании относительно легких стальных элементов, и ей можно придавать различные формы. Он дает лучшую форму и остроту, чем железо, которое используется для изготовления оружия.

Различные виды использования и функции стали

Как уже отмечалось, сталь используется в автомобильной промышленности. Подумайте о количестве автомобилей на дорогах вашего собственного города в час пик, все они с кузовами, дверями, двигателями, подвесками и интерьерами, в основном состоящими из стали.

• В среднем автомобиль на 50 процентов изготовлен из стали.

Сталь используется не только в легковых автомобилях, но и в производстве сельскохозяйственных машин и машин.

Большинство бытовой техники в современных домах, такой как холодильники, телевизоры, раковины, духовки и т. Д., Изготовлены из «простой» стали. Кроме того, те, кто любит проводить время на кухне, хорошо осведомлены о роли нержавеющей стали в производстве прекрасных столовых приборов. Нержавеющая сталь особенно легко поддерживает стерильную среду, что является одним из качеств, делающих ее хорошим выбором для хирургических инструментов и имплантатов.

Поскольку сталь позволяет легко формировать сварные швы, она не только составляет невидимый каркас современных конструкций, но и сама по себе стала использоваться в образцах современной архитектуры. Так называемая «мягкая» сталь используется для повседневного строительства зданий, особенно в районах, где сильные ветры являются особенностью местного климата.

Сталь Химические формулы и реакции

Сталь сама по себе является сплавом и по определению не имеет химической или молекулярной формулы, независимо от типа.Тем не менее полезно изучить некоторые важные реакции, происходящие в процессе производства стали.

Сжигание чугуна и стального лома или, в некоторых случаях, только стального лома, включает ряд различных реакций. Вот некоторые из наиболее важных:

2 C + O ₂ → 2 CO
Si + O ₂ → SiO ₂
4P + 5 O ₂ → 4 P ₅ O ₂
2 Mn + O ₂ → 2 MnO

CO ( диоксид углерода ) является побочным продуктом, но остальное добавляют в известь для продолжения процесса выплавки стали с образованием шлака .