Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

СТАЛЬ, ЕЕ СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ. Легированные, конструкционные стали.

В кузнечном производстве применяются различные металлы и их сплавы. Наиболее распространенной является углеродистая сталь, т. е. сплав железа с углеродом, с примесью марганца, кремния, фосфора и серы.

Сталь обладает хорошими технологическими свойствами. Ее можно прокатывать, ковать, штамповать, сваривать, паять.

Свойства стали зависят от количества углерода, входящего в ее состав. Малоуглеродистая сталь мягка и пластична, легко изменяет свою форму при ковке и штамповке, хорошо сваривается, при резком охлаждении после нагрева до высоких температур не меняет своей твердости (не закаливается). Сталь с большим содержанием углерода (высокоуглеродистая) отличается твердостью, плохо поддается деформированию, слабо сваривается, хорошо закаливается, обладает высокой прочностью. Сталь с содержанием углерода до 0,1% иногда называют железом.

Сталь получают в основном из чугуна путем удаления из него части углерода и примесей.

Углеродистые стали не всегда отвечают тем высоким требованиям, которые предъявляет к материалам современное машиностроение. Для изготовления ответственных деталей машин требуются материалы, обладающие более высокой прочностью, режущего инструмента — способностью сохранять твердость при нагреве до высоких температур, для изготовления химической аппаратуры — способностью сопротивляться действию кислот и т. д. Эти специальные свойства придают стали добавки определенного количества других металлов — никеля, хрома, вольфрама, молибдена и др. Эти добавки называются легирующими, а сами стали — легированными сталями.

По своему назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные и специальные.

Конструкционные стали предназначаются для изготовления деталей машин, строительных конструкций и т. п.; инструментальные — режущих и мерительных инструментов и штампов. Стали специального назначения (магнитные, кислотоупорные, жаростойкие, немагнитные и др.) применяются для изготовления деталей приборов, электрических машин, механизмов и двигателей, работающих при высоких температурах, резервуаров для кислот и т. п.

Сталь, содержащая до 0,7% углерода, относится к конструкционной, свыше 0,7% —к инструментальной.

Конструкционная углеродистая сталь подразделяется на сталь обыкновенного качества и качественную.

Стандартами установлены семь номеров обыкновенной углеродистой стали: Ст0, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6, Ст7. Буквы «Ст» обозначают материал, цифра — номер стали. Чем больше в стали углерода, тем выше ее номер, а следовательно, и прочность.

Конструкционная качественная углеродистая сталь обозначается двузначными цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Перед цифрами пишется слово «сталь». Например, «сталь 20» — конструкционная качественная сталь со средним содержанием углерода 0,20%.

В обозначениях марок конструкционных легированных сталей двузначные цифры слева от букв обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы — основные легирующие присадки: Г — марганец, С — кремний, X — хром, Н — никель, В — вольфрам, Ф — ванадия, М — молибден, Ю — алюминий, Р — бор, Д — медь, цифры после букв — примерное содержание данного элемента в целых процентах. Например, сталь марки 12ХН2 — хромоникелевая сталь с содержанием 0,09—0,16% углерода, до 1% хрома и около 2% никеля.

В обозначениях марок углеродистых инструментальных сталей буква У означает углеродистая, цифры показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента. Для обозначения высококачественной стали в конце добавляется буква А. Так, например, У8А — инструментальная углеродистая высококачественная сталь с содержанием 0,8% углерода.

В марках инструментальных легированных сталей цифра слева от букв показывает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если количество углерода больше 1%, то это совсем не показывается. Например, 9Х — хромистая инструментальная сталь с содержанием 0,80—0,95% углерода, 1,40—1,70% хрома; марка X — хромистая инструментальная сталь с содержанием 0,95—1,10% углерода и 1,30—1,65% хрома.

Сталь углеродистая обыкновенного качества является основным материалом для производства машин, строительных металлоконструкций, крепежных и других изделий.

По способу производства сталь обыкновенного качества разделяется на мартеновскую и бессемеровскую. Соответственно в марке ставится буква М или Б (например, МСт3, БСт3). Она поставляется по механическим свойствам (группа А) или по химическому составу (группа Б), а также по механическим свойствам с ограничениями по химическому составу (подгруппа В).

Качественные углеродистые стали имеют лучшие свойства, чем конструкционные обыкновенного качества. Их следует применять для ответственных деталей.

По содержанию углерода различают сталь низкоуглеродистую (до 0,3 %), среднеуглеродистую (0,3—0,5 %) и с повышенным содержанием углерода (свыше 0,5%).

Низкоуглеродистые качественные стали применяются для изготовления деталей холодной штамповкой (марки 08 и 10); стяжек, крюков, тяг и других крепежных изделий, не подвергающихся высоким напряжениям, и цементируемых деталей, работающих на трение (марки 15, 20 и 25); шестерен, кулачковых валиков и т. п. (марки 15Г и 20Г).

Среднеуглеродистая качественная сталь применяется для изготовления различных неответственных поковок и деталей, обрабатываемых на станках (марка 30); для холодной высадки (марка 35); производства коленчатых валов, осей, прокатных валков, шестерен и т. п. (марка 40); пружин, рессор, звеньев элеваторов и др. (марки 60 и 70).

Углеродистая качественная конструкционная сталь в зависимости от химического состава подразделяется на две группы: с нормальным и повышенным содержанием марганца. Марганец улучшает прокаливаемость стали, позволяя применять более низкие температуры закалки, повышает прочность, твердость и износоустойчивость стали, несколько понижая ее вязкость.

В стали второй группы марганец составляет 0,7— 1,0%. Количество углерода изменяется от 0,15 до 0,70% в зависимости от марки. Из этой стали изготовляются поршневые кольца, кулачковые валики, распределительные валы, шатуны, пружины и др.

Легированная сталь широко применяется в машиностроении для изготовления ответственных деталей. Число легирующих элементов может быть два, три и более. Название стали зависит от добавки: хромистая, никелевая, хромоникелевая и т. д. Добавки сообщают стали ряд ценных свойств.