Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Прочностные свойства сталей обыкновенного качества

Углеродистые стали

По химическому составу различают углеродистые и легированные стали

Углеродистые стали — это сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода (С) при малом содержании других элементов. Они обладают высокой пластичностью и хорошо деформируются. Углерод сильно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания. Углеродистые стали можно классифицировать по нескольким параметрам:

По способу раскисления (см. ниже)

Стали обыкновенного качества

Изготавливаются по ГОСТ 380-71. Обозначают буквами Ст и условными номерами от 0 до 6, например: Ст 0, Ст 1, . Ст 6. Степень раскисления обозначают буквами сп (спокойная сталь), пс (полу­спокойная), кп (кипящая), которые ставят в конце обозначения марки стали.

В зависимости от назначения различают три группы сталей обыкновенного качества: А, Б и В. В марках указывают только группы Б и В, группу А не указывают.

Качественные углеродистые стали

Этот класс углеродистых сталей изготавливается по ГОСТ 1050—74. Качественные стали поставляют и по химическому составу, и по механическим свойствам.. К ним предъявляются более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04 %, фосфора не более 0,035 %), неметаллических вклю­чений и газов, макро- и микроструктуры.

Качественные углеро­дистые стали маркируют двузначными цифрами 08, 10, 15, . 85, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях про­цента с указанием степени раскисленности (кп, пс).

Качественные стали делят на две группы: с обычным содержанием марганца (до 0,8 %) и с повышенным содержанием (до 1,2 %). При обозна­чении последних в конце марки ставится буква Г, например 60 Г. Марганец повышает прокаливаемость и прочностные свойства, но несколько снижает пластичность и вязкость стали.

При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскисленности: кп, пс. В случае спокойной стали степень раскисленности не указывается.

По содержанию углерода качественные углеродистые стали подразделяются:

  • низкоуглеродистые (до 0,25 % С),
  • среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С)
  • высокоуглеродистые (0,6—0,85 % С).

Для изделий ответственного назначения применяют высоко­качественные стали с еще более низким содержанием серы и фос­фора. Низкое содержание вредных примесей в высококачествен­ных сталях дополнительно удорожает и усложняет их производ­ство. Поэтому обычно высококачественными сталями бывают не углеродистые, а легированные стали. При обозначении высоко­качественных сталей в конце марки добавляется буква А, напри­мер сталь У10А.

Углеродистые стали, содержащие 0,7—1,3 % С, используют для изготовления ударного и режущего инструмента. Их марки­руют У7, У13, где У означает углеродистую сталь, а цифра — содержание углерода в десятых долях процента.

По способу раскисления

Кипящие
Содержат до 0,05% кремния, раскисляются марганцем. Имеют резко выраженную химическую неоднородность в слитке. Их преимущества – высокий выход годного продукта (более 95%), хорошая способность к штамповке в холодном состоянии. Недостатки –повышенный порог хладноломкости и невозможность широкого использования для территорий с холодным климатом.

Полуспокойные
Содержат 0,05- 0,15% кремния, раскисляются марганцем и алюминием, выход годного продукта –90-95%.

Спокойные
Содержит 0,15-0,35% кремния, раскисляется кремнием, марганцем и алюминием. Выход годного – около 85%, однако, металл имеет более плотную структуры и однородный химический состав.

.. | Углеродистые стали обыкновенного качества. Сталь ГОСТ 380-2005

Данный ГОСТ 380 2005 распространяется на сталь углеродистую обыкновенного качества , которая предназначена для производства горячекатаного проката: сортового (круглого проката, квадрата, шестигранника, полосы), фасонного проката (балки, швеллера, уголка и профилей специального назначения), листового проката , тонколистового и толстолистового, для труб, поковок, штамповок, проволоки, арматуры, заготовок катаной и непрерывнолитой и другого.

Углеродистая сталь обыкновенного качества — это строительная сталь («Ст»). Строительная сталь обыкновенная обладает высокой свариваемостью и удовлетворительными механическими свойствами. Углеродистая сталь — нелегированная, то есть не содержит легирующие элементы, но содержит постоянные примеси: Mn (марганец) , Si (кремний) , S (сера) , P (фосфор). Строительную сталь используют для изготовления мостов, нефте- и газопроводов. Основное свойство этой стали — свариваемость. За счёт марганца и кремния достигается повышение прочности стали.

Углеродистую сталь обыкновенного качества изготавливают по степени раскисления стали: спокойную (обозначение «сп»), полуспокойную («пс») и кипящую («кп»). При разливке кипящей стали в изложницы, она кипит и насыщается газами. Спокойные стали — раскисленные, с добавлением раскислителей для повышения качества, они не кипят при разливке, менее хрупкие, более однородные. Раскисляют стали с помощью удаления из жидкой стали кислорода, который ухудшает механические свойства металла. Спокойные стали обладают большей свариваемостью, чем кипящие, лучше противостоят динамическим нагрузкам. Для получения полуспокойных сталей требуется меньшее количество раскислителя, поэтому имеют меньшую стоимость, чем спокойные стали. Из сталей по степени раскисления самая надёжная — спокойная сталь, имеющая низкий порог хладоломкости (хрупкость при низких температурах). Для свариваемых неответственных конструкций или несварных элементов рекомендуется применять кипящую сталь , для сварных расчётных — спокойную или полуспокойную сталь. Чтобы снизить порог хладоломкости, повысить предел текучести, сталь нормализуют и улучшают (закалка и отпуск 600 — 650 град С). Улучшенную термически и нормализованную сталь можно использовать в условиях крайнего Севера.

Производят следующие марки строительных сталей : Ст0, Ст1кп, СТ1пс(сп), Ст2пс(сп/кп), Ст3пс(сп/кп), Ст3Гпс (сп), Ст4кп (пс/сп), Ст5пс (сп), Ст5Гпс, Ст6пс (сп), где цифры — условный номер состава стали по ГОСТу, в зависимости от химического состава. Буква «Г» обозначает содержание марганца от 0,8% и более.

Углеродистую сталь делят на низкоуглеродистую сталь , средне- и высокоуглеродистую. Содержание углерода по маркам стали по ГОСТу:

При низком содержании углерода в стали предел текучести — до 400 — 450 МПа, предел прочности — до 500 — 600 МПа.

В кипящих сталях кремний содержится до 0,05%. Марганец по ГОСТу во всех сталях составляет 0,25 — 1,2% в зависимости от марки. Фосфор содержится менее 0,04%, сера — менее 0,05%; медь,никель и хром — до 0,3%.

В Ст0 марганца и кремния нет, содержание фосфора, серы, меди, никеля и хрома не определяется, не нормируется и предел текучести. Ст0 используется дл вторичных элементов конструкций и неответственных деталей, таких как шайбы, перила, настилы, подкладка и т. д.

В предыдущих редакциях ГОСТа углеродистая сталь ещё подразделялась на группы А, Б и В:

А – с гарантированными механическими свойствами (нет букв перед Ст — Ст0, Ст3 и т.д.), для элементов, не проходящих дальнейшей термообработки, штамповки, ковки — для несварных конструкций;

Б — с гарантированным химическим составом (буква Б перед маркировкой — Бст0, Бст2 и т.д.), для обрабатываемых в будущем деталей;

В — с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (буква В перед маркой стали) — для ответственных деталей.

По механическим свойствам, химическому составу, ударной вязкости углеродистая сталь подразделяется на категории: 1 — 6.

Самая распространённая и используемая марка стали — строительная сталь марки Ст3 — углеродистая сталь обыкновенного качества, используемая для сварных и несварных несущих и ненесущих конструкций. Ст3сп и пс — для деталей, работающих при положительных температурах. Ст3кп — для конструкций, работающих при температуре от -40 до +40 град С. Из сталей Ст3Гсп и Ст3Гпс производят прокат для несущих конструкций, работающих при температуре: минус 40 — плюс 45 град С.

Прокат по ст3 изготавливают в горячекатаном состоянии. Фасонный и листовой прокат изготавливают из стали С 235С, сталь С245 , С 255, С 345 и других. Буква «С» обозначает строительную сталь, цифры — предел текучести.

По пределу текучести металлопроката строительная сталь:

Ст3пс5 соответствует стали С245 (цифра обозначает предел текучести),

Сталь 3 характеристики : Ст3 имеет неограниченную свариваемость, не склонна к отпускной хрупкости. Сваривается марка сталь 3 следующими способами: ручной дуговой, электрошлаковой, контактно-точечной и автоматической дуговой под флюсом. Для листов с толщиной более 36мм необходим предварительный нагрев и термообработка.

Металлопрокат по сталь 1 3 применяют в строительстве крупных зданий гражданского и промышленного назначения, сталь конструкции , в машиностроении, авиации, архитектуре, автомобилестроении, станкостроении, вагоностроении, для различных металлоконструкций, в бытовой технике, материал сталь 3 используется для строительства мостов и мелких построек, ограждений, настилов, в сельском хозяйстве.

На нашем сайте Вы можете найти массу стали 3 , цену круг сталь 3 , сталь листовая 3 мм, листовая сталь 3 20 мм, прокат углеродистых сталей цена, табличные данные весов углеродистой стали обыкновенного качества гост 380 94. Всю остальную информацию по закупке и услугам нашей компании предоставят менеджеры организации.

6.2 Углеродистые стали

Сталь является одним из основных конструкционных материалов в машиностроении. Широкое применение сталей обусловлено главным образом сочетанием ценного комплекса их механических, технологических и эксплуатационных свойств.

В настоящее время металлургической промышленностью выплавляется около 2000 различных марок сталей и сплавов на основе железа, удовлетворяющих запросы многих отраслей техники. На долю углеродистых сталей приходится около 80 % от общего объема выплавки.

В сталях, кроме железа, присутствуют и другие постоянные примеси, что обусловлено особенностями технологии их выплавки. Свойства стали определяются количеством присутствующих в ней элементов, а также их взаимодействием с железом и углеродом.

Основным элементом, определяющим свойства стали, является углерод.

Изменение механических свойств стали в зависимости от содержания углерода (для медленно охлажденных сталей) приведено на рис.24. Как видно, с увеличением содержания углерода, твердость сталей увеличивается, однако уменьшается пластичность. Прочность стали повышается лишь до содержания углерода 0,8…1,0%, а при его дальнейшем увеличении прочность начинает резко снижаться. Поэтому хотя теоретически стали могут содержать до 2,0% углерода, однако в практике применяются стали, в которых содержание углерода не превышает 1,3%. С увеличением количества углерода увеличивается количество цементита и соответственно уменьшается содержание феррита, что обуславливает увеличение прочности и твердости и уменьшение пластичности сталей. При этом наибольшая прочность наблюдается у сталей с содержанием углерода около 0,8…0,9%. Однако, при более высоком содержании углерода на границах зерен в заэвтектоидных сталях образуется сетка вторичного цементита, что и обуславливает, снижение прочности стали.

Поэтому стали с низким содержанием углерода пластичны, они хорошо обрабатываются давлением, хорошо свариваются, но плохо обрабатываются резанием. Повышение содержания углерода улучшает обрабатываемость резанием. Наилучшие литейные свойства имеют стали с содержанием углерода 0,2…0,5%.

Кроме углерода в сталях присутствуют кремний, марганец, фосфор и сера. Марганец и кремний вводят в процессе выплавки в сталь для ее раскисления, т.е. для удаления закиси железа FeO. Углеродистые стали, обычно содержат марганца до 0,7…0,8% и около 0,5% кремния. Присутствие этих элементов в таком количестве практически не оказывает влияния на механические свойства сталей.

Сера и фосфор являются вредными примесями. Содержание более чем 0,05 % каждого из этих элементов резко ухудшает качество сталей.

Вредное действие серы связано с явлением повышенной хрупкости стали (образование трещин) в горячем состоянии при ковке и штамповке. Это явление называют красноломкостью стали. Сера попадает в сталь главным образом с исходным сырьем-чугуном. Сера, соединяясь с железом, образует эвтектику, температура плавления которой 988°С. Поэтому при нагреве стальных заготовок для пластической деформации выше 800°С (т.е. до температур красного каления) эвтектика плавится, вследствие чего сталь становится хрупкой.

Вредное влияние фосфора заключается в резком увеличении хрупкости стали при обычных температурах. Это явление называют хладноломкостью. Возникает оно в результате того, что фосфор, растворяясь в феррите, существенно увеличивает его хрупкость при обычных температурах. Однако для облегчения обрабатываемости некоторых видов сталей с содержанием углерода до 0,3% допускается повышенное содержание фосфора (до 0,15%).

Стали классифицируют по химическому составу, содержанию углерода, структуре и назначению.

По химическому составу стали классифицируют на углеродистые и легированные.

По содержанию углерода те и другие стали подразделяют на низкоуглеродистые (меньше 0,3% С), среднеуглеродистые (0,3…0,7% С) и высокоуглеродистые (более 0,7% С).

При классификации сталей по структуре учитывают особенности ее строения после термической обработки. По этому признаку стали подразделяют на перлитный, мартенситный, аустенитный и ферритный классы.

По назначению углеродистые стали подразделяют на конструкционные и инструментальные (будут рассмотрены ниже).

Углеродистые конструкционные стали выпускают обыкновенного качества и качественные. Стали обыкновенного качества являются наиболее дешевыми сталями, они выплавляются по нормам массовой технологии, в них допускается повышенное содержание вредных примесей, а также газонасыщенность и загрязненность неметаллическими включениями.

Стали обыкновенного качества выпускают в виде проката (трубы, прутки, листы, уголки, швеллеры и т.п.).

В зависимости от назначения и гарантируемых свойств эти стали подразделяются на группы А, Б и В. Стали маркируют сочетанием букв Ст и цифрой от 0 до 6, показывающей номер марки.

Стали группы А поставляют с гарантированными механическими свойствами и маркируют следующим образом: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6. Химический состав этой группы сталей не указывается. В марочном обозначении могут добавляться индексы сп, кп, пс, указывающие степень раскисления сталей (спокойные, кипящие, полуспокойные), например Ст3сп.

Сталь Ст0 по степени раскисления не разделяют. Механические свойства сталей группы А приведены в табл.2.

Из таблицы следует, что с увеличением номера марки повышается прочность и улучшается пластичность стали.

Стали группы А используют для изделий, изготовление которых не сопровождается горячей обработкой (сваркой, ковкой и др.). В этом случае они сохраняют исходную структуру и механические свойства, полученные на металлургическом заводе и гарантируемые стандартом.

Стали группы Б поставляют с гарантированным химическим составом. Механические свойства не гарантированы. Эти стали применяются для изделий, изготовляемых с применением горячей обработки (ковки, сварки, термической обработки). При этом исходная структура и механические свойства стали не сохраняются, поэтому ей необходимо их регламентировать. В этом случае важен химический состав стали, поскольку именно он определяет технологические режимы ее обработки. Выпускаются эти стали марок от БСт0 до БСт6.

Стали группы В поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. Стали этой группы, применяются для изделий, подвергаемых сварке. В этом случае важно знать исходные механические свойства стали, так как они сохраняются неизменными на участках изделий, не подвергаемых нагреву при сварке. В зоне же влияния сварки свойства металла изменяются, и для потребителя важно знать химический состав стали, в зависимости от которого определяется режим сварки и конечные механические свойства. Механические свойства и химический состав сталей группы В в холодном состоянии должны соответствовать нормам для сталей аналогичных марок групп А и Б.

Выпускают стали группы В марок от ВСт1 до ВСт5.

Углеродистые стали обыкновенного качества (всех 3-х групп) предназначены для изготовления различных металлоконструкций, а также слабонагруженных деталей машин и механизмов. Из сталей групп Б и В изготавливают сварные фермы, рамы и другие строительные металлоконструкции, а также различные детали для сельскохозяйственных и грузоподъемных машин. Некоторые детали из сталей групп Б и В подвергают термической обработке.

Стали углеродистые качественные конструкционные выплавляются с соблюдением более строгих требований к составу шихты, процессам плавки и разливки, чем стали обыкновенного качества. Они поставляются в виде проката, поковок, и других полуфабрикатов с гарантией химического состава и механических свойств. Эти стали имеют более низкое содержание, чем стали обыкновенного качества, вредных примесей (фосфора и серы) и неметаллических включений. Маркируются стали двухзначными числами 08, 10, 15, 20…, 85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 45 содержит в среднем 0,45% углерода (от 0,42 до 0,5%). Характеристика некоторых механических свойств сталей этих категорий приведена в табл. 3.

Стали углеродистые качественные применяются для изготовления самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Различные виды термической обработки (будут рассмотрены ниже) позволяют существенно повысить прочностные и эксплуатационные свойства деталей машин из сталей этой группы.

Для изготовления крепежных и других мелких деталей типа болтов, винтов, гаек, осей, втулок и др. применяют стали, характеризующиеся повышенным содержанием фосфора и серы. Они отличаются хорошей обрабатываемостью вследствие образования ломкой стружки и отсутствием налипания металла на рабочую часть режущего инструмента. Стали этого типа называют автоматными и обозначают буквами А, например, А12, А20, А30 и др

Прочностные свойства сталей обыкновенного качества

По назначению и качеству углеродистые стали классифицируются следующим образом:

1. Стали конструкционные углеродистые обыкновенного качества содержат вредных примесей: серы до 0,05 %, а фосфора до 0,04 % (ГОСТ 380–2005). Эти стали маркируются Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп и т.д. до Cт6 (табл. 1). Буквы «Ст» обозначают «Сталь». Цифра – условный номер марки в зависимости от химического состава. Если в конце марки стоят буквы «кп» – это означает, что сталь кипящая, полностью нераскисленная (раскисляют только ферромарганцем). Если «сп» – сталь спокойная, получаемая полным раскислением (раскисляют ферромарганцем, ферросилицием и алюминием). Если «пс» – сталь полуспокойная промежуточного типа. Стали углеродистые обыкновенного качества широко применяются в строительстве. Из ряда марок изготавливают детали машиностроения, в судостроении могут применять как корпусные.

2. Стали конструкционные нелегированные (углеродистые) качественные (ГОСТ 1050–2013).

К сталям этой группы предъявляют более высокие требования относительно состава: меньшее содержание серы (менее 0,04 %) и фосфора (менее 0,035 %). Они маркируются двузначными цифрами, обозначающими среднюю массовую долю углерода в стали в сотых долях процента (табл. 2). Например, сталь 30 – углеродистая конструкционная качественная сталь со средней массовой долей углерода 0,3 %. Качественные конструкционные углеродистые стали широко применяются во всех отраслях машиностроения и в судостроении в частности.

1. Нормы механических свойств указаны для проката диаметром или толщиной до 80 мм в нормализованном состоянии.

2. Ударная вязкость сталей определяется после улучшения (закалки и высокого отпуска).

3. Значения твердости приведены для горячекатаного проката без термической обработки.

Низкоуглеродистые стали (08, 10, 15, 20, 25) обладают высокой пластичностью, но низкой прочностью. Стали 08, 10 используют для изготовления деталей холодной штамповкой и высадкой (трубки, колпачки и т.п.). Стали 15, 20, 25 применяют для цементируемых и цианируемых деталей (втулки, валики, пальцы и т.п.), работающих на износ и не испытывающих высоких нагрузок. Низкоуглеродистые качественные стали используют и для ответственных сварных конструкций.

Среднеуглеродистые стали (30, 35, 40, 45, 50, 55), обладающие после термической обработки хорошим комплексом механических свойств, применяются для изготовления деталей повышенной прочности (распределительных валов, шпинделей, штоков, плунжеров, осей, зубчатых колес и т.п.).

Высокоуглеродистые стали (55, 60) обладают более высокой прочностью, износостойкостью и упругими свойствами; применяются для деталей, работающих в условиях трения при наличии высоких статических и вибрационных нагрузок. Из этих сталей изготавливают прокатные валки, шпиндели, диски сцепления, регулировочные шайбы, пружины и т.п.

3. Стали нелегированные (углеродистые) инструментальные качественные и высококачественные (ГОСТ 1435–99).

Эти стали маркируются буквой У, что означает углеродистая сталь, и следующими за ней цифрами, показывающими среднюю массовую долю углерода в десятых долях процента (табл. 3). Например, сталь У10 – инструментальная углеродистая качественная сталь со средней массовой долей углерода 1 %. Если в конце марки стоит буква «А», это означает, что сталь высококачественная, т.е. содержит меньше вредных примесей (серы менее 0,018 % и фосфора менее 0,025 %). Углеродистые инструментальные стали применяют для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. Заэвтектоидные стали (У9, У10, У12) обычно применяют для режущих инструментов (слесарные шаберы, ручные метчики, ножовки, напильники и т.п.) Деревообрабатывающий инструмент, зубила, отвертки, молотки и т. п. изготавливают из сталей У7 и У8.

Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского. Кафедра технологии материалов

Сталь

«Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы,

оно основа культуры и промышленности, оно орудие войны и мирного труда».

Все знаю, что сталь является важнейшим инструментальным и конструкционным материалом для всех отраслей промышленности.

Металлургическая промышленность Украины насчитывает более 50 металлургических заводов и является стратегически важной для страны. В Украине производится широкий ассортимент металлопроката, таких, как: арматура, круги, квадрат, катанка, проволока, полоса, уголок, балка, швеллер, листы, трубы и метизы.

Сталь

Рассматривая данный вопрос, начнем с химического состава.

Сталь – это соединение железо (Fe) + углерод (С) + другие элементы растворенные в железе.

Железо в чистом виде имеет очень низкую прочность, а углерод ее повышает.

Углерод улучшает и некоторые другие показатели:

  • твердость,
  • упругость,
  • устойчивость к износу,
  • выносливость.

Содержание «Fe» в стали должно быть — не менее 45%, «С»- не более 2,14% — теоретически, однако на практике % концентрации углерода имеет следующий диапазон значений:

  • Низкоуглеродистые стали — 0,1-0,13 %
  • Углеродистые стали 0,14-0,5%
  • Высокоуглеродистые – от 0,6%

Чем выше процент содержания углерода в стали , тем выше ее прочность и меньше пластичность. УГЛЕРОД — является неметаллическим элементом. Его плотность равна 2,22 г/см3, а плавится при t -3500 °С. В природе он присутствует 2х полиморфных модификаций – графит (стабильная модификация) и алмаз (метастабильная модификация), а в сплаве с железом:

  • в свободном — графит (в серых чугунах),
  • в связанном — твердое состояние -цементит.

Углерод в соединении с железом находится в состоянии цементита, т.е в химической связи с железом (Fe3C). Структура цементита может быть очень разной, а зависит она от процесса образования, содержания углерода и методов термообработок.

Углерод в свободном состоянии присутствует в сером чугуне (СЧ), в виде графита. Серый чугун имеет пористую металлическую структуру и является весьма хрупким; на нем легко появляются трещины (особенно в процессе сварки).

Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества (ГОСТ 380-71)

Система железо- углерод

Структура стали изучается по диаграмме состояния системы железо- углерод. Она характеризует структурные превращения стали и выражает зависимость структурного состояния от температурных режимов и химического состава.

Диаграмма состояния системы железо- углерод

Диаграмма состояния содержит критические точи, которые очень важны теоретически и практически для процессов термообработки стали и их анализа. С помощью диаграммы Fe-C — можно определить вид термообработки, температурный интервал изменения структуры и прогнозировать микроструктуру.

Структуры стали

Сплавы железа с углеродом при различных температурах и различном содержании «С» имеют различную структуру, а соответственно и физические и химические свойства. Одним из таких состояний и является описанный выше цементит. А теперь о них:

Аустенит – твердая структура углерода в гамма-железе — содержит «С» до 1,7% (t > 723° С). При снижении температуры аустенит распадается на феррит и цементит и возникает пластинчатая структура — перлит.

Феррит — твердый раствор «C» в α-железа- при t> 723-768° С , концентрация «С» составляет — 0,02%, а при t 20°С около 0,006% «С». Он очень пластичен, не тверд и имеет низкие магнитные свойства.

Цементит — карбид железа Fe3C. Концентрация «С» 6,63% . Цементит является хрупким , а его твердость — НВ760-800.

Перлит — механическая смесь феррита и цементита, образуемая при постепенном охлаждении в процессе распада аустенита. Исходя из размера частиц цементита перлит имеет различные механические свойства. Содержание «С» -0,8%.

Ледебурит (структура чугуна) — смесь образующаяся из кристаллизация жидкого сплава цементита и аустенита. Ледебурит очень твердый, но хрупкий. Концентрация «С»-4,3%

Свойства стали

Конечно, не только углерод влияет на свойства стали. Состав дополнительных элементов и их количество придают стали определенные свойства. Примеси бывают полезными и вредными. Хорошие примеси влияют исключительно на сами кристаллы, а вредные негативно воздействуют на связь кристаллов между собой. К хорошим примесям относят : марганец (Mn), кремний (Si). К плохим: фосфор (Р), серу (S), азот, кислород и другие.

Физические и механические свойства стали

Основными физическими свойствами стали являются:

  • теплоемкость;
  • теплопроводность;
  • модуль упругости.
  • Понятие модуля упругости стали (Е) заключается в соотношении твердого вещества упруго деформироваться при воздействии силы. Данная характеристика на прямую зависит от напряжения, а точнее, является производной соотношения напряжения к упругой деформации.
  • модуль сдвига (упругость при сдвиге) (G )– величина измеряемая в Паскалях (Па), определяющая упругие свойства тела или материала и их способность сопротивляться сдвигающим деформациям. Он применяется для расчета на сдвиг, срез, кручение.
  • коэффициент линейного и коэффициент объемного расширения при изменении температуры – это величина показывающая относительное изменение линейных размеров или объема материала или тела при увеличении температуры при неизменном давлении.

Основными механическими свойствами стали являются:

  • прочность
  • твердость
  • пластичность
  • упругость
  • выносливость
  • вязкость

Показатели механических свойств углеродистых сталей обыкновенного качества ( ГОСТ 380-71)

Основными химическими свойствами стали являются:

  • степень окисления
  • устойчивость к коррозии
  • жаростойкость
  • жаропрочность

Качество стали определяется различными показателями всех ее свойств и структуры. Учитываются и свойства и изделий из этой стали.

По качеству стали разделяют на:

  • обыкновенного качества,
  • качественная сталь,
  • высококачественная сталь.

В данной статье мы рассматриваем только структуру стали и связанные с ней понятия. Качество стали, состав дополнительных примесей и их свойства будут рассмотрены в следующей публикации.

Прочностные свойства сталей обыкновенного качества

Примечание. В стали для сварных конструкций допускаются отклонения только ниже нижнего предела.

III. Правила приемки

18. Проверка качества продукции во время ее изготовления и приемка готовой продукции производятся отделом технического контроля (ОТК) завода-изготовителя. ОТК проверяет соответствие размеров, внешнего вида, механических свойств и химического состава стали нормам, указанным в соответствующих стандартах и ведомственных технических условиях.

Контроль и приемка продукции производятся ОТК на основании наблюдений за процессом производства стали, записей результатов испытаний, проведенных при ее изготовлении, и испытаний готовой продукции.

19. Сталь групп А и Б поставляется или целыми плавками или частями плавок, в зависимости от размеров партий и условий заказа. Для стали марок Ст.0, МСт.0 и БСт.0 поплавочная поставка не обязательна.

20. Размеры партий и количество образцов для испытаний устанавливаются в специальных стандартах или ведомственных технических условиях на отдельные виды проката.

21. В случае неудовлетворительного результата какого-либо испытания допускается повторение этого испытания, для чего берется двойное количество образцов. При неудовлетворительных результатах повторного испытания стали заводу-изготовителю предоставляется право подвергнуть сдаваемую партию нормализации или отжигу и пересортировке и предъявить к сдаче вновь.

IV. Отбор проб и образцов, методы испытаний

22. Для определения среднего химического состава металла плавки производится отбор проб следующим образом.

Из-под каждого ковша отбирают по две пробы. Отбор проб производится после разливки половины металла из ковша. Вторая проба отбирается на случай повторного испытания.

Металл для пробы заливают в чугунные конусные стаканчики — изложницы. Рекомендуемые размеры стаканчиков: диаметр стаканчика внизу 50 мм, вверху 80 мм, высота 120 мм. Стаканчики не доливаются приблизительно на 20 мм.

Вес пробы — не менее 2 кг. Заливка в стаканчики должна производится ровной струей; расплескивание и разбрызгивание металла не допускаются. К пробе присаживается алюминий.

После заливки в каждый из стаканчиков погружают бирку с набитым номером плавки и номером пробы и с клеймом ОТК. Высота цифр на бирке 10-12 мм. Пробы освобождаются из стаканчиков после полного потемнения головной части пробы.

Рекомендуется с целью уплотнения металла проковывать пробу с четырех сторон.

В случае разливки плавки в аварийном порядке, например, при разливке без стопора при накрытии стаканчика пробкой, пробы для химического анализа отбираются от литников двух слитков, средних по разливке или среднего сифона.

23. Если при разливке стали по каким-либо причинам пробы для химического анализа не были отобраны или если требуется дополнительная проверка химического анализа, то пробы отбираются в процессе разрезки раската на ножницах или от готового проката, желательно — от средней полосы среднего по разливке слитка.

(Опечатка. Сб.стандартов «Сталь углеродистая»).

25. Для испытания на растяжение и на загиб двутавровых балок, швеллеров и зетов изготовляют плоские образцы, заготовки для которых берут вдоль направления прокатки из вертикальной стойки, ближе к полке, а в случае невозможности — из самой полки.

Для испытания уголков и тавров изготовляются плоские образцы, заготовка для которых берется вдоль прокатки от одной из полок, ближе к краю полки.

Другие фасонные профили испытываются в целом виде или же образцы из них изготовляются согласно указаниям соответствующих стандартов или технических условий.

Для испытания полосовой стали изготовляются плоские или круглые образцы, в зависимости от толщины полос. Заготовки для образцов берутся вдоль прокатки, ближе к одному из краев полосы.

Круглая, квадратная и полосовая сталь с размерами (диаметр или ширина и толщина) в пределах размеров образцов, рекомендуемых ГОСТ 1497-42, испытываются на растяжение без обработки, с сохранением наружных поверхностей металла. При недостаточной мощности машины для испытания допускается обточка образцов или вырезка части профиля.

Если в стандартах на отдельные виды и размеры проката размеры образцов и их расположение не оговорены, то размеры их и расположение оси образцов по отношению к оси испытываемого материала должны быть следующие:

26. Заготовки для изготовления образцов от листов продольной прокатки (прокатанных как из слитков, так и слябов) вырезаются поперек прокатки из средней трети ширины листа от головной части листа.

От листов кипящей стали поперечной прокатки (прокатанных из слябов) заготовки для изготовления образцов вырезаются поперек направления прокатки, в любом месте по ширине листа. При этом, если раскат режется на несколько листов, то заготовка вырезается между листами; если же из раската получается один лист, то заготовка вырезается из конца листа.

От листов спокойной стали поперечной прокатки заготовки для изготовления образцов вырезаются поперек направления прокатки из конца листа, в любом месте по ширине листа.

По толщине листа до 25 мм включительно изготовляются плоские образцы с сохранением поверхностных слоев листа; при большей толщине листа изготовляются цилиндрические образцы.

27. Для определения ударной вязкости образцы отбирают таким образом, чтобы одна из граней образца совпадала с поверхностью металла, а ось надреза была перпендикулярна к этой поверхности. Ударную вязкость определяют по ГОСТ 1524-42.

28. Химический анализ стали производят по ГОСТ 2331-43 или другим методом, обеспечивающим необходимую точность определения. Для арбитражных испытаний ГОСТ 2331-43 является обязательным.

29. Механические свойства стали испытанием на растяжение определяют по ГОСТ 1497-42.

30. Испытание на загиб производят по ОСТ 1683.

V. Маркировка и документация

31. Сталь всех марок должна маркироваться путем окраски торцев или концов штанг, либо пачек (пакетов) несмываемой краской соответствующего цвета (п.33); кроме того сталь должна клеймиться согласно пп.34 и 35 настоящего стандарта.

32. Маркировка краской стали весом до 20 кг в 1 пог.м производится посредством нанесения на каждой пачке полосы цвета, соответствующего данной марке стали; маркировка стали большего размера — посредством окраски торцев или концов.

33. Для маркировки стали краской устанавливаются следующие цвета:

Читать еще:  Разновидности и сортамент стальной низкоуглеродистой проволоки
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector