- Разновидности и особенности раскислителей
- Марки спокойной стали
- Достоинства спокойных сплавов
- Области применения спокойной стали
- Отличия спокойных и полуспокойных сталей
Спокойная сталь содержит минимальное количество кислорода. В классификации по степени раскисления она занимает первое место после кипящих и полуспокойных сталей. Спокойная сталь получается путем обогащения первоначального сплава раскислителями. Они удаляют кислород из расплавленного сплава, тем самым улучшают его механические свойства. Металл становится плотнее, устойчивее к нагреву и коррозии.
Какая сталь обыкновенного качества относится к кипящей – Справочник металлиста
Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% углерода. В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).
В свою очередь углеродистые стали могут быть:
- малоуглеродистыми, т. е. содержащими углерода менее 0,25%;
- среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60%;
- высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60%.
Легированные стали подразделяют на:
Таблица элементов MS Word, 40Kb |
- низколегированные содержание легирующих элементов до 2,5%;
- среднелегированные, в их состав входят от 2,5 до 10% легирующих элементов;
- высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов.
Назначение
Конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий.
Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.
С особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар.
С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.
Качество
В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:
- Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора.
- Качественные — до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно.
- Высококачественные — до 0.025% серы и фосфора.
- Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.
Степень раскисления
По степени удаления кислорода из стали, т. е. По степени её раскисления, существуют:
- спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами «сп» в конце марки (иногда буквы опускаются);
- кипящие стали — слабо раскисленные; маркируются буквами «кп»;
- полуспокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами «пс».
Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:
- сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);
- сталь группы Б — по химическому составу;
- сталь группы В — с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.
В зависимости от нормируемых показателей (предел прочности, относительное удлинение, предел текучести, изгиб в холодном состоянии) сталь каждой группы делится на категории, которые обозначаются арабскими цифрами.
Конструкционные стали
Обозначают по ГОСТ 380-94 буквами «Ст» и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер.
Буква «Г» после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа «А» в обозначении марки стали не ставится.
Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают.
Например:
- Ст1кп2 — углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А);
- ВСт5Г — углеродистая сталь обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, спокойная, № марки 5, первой категории с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В);
- Вст0 — углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 0, группы Б, первой категории (стали марок Ст0 и Бст0 по степени раскисления не разделяют).
Обозначение стали | углерода |
Ст0 | |
Ст1 | 0,06-0,12% |
Ст2 | 0,09-0,15% |
Ст3 | 0,14-0,22% |
Ст4 | 0,18-0,27% |
Ст5 | 0,28-0,37% |
Ст6 | 0,38-0,49% |
Нелегированные конструкционные качественные стали
В соответствии с ГОСТ 1050-88 эти стали маркируются двухзначными числами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 05; 08; 10; 25; 40 и т.д. Так сталь с содержанием углерода 0,07-0,14% обозначается 10, сталь с содержанием углерода 0,42-0,50% — 45, а сталь с углеродом 0,57-0,65% — 60.
При этом для сталей с C
Для спокойных сталей буквы в конце их наименований не добавляются. Например, 08кп, 10пс, 15, 18кп, 20 и т.д.
Буква Г в марке стали указывает на повышенное содержание марганца. Например: 14Г, 18Г и т.д.
Качественные стали с повышенными свойствами, используемые для производства котлов и сосудов высокого давления, обозначают по ГОСТ 5520-79 добавлением буквы К в конце наименования стали: 15К, 18К, 22К.
Конструкционные легированные стали
В соответствии с ГОСТ 4543-71 наименования таких сталей состоят из цифр и букв. Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента.
Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь.
Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленное до целого числа, при содержании легирующего элемента до 1.5% цифра за соответствующей буквой не указывается.
Например, сталь состава C 0,09-0,15%, Cr 0,4-0,7%, Ni 0,5-0,8% называется 12ХН, а сталь состава C 0,27-0,34%, Cr 2,3-2,7%, Mo 0,2-0,3%, V 0,06-0,12% — 30×3МФ.
Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (S
Особовысококачественные стали, подвергнутые электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов, обозначают добавлением через тире в конце наименования стали буквы Ш. Например: 12×2Н4А, 15×2МА, 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш и др.
Литейные конструкционные стали
В соответствии с ГОСТ 977-88 обозначаются по тем же правилам, что и качественные и легированные стали. Отличие заключается лишь в том, что в конце наименований литейных сталей приводится буква Л, например, 15Л, 20Г1ФЛ, 35 ХГЛ и др.
Строительные стали
Строительные стали по ГОСТ 27772-88 обозначаются буквой С (строительная) и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Буква К в конце наименования указывает на стали с повышенной коррозионной стойкостью, буква Т — на термоупрочненный прокат, а буква Д — на повышенное содержание меди. Например: С255, С345Т, С 390К, С440Д и т.д.
Шарикоподшипниковые стали
ГОСТ 801-78 маркируют буквами «ШХ», после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента. Для сталей, подвергнутых электрошлаковому переплаву, буква Ш добавляется также и в конце их наименований через тире. Например: ШХ15, ШХ20СГ, ШХ4-Ш.
Автоматные стали
ГОСТ 1414-75 начинаются с буквы А (автоматная). Если сталь при этом легирована свинцом, то ее наименование начинается с букв АС. Для отражения содержания в сталях остальных элементов используются те же правила, что и для легированных конструкционных сталей. Например: А20, А40Г, АС14, АС38ХГМ
Инструментальные стали
Данные стали в соответствии с ГОСТ 1435-90 делятся на качественные и высококачественные.
Качественные стали обозначаются буквой У (углеродистая) и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в стали, в десятых долях процента. Так сталь У7 содержит 0,65-0,74% углерода, сталь У10 — 0,95-1,04%, а сталь У13 — 1,25-1,35%.
Достоинства спокойных сплавов
- однородная структура;
- низкая хрупкость;
- пригодность к сварке;
- устойчивость к динамическим нагрузкам;
- меньшее содержание примесей по сравнению со сталями, которые могут кипеть.
Минус спокойных сплавов — высокая цена, обоснованная добавлением раскислителей и удалением усадочной раковины.
Благодаря приобретенным качествам спокойная сталь относится к конструкционным углеродистым сплавам, используемым на ответственных участках.
Какую сталь называют кипящей
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.
Общая информация
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:
- эта сталь относится к группе А, (поскольку категория указывается перед буквами Ст (ВСт1, ВСт2), а не указывается только группа А ).
- цифра 5 — определяет условный номер марки исходя из хим. состава и мех.свойств.
- 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. 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. 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.
Комекс
Сталь – это металлический сплав железа с углеродом, необходимый для производства полуфабрикатов, изделий путем пластической деформации в холодном и горячем состоянии. Для изменения свойств материала в его состав могут добавляться различные элементы. Так, при повышении количества углерода прочность стали повышается. Если его в сплаве более 2,14%, получаем уже чугун.
Как получают полуспокойную сталь? Чем она отличается?
Сталь выбирают с учетом условий ее использования. Например, если надо изготовить силовые пружины или амортизаторы для автомобиля, применяют материал с отличными характеристиками упругости.
Основные свойства, по которым различается сталь:
Полуспокойную сталь удается получить путем специальной выплавки, предполагающей не полное раскисление материала (тогда как кипящая сталь требует полного раскисления). Данный вид стали приобретает твердость без кипения, поэтому в ее составе гораздо меньше пузырьков. По качеству полуспокойный вид является промежуточным между сталью спокойного и кипящего вида.
Есть несколько марок полуспокойной стали, включая углеродистый материал, изготавливаемый в соответствии с установленными стандартами. Реже встречаются низколегированные полуспокойные марки.
Качественная полуспокойная сталь пользуется высоким спросом, ее используют для производства различных строительных элементов и изготовления металлопрокатных изделий. Подробную информацию о материале и его характеристиках можно уточнить на сайте поставщика.
Какая сталь обыкновенного качества относится к кипящей?
Сталь – это сплав двух элементов железа, углерода, легирующих примесей, которые добавляют в металл для придания ему нужных свойств.
Ст3 – это конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества, широко распространена во всех сферах промышленного производства. Является самым распатроненным металлом для несущих строительных конструкций.
Из этого сплава делают лист, профиль, трубу, двутавры и другой металлопрокат.
Химический состав
Марки стали различаются по составу, который определяет механические характеристики, область применения и свариваемость материала.
Небольшое количество легирующих элементов и высокая пластичность Ст3 делает её самым распространённым сплавом, применяемым в строительстве. Ни одна стройка не может обойтись без проката из Ст3.
Химический состав материала включает следующие элементы:
- железо – 97%;
- углерод – 0,14-0,22%;
- никель, медь, хром – каждый не больше 0,3%;
- марганец — 0,4-0,65%;
- кремний — 0,05-0,17%;
- мышьяк менее 0,08%;
- серы не более 0,05;
- фосфор менее 0,04%.
Углерод определяет твёрдость, прочность, пластичность, показатели свариваемости, физико-механические свойства стали. Сера и фосфор – вредные примеси.
Легирующие элементы в структуре этого сплава, которые влияют на его характеристики – это марганец, хром, медь и никель.
Физические и механические свойства
Сталь Ст3 это самая используемая марка металла, применяемая в строительстве и в машиностроении. Низкая цена в сочетании с физико-механическими показателями, которые определили популярность этого материала.
Перечислим механические показатели Ст3:
- предел текучести 205-255 МПа;
- временное сопротивление разрыву 370-490 МПа;
- относительное удлинение 22-26%;
- ударная вязкость при температуре:
- 20 0С составляет 108 Дж/см2;
- 20 0С равняется 49 Дж/см2;
- твёрдость HB 10-1: 131 МПа.
Прочностные показатели предел текучести и относительное удлинение – зависят от толщины и формы проката. Чем больше толщина металлопроката, тем ниже значение показателя, самые низкие показатели у труб, высокие показатели у листов, толщиной 5-10 мм.
Плотность Ст3 составляет 7850 кг/м3. Сплав относится к хорошо свариваемым материалам.
Маркировка Ст3
Классифицируются низкоуглеродистые стали по составу степени расселения. Раскисление – это процесс удаления из расплава кислорода, являющегося вредной примесью. Он ухудшает механические и другие свойства материала.
По степени раскисления сплав бывает трёх видов:
- спокойная обозначается «сп»;
- полуспокойная – маркировка «пс»;
- кипящая – «кп».
Проведём расшифровку материала Ст3Гпс. Буквы «Ст» обозначают сталь. Цифра «3» – это процентное содержание углерода, чем больше цифра, тем больший процент углерода содержится в металле. Буква Г — пишется, если процент содержания марганца в 0,8% и более. ПС – полуспокойная.
Разновидности сплава Ст3
Спокойная сталь раскисляется с использованием марганца, кремния и алюминия. Это дорогой и высококачественный материал. За счёт однородной структуры спокойный металл пластичнее и коррозионно устойчивее. Применяется для изготовления несущих ответственных конструкций, узлов машин, механизмов, которые работают при отрицательных температурах и динамических нагрузках.
Полуспокойная сталь раскисляется марганцем и алюминием. Показатели прочности и пластичности у этого материала близки к спокойной стали, но уступают ей. Применяется при возведении несущих металлоконструкций, где требования к прочностным показателям ниже, чем у конструкций из спокойного металла. Преимуществом этого сплава – его стоимость дешевле.
Кипящая сталь самая дешёвая, раскисляется только марганцем. При заливке этого расплава в слябы происходит активное кипение – выделяются содержащиеся в сплаве газы. В разных частях слитка может иметь неоднородные свойства. Кипящая металл хрупкий, плохо сваривается и подвержена коррозии. Применяется для изготовления конструкций, к которым не предъявляются высокие требования.
Применение Ст3
Из спокойной стали производят: лист, уголок, швеллер, арматуру, двутавровую балку и другой металлопрокат, который используют для изготовления:
- трубопроводной арматуры, труб, фасонных изделий;
- мостовых кранов, несущих железнодорожных металлоконструкций, каркасов зданий, внутрицеховых металлоконструкций, железнодорожных и автомобильных мостов;
- ёмкостей для хранения воды и нефтепродуктов, железнодорожных вагонов, цистерн для перевозки нефтепродуктов;
- кузовов автомобилей, корпусов судов;
- других ответственные конструкции, применяемых во всех отраслях промышленности, работающих при низких температурах окружающего воздуха, в условиях динамических знакопеременных нагрузок.
Полуспокойная сталь используется для тех же металлоконструкций и деталей, что и спокойная, но при условии, что эти изделия не будут работать при температурах ниже -10 0С.
Кипящая сталь. Применяется для малонагруженных, второстепенных, ненагруженных металлоконструкций, которые работают при постоянных нагрузках. Из неё изготавливают заборы, заземление, кронштейны, листовую обшивку, другие элементы зданий и металлоконструкций.
Какая сталь обыкновенного качества относится к кипящей
Кипящей называют малораскисленную сталь, интенсивно выделяющую газы в изложнице во время застывания. Образующиеся газы: до 90% CO, углекислый газ, азот, водород, метан. Сильные раскислители типа алюминия и титана в производстве такого металла не применяются.
Основной признак слитка кипящей стали – отсутствие сосредоточенной усадочной раковины. Структура слитка зависит от интенсивности и периода кипения расплава. В затвердевшем состоянии он имеет 5 зон:
- наружная плотная корка;
- скопление сотовых пузырей, имеющих вытянутую форму;
- промежуточная зона между сотовыми и вторичными пузырями;
- скопление глубинных (вторичных) воздушных пузырей;
- сердцевина слитка – зона глубинных пузырей.
В качественных слитках наружная корка настолько плотная и толстая, что при нагреве и прокатке скопление сотовых пузырей не вскрывается.
«Закупоренная» – разновидность кипящей стали
По степени подавления выделения газов при затвердевании расплава материал находится между кипящей и полуспокойной сталями. Отличие этой технологии – закрывание слитка сверху после разливки механическим или химическим способом.
- При механическом закупоривании слиток закрывается тяжелой чугунной крышкой.
- Химическое закупоривание реализуется с помощью добавления сверху изложницы присадок алюминия или ферросилиция. Это приводит к ускоренному твердению верхней части слитка, которая отрезается и отправляется в отходы.
Такая методика позволяет уменьшить время выделения газов и снизить количество воздушных пузырей внутри слитка.
Основные характеристики
Кипящие стали отличаются неоднородностью структуры и химического состава, что приводит к снижению некоторых эксплуатационных характеристик. Прочность металла снижается из-за завариваемых при прокатке воздушных пузырей, которые при вальцовке или штамповке могут привести к расслоению материала.
Свойства кипящей стали
- Проблемная свариваемость из-за резко выраженной неравномерности по толщине изделия расположения фосфора и серы, негативно влияющих на свойства металла. Зоны с повышенным содержанием серы становятся причиной появления кристаллизационных трещин в шве и около него.
- Металл склонен к старению в зоне около сварного шва, что приводит к его охрупчиванию при отрицательных температурах.
- Более высокая подверженность коррозии, по сравнению со спокойными и полуспокойными сталями.
Области применения кипящей стали
Эта металлопродукция имеет определенные ограничения по сферам использования. Она не допускается для изготовления:
- крепежных элементов котлов, работающих под давлением;
- конструкций и оборудования, запланированных для эксплуатации при температурах ниже -20°C
- аппаратов, эксплуатируемых при динамических, знакопеременных, пульсирующих нагрузках;
- оборудования и конструкций, контактирующих с агрессивными, взрыво- и пожароопасными средами, сжатыми и сжиженными газами.
Из слитков кипящей стали производят полосы, листы, тонкие плиты, проволоку, прутки, штрипсы, трубы, предназначенные для изготовления продукции рядового назначения.
Какие марки углеродистых сталей могут относится к кипящим?
Для изготовления сплава этого вида используются:
- углеродистые стали обыкновенного качества – кипящие сплавы изготавливаются по ГОСТу380-2005, обозначение – «кп»;
- качественные и высококачественные стали – регламентируются ГОСТом 1050-88, буквенное обозначение – «кп».
В производстве обычно применяются стали с содержанием углерода более 0,15%.
Углеродистые стали обыкновенного качества уже давно стали продуктом массового производства, что позволило сделать их стоимость доступной. Согласно ГОСТу 380-2005, в их состав, кроме железа и углерода, может входить определенное количество включений неметаллического типа, а также примесей, ухудшающих качественные характеристики таких сталей.
Толстолистовой прокат производится, как правило, из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества
Требования ГОСТ 380-2005
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к углеродистым сталям обыкновенного качества можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
В ГОСТе 380-2005 оговариваются все требования к характеристикам, которые должны иметь углеродистые конструкционные стали, обладающие обыкновенным качеством. Такие стали используются преимущественно для производства:
- метизных изделий;
- изделий, полученных методом штамповки и ковки;
- металла в листах различной толщины;
- сортового проката;
- заготовок, полученных методом литья и катания;
- широкополосного проката;
- фасонного проката;
- металлических лент и проволоки различного диаметра;
- продукции, полученной после обработки металла на прокатном оборудовании обжимного типа (слябы, блюмы и др.);
- металлических слитков.
От производства сортового проката до изготовления гаек
Сталь, полностью раскисленная в процессе производства, имеет менее высокие показатели неоднородности состава. Материал полуспокойного типа стоит дешевле. Из стали получают качественный сортовой прокат: шестигранники, уголки, полосы, круги, листы и пр. Это востребованные виды изделий, применяемые в строительстве, машиностроении, станкостроении, изготовлении мебели и т.д.
Полуспокойная сталь применяется в производстве заготовок для трубного проката. Благодаря высокой прочности материал используют для получения несущих сварных конструкций, способных выдерживать значительные интенсивные нагрузки. Еще одна сфера применения – это производство крепежных изделий.
При выборе стали нужно ориентироваться на условия ее эксплуатации, включая температурный режим и уровень оказываемой нагрузки. Покупайте материал у крупного поставщика, который предложит широкий выбор марок стали и поможет определиться с выбором.
Источник
Какая сталь обыкновенного качества относится к кипящей
Кипящей называют малораскисленную сталь, интенсивно выделяющую газы в изложнице во время застывания. Образующиеся газы: до 90% CO, углекислый газ, азот, водород, метан. Сильные раскислители типа алюминия и титана в производстве такого металла не применяются.
Основной признак слитка кипящей стали – отсутствие сосредоточенной усадочной раковины. Структура слитка зависит от интенсивности и периода кипения расплава. В затвердевшем состоянии он имеет 5 зон:
- наружная плотная корка;
- скопление сотовых пузырей, имеющих вытянутую форму;
- промежуточная зона между сотовыми и вторичными пузырями;
- скопление глубинных (вторичных) воздушных пузырей;
- сердцевина слитка – зона глубинных пузырей.
В качественных слитках наружная корка настолько плотная и толстая, что при нагреве и прокатке скопление сотовых пузырей не вскрывается.
Допустимые элементы
Нормативным документом (ГОСТом) регламентируется и химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества. такого элемента, как кремний, в сталях, обладающих разной степенью раскисления, может варьироваться в следующих пределах:
- кипящие – до 0,05%;
- полуспокойные (Ст1пс, Ст2пс, Ст3пс и др.) – 0,05–0,15%;
- спокойные – 0,15–0,3%.
Марки спокойной стали
Если хотите знать, какую сталь обыкновенного качества относят к спокойной, прочтите маркировку. У спокойной стали марки обозначаются условными номерами в зависимости от химического состава. В обозначение входят буквы и цифры. К примеру, марка Ст1сп подразумевает:
- конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества — Ст;
- условный номер марки — 1;
- степень раскисления — СП (спокойная).
Требования к качеству металла изложены в ГОСТ 380-2005.
Типы сталей и их горячее цинкование
Металлургическая промышленность в состоянии производить стали самого разнообразного состава, все их условно по типам примесей можно разделить на шесть типов по характеру основной примеси, которая и определяет основное назначение стали.Основными примесями являются углерод, фосфор, сера, кремний, марганец, а также совокупность примесей ряда тугоплавких металлов, включающих хром, никель и некоторые другие.
Вот эти шесть типов:
- Углеродистые стали, то есть стали, основным легирующим элементом в которых является углерод – это стали с содержанием углерода менее 2,14%. Его наличие не исключает существования в сталях некоторых элементов в даже больших количествах (марганец, кремний), но эти элементы играют в данном случае скорее подчиненную роль – при некоторой концентрации улучшая механические и некоторые другие свойства, в других случаях несколько ухудшая их.
- Стали с высоким содержанием кремния. Элемент кремний в концентрации до 0,4% является полезным элементом, потому что он влияет на качество сталей (в основном, на их прочностные свойства). Но есть стали и с более высоким его содержанием – до 2%. Это так называемые пружинные стали, используемые для изготовления рессор и пружин.
- Стали с высоким содержанием марганца (свыше 1%). Это так называемые «вязкие» стали. Обычное содержание марганца в «углеродистых» сталях составляет 0,4-0,6%, но данные стали с повышенным содержанием марганца имеют свой ареал использования.
- Автоматные стали – эти стали содержат высокий процент серы. Сера в стали является вредным элементом, потому что приводит к повышению хрупкости при повышенных температурах, но ее содержание порядка 0,2% улучшает обработку сталей на фрезерных станках, поэтому такие стали используются для изготовления крепежных материалов неответственного назначения.
- Электрические стали, содержащие высокий уровень фосфора. Эти стали имеют низкий коэффициент термического расширения или особые магнитные свойства, поэтому используются в электротехнической промышленности.
- Нержавеющие стали. Как правило, содержат высокий уровень никеля и хрома. Используются в качестве материалов, используемых в сильно коррозионной среде.
Cтали обыкновенного качества
Cтали обыкновенного качества изготавливают по ГОСТ 380–2005.Выплавка их обычно производится в крупных мартеновских печах и кислородных конвертерах. Обозначают их буквами «Ст» и цифрами от 0 до 6, например: Ст0, Ст1, Ст6.
Буквы «Ст» обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки стали в зависимости от ее химического состава.
В конце обозначения марки стоят буквы «кп», «пс», «сп», которые указывают на способ раскисления: «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная.
Углеродистые стали обыкновенного качества содержат С ≤ 0,49% и выпускаются трех разновидностей в зависимости от технологии раскисления: кипящие с С ≤ 0,27% (Ст1кп, Ст2кп, Ст3кп и Ст4кп); полуспокойные (Ст1пс, Ст2пс, Ст3пс, Ст4пс, Ст5пс и Ст6пс); спокойные (Ст1сп, Ст2сп, Ст3сп, Ст4сп, Ст5сп и Ст6сп).
К этим сталям относятся также стали Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс с Mn = 0,8–1,10% (в стали Ст5Гпс допускается Mn = 0,8–1,20%). Эти стали имеют повышенную прочность по сравнению с прочностью сталей Ст3пс, Ст3сп и Ст5пс.
В стали Ст0 ограничивают только содержание углерода (не более 0,23%), серы, фосфора, не предъявляют специальных требований к технологии ее выплавки, нормируют только временное сопротивление (σв ≥ 300 МПа).
Таблица 5.1. Химический состав углеродистых сталей обыкновенного качества по ГОСТ 380-2005
Марка стали | Массовая доля, % | ||
C | Mn | Si | |
Ст0 | ≤0,23 | – | – |
Ст1кп | 0,06-0,12 | 0,25-0,5 | ≤0,05 |
Ст1сп | 0,06-0,12 | 0,25-0,5 | 0,15-0,3 |
Ст2кп | 0,09-0,15 | 0,25-0,5 | ≤0,05 |
Ст2сп | 0,09-0,15 | 0,25-0,5 | 0,15-0,3 |
Ст3кп | 0,14-0,22 | 0,3-0,6 | ≤0,05 |
Ст3сп | 0,14-0,22 | 0,4-0,65 | 0,15-0,3 |
Ст4кп | 0,18-0,27 | 0,4-0,65 | ≤0,05 |
Ст4сп | 0,18-0,27 | 0,4-0,7 | 0,15-0,3 |
Ст5кп | 0,28-0,37 | 0,4-0,7 | 0,05-0,17 |
Ст5сп | 0,28-0,37 | 0,5-0,8 | 0,15-0,35 |
Ст6пс | 0,38-0,49 | 0,5-0,8 | 0,05-0,15 |
Ст6сп | 0,38-0,49 | 0,5-0,8 | 0,15-0,30 |
В сталях обыкновенного качества нормируют содержание примесей на более высоком уровне, чем у сталей других групп: S ≤ 0,05%, P ≤ 0,04%, As ≤ 0,08%. В сталях, выплавленных на керченской руде, допускается As ≤ 0,15%, N ≤ 0,010%; в сталях, выплавленных в дуговых печах, N ≤ 0,012%.
У горячекатаных сталей скорость охлаждения уменьшается при увеличении диаметра (толщины) проката от 10 до 100 мм. Уменьшение скорости охлаждения приводит к образованию более грубых ферритно-перлитных структур и уменьшению σт и δ.
Химический состав
Марки стали различаются по составу, который определяет механические характеристики, область применения и свариваемость материала.
Небольшое количество легирующих элементов и высокая пластичность Ст3 делает её самым распространённым сплавом, применяемым в строительстве. Ни одна стройка не может обойтись без проката из Ст3.
Химический состав материала включает следующие элементы:
- железо – 97%;
- углерод – 0,14-0,22%;
- никель, медь, хром – каждый не больше 0,3%;
- марганец — 0,4-0,65%;
- кремний — 0,05-0,17%;
- мышьяк менее 0,08%;
- серы не более 0,05;
- фосфор менее 0,04%.
Углерод определяет твёрдость, прочность, пластичность, показатели свариваемости, физико-механические свойства стали. Сера и фосфор – вредные примеси.
Легирующие элементы в структуре этого сплава, которые влияют на его характеристики – это марганец, хром, медь и никель.
Марки спокойной стали
Сплавы полного раскисления разделяют на следующие группы:
- углеродистые спокойные стали обыкновенного качества – регламентируются ГОСТом 380-2005 года, обозначаются «сп»;
- качественные и высококачественные – выпускаются по ГОСТу 1050-88, буквенного индекса по этому стандарту не имеют;
- все легированные и низколегированные стали обычно изготавливают спокойными, буквенного индекса не имеют.
Внимание! Стали, полученные непрерывной разливкой, во время процесса полностью раскисляются.