04.09.2020 Автор: VT-METALL
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Описание конструкционной стали
- Классификацию конструкционных сталей
- Сферы применения конструкционной стали
- Достоинства и недостатки конструкционных сталей
- Как выбрать конструкционную сталь по ее маркировке
Конструкционная сталь пользуется сегодня огромным спросом. Она незаменима при изготовлении промышленных механизмов и возведении строительных конструкций, так как обладает высокой прочностью, пластичностью и сопротивляемостью к разрушению.
Используется данный материал и в других сферах человеческой деятельности. К примеру, из него производят детали для разного рода станков, горячекатаный рядовой прокат, пружины, рессоры, мелкие крепежные элементы и много чего еще. Однако при выборе конструкционной стали следует иметь в виду, что она бывает разных видов, у каждого из которых свои физические и химические характеристики.
Легированные конструкционные стали
Конструкционно легированная сталь в своем составе содержит несколько химических веществ. К ним можно отнести марганец, никель, а также хром. Но они могут содержать не все три компонента, а только один химический показатель. Именно поэтому произошло разделение: на низколегированную сталь, где число различных добавок не дошло превышать свыше 2.5%; на средне легированную сталь, где показатель примесей можно увеличить только до 10%, высоколегированную сталь, в которой добавочные элементы могут быть свыше 10%.
Сфера применения
Конструкционные стали находят широкое применение в строительстве приборов, машин и агрегатов. Каждая марка предназначена для изготовления тех или иных конструкций, которые после будут участвовать в сборке машины или агрегата. Легированные сплавы используют для производства:
- рессор, пружинных лент и витых пружин – марка 60С2(А);
- ответственных пружин и рессор, работающих при повышенной температуре – 50ХФА(ХГФА);
- больших и сильно нагружаемых пружин и рессор – 60C2XA;
- шлинцевых валиков, втулок, шпинделей, муфт – 40Х-50Х;
- деталей, работающих на высоких скоростях и при большой нагрузке – 18ХГТ, 20ХГР;
- работающих на износ, высокопрочных и ответственных элементов – 40ХС, 40ХФА;
- турбин, валов, крепежных элементов, работающих при повышенной температуре – 35ХМ.
Это примеры применения сплавов конкретных марок. Разделение по группам также помогает определить, какие конструкционные составы для чего применяются.
Низколегированная конструкционная сталь
Низколегированная сталь нашла свое применение в производстве вагонов, подвижных составов, локомотивов, в технике для сельскохозяйственного и промышленного назначения. Любые изделия из низколегированной стали способны выдерживать очень большие и тяжелые нагрузки. Они не имеют какие-либо ограничения.
У легированной стали маркировка может быть следующей: две цифры (содержание углерода), буквы без цифр (легирующий элемент), буква и цифра (легирующий элемент в процентах) и буква в конце маркировки (показатель очень высокого качества стали).
Дополнительная классификация конструкционной стали
В промышленности широко применяются следующие категории стали:
- Легированные конструкционные стали. Обладают наибольшей конструктивной прочностью благодаря добавлению легирующих элементов.
- Теплоустойчивые. Отличаются повышенной рабочей температурой и используются для изготовления котлов, паропроводов, а также в различных отраслях промышленности, где повышенная температура является постоянным фактором. Для придания теплостойкости сталь легируют добавками хрома, ванадия или молибдена.
- Подшипниковые. Наличие высоких локальных нагрузок предъявляет повышенные требования к стали. Подшипниковая сталь легируется хромом для обеспечения высокой статистической грузоподъемности.
Углеродистые конструкционные стали
Углеродистую конструкционную сталь можно также разделить на несколько условных разновидностей: автоматная, строительная и котельная. Из автоматной стали делают крепежные элементы. Она не подходит для сварочных работ, и все детали обрабатываются на специальных станках. Котельная сталь нужна для производства котлов, сосудов и других емкостей, которые предназначены выдерживать слишком высокие температурные режимы. Машиностроительная сталь используется при производстве автомобильной технике.
У углеродистой стали может быть следующей маркировка: ст. (обозначение стали), СП/ПС/КП (степень раскисления), буква Г (марганец — повышенное содержание). Примером может служить сталь 08ПС, Ст2пс, Ст3сп5, Ст20, Ст35, Ст40, Ст45, Ст3пс и другие.
Выбор конструкционной стали по ее маркировке
Конструкционные металлы маркируются по сложной системе, включающей в себя множество обозначений. Рассмотрим ее подробнее.
Углеродистая сталь обыкновенного качества стандартно обозначается сочетанием букв «Ст» и цифры от 0 до 6 – они отражают номер марки. Затем идет описание степени раскисления: в спокойных сталях – «сп», полуспокойных – «пс» и кипящих «кп».Причем в конструкционной стали марки 0 степень раскисления не указывается, зато отражается содержание в ней фосфора (не более 0,07 %), серы (не более 0,06 %) и углерода (не более 0,23 %). Марки от 1 до 6 могут быть полуспокойными, а от 1 до 4 –кипящими. Доля С, Мn, Si, S, P в них строго прописана.
Согласно ГОСТу 1050–88 маркировка углеродистых качественных сталей включает двузначное число, говорящее о концентрации в нем углерода (в сотых долях процента): 0, 8, 10, 20, …60. Из такого обозначения очевидно, что, например, сталь 20 содержит 0,20 % углерода.
Углеродистые конструкционные стали тоже бывают спокойные, полуспокойные и кипящие, но перед первыми индекс не ставится. Так, можно встретить обозначения полуспокойных металлов: 08 пс, 10 пс, 20 пс, и кипящих: 08 кп, 10 кп, 20 кп.
Литая макроструктура углеродистых сталей обозначается заглавной буквой «Л» (сталь 60 Л).
Определяет маркировку легированных конструкционных сталей ГОСТ 4532–71. Так, она должна содержать буквенно-цифровое обозначение, отражающее химический состав материала:
- алюминий – Ю;
- бор – Р;
- ванадий – Ф;
- вольфрам – В;
- кобальт – К;
- кремний – С;
- марганец – Г;
- медь – Д;
- молибден – М;
- никель – Н;
- ниобий – Б;
- титан – Т;
- хром – Х.
Цифра, стоящая после буквы, обозначает приблизительную долю легирующих компонентов в сплаве. Если ее нет, значит, таких веществ в материале содержится не более 1 %.
Цифра, расположенная в самом начале маркировки, обозначает количество углерода в легированном материале (в сотых долях процента). Так, запись «30ХН3А» означает, что в данном сплаве содержится порядка 0,30 % С, около 1 % Сr и 3 % Ni. Заглавная «А» в конце записи отражает высокое качество стали. Особо высококачественные стали (которые получаются, например, путем электрошлакового переплава) маркируются буквой Ш – 30ХГС-Ш.
Некоторые группы конструкционных сталей содержат дополнительные обозначения в начале маркировки. Так, автоматные начинаются с буквы «А», строительные – с «С», подшипниковые – с «Ш» (ШХ15).
Автоматные стали характеризуются повышенной концентрацией кальция, селена, серы, теллура и фосфора. Согласно ГОСТу 1414–75 увеличенное содержание некоторых веществ должно обозначаться соответствующей буквой: кальций – «Ц», селен –«Е», сера – «А», свинец – «С». Двузначное число, стоящее перед буквами А, АС или АЦ говорит о концентрации углерода (в сотых долях процента). Например, автоматные стали с повышенным содержанием кальция – АЦ20, …, АЦ30ХН; селена – А35Е, А40ХЕ; серы – А11, А20,…, А40; свинца – АС14, АС40, …, АС45Г2.
Низколегированные конструкционные стали обозначают буквой «С» и числом, отражающим предел текучести (мегапаскаль), например, С235, С285,…, С590. В конце записи могут стоять заглавные «Д» – обозначающая усиление антикоррозийных свойств, «К» – отражающая специальный химический состав, или «Т» – говорящая об усилении прочности материала за счет термообработки.
Требования, которые выдвигает потребитель к свойствам конструкционной стали (химическим, физическим или механическим) выполняются за счет специфического состава сплава, подбора методик термического воздействия и способов упрочнения поверхности, а также качества металлургической обработки. Такой материал может быть представлен на рынке в формате проката, труб и пр.
Стоимость изделий из конструкционной стали в основном зависит от состава сплава и размеров детали.
Разновидности конструкционных сталей по типу назначения
Все конструкционные стали полежат разделению на машиностроительные и арматурные типы. Арматурные стали особенно популярны и пользуются большим спросом ввиду того, что их сварка отличается надежностью, легкостью и простотой. Можно услышать в кругах, что арматурные стали называют еще строительными. Это связано с их активным применением в строительных и производственных объемных работах. Сплавы разделяют на типы общего назначения и специального.
При производстве любого типа конструкционной стали, в ее сплав добавляется обязательно различные химические элементы и компоненты. Очень часто, в некоторые марки стали, могут входить составы, которые считаются вредными и опасными. К опасным элементам прежде всего, можно отнести химические компоненты: серу, фосфор. Именно он делают стальную продукцию слишком податливой и ломкой.
Применение качественной конструкционной углеродистой стали
Область применения достаточно широка. Основными потребителями сплавов являются машиностроительная и строительная отрасли. Одним из достоинств считается хорошая свариваемость.
Как следует из названия, «конструкционная» — значит использующаяся для строительных металлоконструкций. Другое название – арматурные стали.
Рассматривая основные марки качественных сталей, использующиеся промышленными предприятиями можно разделить по назначению.
- Качественные низкоуглеродистые стали 05-10. Основное их назначение изготовление ответственных и качественных конструкций с помощью сварки (повышение количества углерода способствует понижению свариваемости). Небольшое количество углерода после сварочных работ не провоцирует образование трещин как горячем, так и в холодном состоянии.
- Качественные низкоуглеродистые стали 12-20. Основное их назначение изготовление элементов конструкций и деталей, которые не ответственные, малонагруженные, в последствии цементируемые. Обрабатываются резанием, холодной штамповкой, сложной вытяжкой. Требования к поверхности: износостойкость, высокая твердость при мягкой сердцевине. Изготавливаются машиностроительные элементы (вал, ось, болт, муфта, вилка, рычаг, фланцы и прочие), а также элементов котлового оборудования, работающего при высоком давлении и температурах от -40°С до 450°С (трубопровод, тройник, соединительный фланец и прочие).
- Качественные среднеуглеродистые стали 25-35. Детали, изготовленные из данного материала, работают при средних нагрузках и с невысокими напряжениями. После химико-термического воздействия обладают высокой прочностью поверхностного слоя, износостойкостью, но с незначительной прочностью сердцевины детали (гайка, винт, собачка, крюк, кулачок, звездочка и прочие).
- Качественные среднеуглеродистые стали 40-45. После термической обработки изделия из данного материала хорошо переносят средние нагрузки (вал, шестерня, шатун и прочие). Для получения заготовок используется метод горячей объемной штамповки. Подвергаются всем способам термической обработки. У всех среднеуглеродистых сталей после закалки и следующего за ним высокого отпуска внутренней структурой становится отпускной сорбит. В связи с чем повышается вязкость с пластичностью, а это низкая чувствительность у концентраторов напряженности. При увеличении диаметра изделия снижается его прокаливаемость.
- Качественные среднеуглеродистые стали 50-55. Детали из этих сталей являются высоконагруженными элементами механизмов и агрегатов (муфта, шестерня, кольцо пружинное и прочие).
- Качественные высокоуглеродистые стали 60-80 (Г). Изготавливаются детали, подвергающиеся постоянным напряжениям сжатия, которые эксплуатируются в условиях трения (эксцентрик, рессора, пружина и прочие), а также работающие при больших нагрузках динамических и статических (торсион, крестовина).
- Качественные котельные стали 12К-22К. Применение нашли при изготовлении деталей, работа котрых сопряжена с повышенными температурами и высоким давлением. Для улучшения свариваемости в состав вводится титан, а раскисление производится за счет алюминия. Из нее изготавливают сосуды и котлы, работающие с турбинами, камерами сгорания на суднах и паровых агрегатах.
- Сталь автоматная. Широко применяется при промышленном производстве крепежных изделий для автомобилей и узлов, работающих при статических нагрузках (болт, гайка, шпилька).
Машиностроительные типы
Характеристики по общему назначению
Конструкционные сплавы, общего назначения делятся на две основные группы. Первая — среднелегированная и низколегированная. Вторая группа — среднеуглеродистая и малоуглеродистая.
При производстве сплава общего значения подвергается строгой проверке. Происходит контроль продукции и испытания на многие показатели. Особое внимание уделяется пластичности материала, проверяется прочность и надежность, материал проходит испытание на ударную вязкость. В зависимости от классификации металла, сферы его применения могут учитываться и другие не менее важные показатели. Их очень много и их также проверяют по некоторым важным характеристикам и свойствам.
Если рассматривать первую группу среднелегированных низколегированная, то они изготавливаются для машиностроителей. Такие сплавы относят к доэвтектоидным перлитным сталям. Для вязкости в этих марках используют никель и молибден. К таким сталям относят 40ХН2СМА, 40ХГТ, 40ХГР, 30Х3МФ, 45ХН2МФА, 25Х2ГНТРА, ЗОХГСН2А, 08Х15Н5Д2Т
Конструкционные сплавы, которые производятся для машиностроительной отрасли могут подразделяться с учетом метода их упрочнения. Таким образом, такую сортовую сталь можно подразделить на сплав с упрочнением верхнего слоя, без обработки и с упрочнением по всему объему.
Многие конструкционные стали применяются без термообработки. То есть они производятся и отпускаются потребителям в обычных листах металла. Для такой продукции есть одно важное условие – минимальное количество углерода и кремния. Именно небольшое количество кремния и углерода обеспечивают отличную стяжку материалу в холодном виде. То есть конструкционная сталь легко поддается нужной деформации. Среди этих сталей распространены такие марки как Ст3сп5, 08пс, 08Ю, Ст20, Ст30, Ст40 и другие
Если происходит выпуск качественной сортовой стали, то в свою очередь она должна пройти несколько вариантов термообработки: закалку, после которой можно проводить отпуск продукции, стандартную закалку металла с обязательным отпуском (наиболее эффективная сварка готовой продукции), и последний вариант нормализацию.
Конструкционные стали
Любая сталь, как правило представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14%. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.
Свойства конструкционных строительных сталей определяются в основном механическими и технологическими характеристиками. К механическим относятся предел прочности, относительное удлинение, твердость, ударная вязкость;
к технологическим —
жидкотекучесть, свариваемость, ковкость
и др.
Для конструкционных сталей используются в основом углеродистые (0,10…0,20% С) и низколегированные (Si, Mn, Сг и др.) (ГОСТ 19281-73 и ГОСТ 19282-72). Они, как правило, обыкновенного качества и поставляются по механическим свойствам.
Конструкционные стали в виде листов, сортового фасонного проката применяют в строительстве и машиностроении для сварных конструкций, в основном, без дополнительной термической обработки. Так марки стали 14Г2, 18Г2, 16ГС, 10Г2С1, 14ХГС и 15ХСНД нужны для изготовления металлических конструкций, а стали 18Г2С, 25Г2С и 35ГС — железобетонных конструкций.
Классификация сталей осуществляется и по их назначению. Так, выделяют инструментальные и конструкционные виды, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Данные в таблице 1 ниже.
Табл.1
| Конструкционные стали | Инструментальные стали | Марки с особыми свойствами |
| 10ХСНД,20Х2Н4А ,15ХМ,20ХМ | У7,У8, У10; У7А; У8А; У10А; У12А | ЭИ69 (45Х14Н14В2М) ЭИ602 (ХН75МБТЮ) |
| Марки стали | Массовая доля элементов, % | ||||||||
| ГОСТ 4543 | DIN | ANFOR | Другие | C | Si | Mn | Cr | Ni | Другие |
| 15Х | 15Cr3 (1.7015) | 18C3 | 5015 (ASTM) | 0,12-0,18 | 0,17-0,37 | 0,40-0,70 | 0,70-1,00 | <0,30 | |
| 40Г | 40Mn4 (1.1157) | 40M5 | 15OM36 (B,S) | 0,37-0,45 | 0,17-0,37 | 0,70-1,00 | <0,30 | ||
| 20Г | C21 (1.0432) | A105 (ASTM) | 0,17-0,24 | 0,17-0,37 | 0,70-1,00 | ||||
| 40Г2 | 36Mn5 (1.1167) | 154B41H (ASTM) | 0,36-0,44 | 0,17-0,37 | 1,40-1,80 | ||||
| 40Х | 42Cr4 (1.7045) | 5140 (ASTM) | 0,36-0,44 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,80-1,10 | |||
| 18ХГ | 16MnCr5 (1.7131) | 16MC5 | 5115 (ASTM) | 0,15-0,21 | 0,17-0,37 | 0,90-1,20 | 0,90-1,20 | ||
| 20MnCr5 (1.7147) | 0,15-0,21 | 0,17-0,37 | 0,90-1,20 | 0,90-1,20 | |||||
| 18ХГТ | 0,17-0,23 | 0,17-0,37 | 0,80-1,10 | 1,00-1,30 | Ti 0,03-0,09 | ||||
| 38ХГМ | 42CrMo4 (1.7225) | 42CD4 | 4140 (ASTM) | 0,34-0,40 | 0,17-0,37 | 0,60-0,90 | 0,80-1,10 | Mo 0,15-0,25 | |
| 27ХГР | 709M40 (B,S) | 0,25-0,31 | 0,17-0,37 | 0,70-1,00 | 0,70-1,00 | ||||
| 38ХС | 0,34-0,42 | 1,00-1,40 | 0,30-0,60 | 1,30-1,60 | |||||
| 30ХМА | 25CrMo4 (1.7218) | 25CD4 | 4130 (ASTM) | 0,26-0,33 | 0,17-0,37 | 0,40-0,70 | 0,80-1,10 | Mo 0,15-0,25 | |
| 30Х3МФ | 31CrMoV9 (1.8519) | 0,27-0,34 | 0,17-0,37 | 0,30-0,60 | 2,30-2,70 | Mo 0,20-0,30 | |||
| 40ХФА | 41CrMo4 (1.7223) | 4142 (ASTM) | 0,37-0,44 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,80-1,10 | V 0,10-0,18 | ||
| 40ХН | 40NiCr6 (1.5711) | 3140 (ASTM) | 0,36-0,44 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,45-0,75 | 1,00-1,40 | ||
| 12ХН3А | 655M13 (B,S) | 0,09-0,16 | 0,17-0,37 | 0,30-0,60 | 0,60-0,90 | 2,75-3,15 | |||
| 30ХГСА | 0,28-0,34 | 0,90-1,20 | 0,80-1,10 | 0,80-1,10 | |||||
| 15ХГН2ТА | 0,13-0,18 | 0,17-0,37 | 0,70-1,00 | 0,70-1,00 | 1,40-1,80 | Ti 0,03-0,09 | |||
| 40Х2Н2МА | 40CrNiMo6 (1.6565) | 4340 (ASTM) | 0,35-0,42 | 0,17-0,37 | 0,30-0,60 | 1,25-1,65 | 1,35-1,75 | Mo 0,20-0,30 | |
| 818M40 (B,S) | |||||||||
| 18Х2Н4МА | X19NiCrMo4 (1.2764) | 0,14-0,20 | 0,17-0,37 | 0,25-0,55 | 1,35-1,65 | 4,00-4,40 | Mo 0,30-0,40 | ||
| 38Х2Н2МА | 34CrNiMo6 (1.6582) | 4337 (ASTM) | 0,33-0,40 | 0,17-0,37 | 0,25-0,50 | 1,30-1,70 | 1,30-1,70 | Mo 0,20-0,30 | |
| 817M40 (B,S) | |||||||||
| 38Х2МЮА | 41CrA1Mo7 (1.8509) | 40CAD6.12 | 0,35-0,42 | 0,20-0,45 | 0,30-0,60 | 1,35-1,65 | Mо 0,20; Al 0,7-1,1 | ||
| 15Х | AFNOR | |
| 15Х | 15Cr3 (1.7015) | 18C3 |
Общая характеристика:
сталь сваривается без ограничения (кроме химикотермически обработанных деталей). Не склонна к отпускной хрупкости, нефлокеночувствительна.
Применение:
цементируемые детали — валы, пальцы, шестерни, валики, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, полосовой прокат, кованый сорт, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, прутки шлифованные и со специальной отделкой поверхности.
40Х
| ГОСТ 4543-71 | DIN | AISI/SAE |
| 40Х | 41Cr4 (1.7035) | 5135; 5140 |
Общая характеристика:
сталь склонна к отпускной хрупкости и флокеночувствительна. Трудно сваривается, необходим подогрев и последующая термообработка. Плотность при 20°С — 7,82х10 кг/м
Применение:
для изготовления крепежных деталей, работающих при температуре не выше 425°С. Оси, валы, шестерни, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, рейки, шпиндели, оправка, полуоси и другие детали повышенной прочности.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и прутки со специальной отделко й поверхности.
18ХГТ
| ГОСТ 4543-71 |
| 18ХГТ |
Общая характеристика:
сталь сваривается без ограничений контактной и дуговой сваркой (кроме химикотермически обработанных деталей). Нефлокеночувствительна, малосклонна к отпускной хрупкости.
Применение:
улучшаемые или цементируемые детали ответственного назначения, работающие под действием ударных нагрузок, от которых требуется повышенная прочность и вязкость сердцевины, а также высокая поверхностная прочность.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и сталь со специальной отделкой поверхности.
38ХС
| ГОСТ 4543-71 |
| 38ХС |
Общая характеристика:
сталь трудносвариваемая. При ручной, дуговой и контактной сварке необходим подогрев и последующая термообработка. Нефлокеночувствительна, имеет склонность к отпускной хрупкости. Плотность при 20°С — 7,6х10 кг/м
Применение:
валы, шестерни, муфты, пальцы и другие улучшаемые детали небольших размеров, к которым предъявляются требования повышенной прочности, упругости и износостойкости.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и сталь со специальной отделкой поверхности.
30ХМА
| ГОСТ 4543-71 | DIN | ASTM |
| 30ХМА | 30CrМо4 (1.7216) | 4130 |
Общая характеристика:
сталь хромомолибденовая, имеет ограниченную свариваемость ручной и автоматической дуговой сваркой под флюсом и газовой защитой. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Флокеночувствительность незначительная. Не склонна к отпускной хрупкости.
Применение:
валы, шестерни, шпильки, фланцы, диски, штоки и другие ответственные детали, работающие в условиях больших нагрузок и скоростей при температуре до 450-500°С.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и сталь со специальной отделкой поверхности.
40ХН
| ГОСТ 4543-71 | DIN | AISI/SAE/ASTM |
| 40ХН | 40NiCr6 (1.5711) | 3140 |
Общая характеристика:
сталь трудносвариваемая, ручная и дуговая сварка под флюсом. Возможна электрошлаковая сварка. Обладает повышенной флокеночувствительностью и склонностью к отпускной хрупкости. Плотность при 20°С — 7,83х10кг/м
Применение:
валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла. Оси, валы, зубчатые колеса, валы экскаваторов, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования к повышенной прочности и вязкости.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт круглого и квадратного сечений, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные обточенные прутки и прутки со специальной отделкой поверхности.
12ХН3А
| ГОСТ 4543-71 | AISI/SAE/ASTM |
| 12ХН3А | 655М13 |
Общая характеристика:
сталь хромоникелквая с ограниченной свариваемостью. Ручная и автоматическая дуговая сварка под флюсом. Склонна к отпускной хрупкости, флокеночувствительна. Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии при твердости НВ 183-187 удовлетворительная. Плотность при 20°С — 7,85х10 кг/м
Применение:
кулачковые муфты, шестерни, валы, поршневые пальцы и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные прутки и прутки со специальной отделкой поверхности.
40Х2Н2МА
| ГОСТ 4543-71 | DIN | AISI/SAE | B S |
| 40Х2Н2МА | 40CrNiMo6 (1.6565) | 4340 | 818M40 |
Общая характеристика:
сталь трудносвариваемая, теплоустойчивая до 450°С. флокеночувствительная, не склонна к отпускной хрупкости. Обладает сквозной прокаливаемостью в прутках до 50 мм. При ручной дуговой сварке требуется подогрев и последующая термообработка. Плотность при 20°С — 7,85х10 кг/м
Применение:
тяжелонагруженные детали — коленчатые валы, шатуны, шестерни, кулачковые муфты, работающие при динамических нагрузках при температуре до 450°С.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, кованый сорт, полосовой прокат, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, шлифованные прутки и прутки со специальной отделкой поверхности.
18Х2Н4МА (ВА)
| ГОСТ 4543-71 | DIN |
| 18Х2Н4МА(ВА) | Х19NiCrMo4 (1.2764) |
Общая характеристика:
сталь хромоникельмолибденовая (вольфрамовая). Трудносвариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка. Не склонна к отпускной хрупкости, флокеночувствительна. Плотность при 20°С — 7,95х10 кг/м
Применение:
применяется в цементованном и улучшенном состоянии для изготовления ответственных деталей с требованиями высокой прочности, вязкости и износостойкости. Хорошо выдерживает вибрационные и динамические нагрузки. Может использоваться в диапазоне температур от -70 до +450°С.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат и кованые прутки круглого, квадратного и полосового сечения. Калиброванные и шлифованные прутки. Прутки со специальной отделкой поверхности.
38Х2МЮА
| ГОСТ 4543-71 | DIN |
| 38Х2МЮА | 41CrAlMo7 (1.8509) |
Общая характеристика:
сталь коррозионностойкая в атмосферных условиях после азотирования. Не склонна к отпускной хрупкости, флокеночувствительная. Для сварных конструкций не применяется, теплоустойчива до 500°С. Плотность при 20°С — 7,71х10 кг/м
Применение:
штоки клапанов паровых турбин, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, иглы форсунок, тарелки букс, плунжеры. Азотируемые детали, работающие при температуре 450-500°С.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного сечений, полосовой прокат, кованый сорт, калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений, прутки шлифованные и со специальной отделкой поверхности.
Конструкционные легированные стали
| Марки стали | Массовая доля элементов, % | |||||||||
| ГОСТ 1414-75 | DIN | Другие стандарты | C | Si | Mn | Cr | Ni | S | P | другие |
| Конструкционная | ||||||||||
| А12 | 9SMn28 (1.0715) | 230M07 (B,S) | 0,08-0,16 | 0,15-0,35 | 0,70-1,10 | 0,25 | 0,25 | 0,08-0,2 | 0,08-0,15 | Cu 0,25; Pb 0,15-0,30 |
| АС14 | 0,10-0,17 | 0,12 | 1,00-1,30 | 0,25 | 0,25 | 0,15-0,30 | 0,10 | Cu 0,25; Pb 0,15-0,30 | ||
| АС35Г2 | 35SPb20 (1.0756) | 0,32-0,39 | 0,17-0,37 | 1,35-1,65 | 0,25 | 0,25 | 0,08-0,13 | 0,04 | Cu 0,25; Pb 0,15-0,30 | |
| ТУ 14-136-344-98 | ||||||||||
| АВ19ХГН | 0,16-0,21 | 0,17-0,37 | 0,70-1,10 | 0,80-1,10 | 0,80-1,10 | 0,035 | 0,035 | Bi 0,12-0,20; Cu 0,30 | ||
| АВ35Г2 | 0,32-0,39 | 0,17-0,37 | 1,35-1,65 | 0,25 | 0,25 | 0,08-0,13 | 0,04 | Bi 0,12-0,20; Cu 0,25 | ||
| АВ14 | 0,10-0,17 | 0,12 | 1,0-1,30 | 0,25 | 0,25 | 0,15-0,30 | 0,10 | Cu 0,25; Bi 0,12-0,20 | ||
| X8CrNiS 18,9 (1.4305) | 303 (AISI) | 0,12 | 1,0 | 2,0 | 17,0-19,0 | 8,0-10,0 | 0,28-0,35 | 0,06 | Mo 0,50; W 0,20; Cu 0,30; V 0,20; Ti 0.20 | |
| А12 |
Общая характеристика:
температура ковки, °С: начала — 1200, конца — 850. Не применяется для сварных конструкций. Обрабатываемость резанием — HB 167-217. Флокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости.
Применение:
оси, валики, втулки, зубчатые колеса, шестерни, пальцы, винты, болты и другие малонагруженные мелкие детали сложной формы, обрабатываемые на станках-автоматах, и к которым предъявляются требования по качеству поверхности и точности размеров
Виды поставляемой продукции:
сортовой горячекатаный и калиброванный прокат круглого сечения, сталь круглая со специальной отделкой поверхности, сталь круглая с обточенной поверхностью.
АС14
| ГОСТ 4543-71 |
| АС14 |
Общая характеристика:
сталь сернистомарганцовистая свинецсодержащая высокой обрабатываемости резанием. Не применяется для сварных конструкций
Применение:
предназначена для обработки на станках и автоматах, а также для обработки давлением в горячем состоянии с последующей обработкой резанием.
Виды поставляемой продукции:
сортовой горячекатаный, калиброванный и обточенный прокат круглого сечения и сталь круглая со специальной отделкой поверхности.
АВ35Г2
| ГОСТ 4543-71 |
| АВ35Г2 |
Общая характеристика:
сталь конструкционная высокой обрабатываемости резанием. Не применяется для сварных конструкций. К образованию флокенов не чувствительна; к отпускной хрупкости не склонна.
Применение:
изготовление деталей автомобилей методом холодной механической обработки.
Виды поставляемой продукции:
калиброванный прокат круглого и шестигранного сечений Состояние поставки: в отожженном и нагартовано-отпущенном с предварительной нормализацией состояниях.
1.4305
| DIN 17440 | ASTM 582 |
| X10CrNiS 18.9 | 303 |
Общая характеристика:
применяется для такой службы, которая требует оптимальной обрабатываемости, высокотемпературной устойчивости и сопротивляемости коррозии; введение свинца повышает износостойкость при трении, предотвращает налипание, наволакивание металла.
Применение:
изготовление крепежа и деталей в автоматических устройствах
Виды поставляемой продукции:
горячекатанные прутки O12-70 мм
Состояние поставки:
обточенные в закаленном состоянии
Рессорно-пружинные и теплоустойчивые
| Марки стали | Массовая доля элементов, % | ||||||
| ГОСТ 14959-79 | DIN | SAE/AISI | C | Si | Mn | Cr | другие |
| 65Г | Ck67 (1.1231) | 1070 | 0,62-0,70 | 0,17-0,37 | 0,90-1,2 | <0,25 | |
| 55С2А | 55Si7 (1.5026) | 9255 | 0,53-0,58 | 1,5-2,0 | 0,60-0,9 | <0,30 | |
| 60С2А | 60Si7 (1.5027) | 9260 | 0,58-0,63 | 1,6-2,0 | 0,60-0,9 | <0,30 | |
| 60С2Г | 60SiMn (1.5142) | 0,55-0,65 | 1,8-2,2 | 0,70-1,0 | <0,30 | ||
| 50ХФА | 51CrV4 (1.8159) | 0,46-0,54 | 0,17-0,37 | 0,50-0,8 | 0,80-1,1 | V 0,10-0,20 | |
| 60С2ХА | 60SiCr7 (1.7108) | 9262 | 0,56-0,64 | 1,4-1,8 | 0,40-0,7 | 0,70-1,0 | |
| 60С2Н2А | 0,56-0,64 | 1,4-1,8 | 0,40-0,7 | 0,3 | Ni 1,40-1,70 | ||
| 70С2ХА | 71Si7 (1.5029) | 0,65-0,75 | 1,40-1,70 | 0,40-0,6 | 0,20-0,4 | ||
| Примечание: P и S 0,035% для качественной стали, P и S 0,025% для высококачественной стали 65Г | AISI/SAE/ASTM | |
| 65Г | Ck65 (1.1230) | 1065 |
Общая характеристика:
сталь рессорно-пружинная, малочувствительна к флокенообразованию, склонна к отпускной хрупкости при содержании Mn1%, не применяется для сварных конструкций. Плотность при 20°С — 7,81х10кг/м. Модуль нормальной упругости при 20°С — 215 Гпа. Удельная теплоемкость при 20-100°С — 490 Дж/(кг·°С)
Применение:
пружины, рессоры, упорные шайбы, тормозные ленты, фрикционные диски, шестерни, фланцы, корпусы подшипников, зажимные и подающие цанги и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости, и детали, работающие без ударных нагрузок.
Виды поставляемой продукции:
в горячекатаном состоянии (без термообработки) с твердостью не более НВ285; в высокоотпущенном состоянии — не более НВ241
60С2А
| ГОСТ 14959-79 | DIN | AAISI/SAE |
| 60С2А | 60Si7 (1.5027) | 9260 |
Общая характеристика:
температура ковки, °С: начала — 1200, конца — 800. Сечения до 250мм охлаждаются на воздухе, 251-350мм — в яме. Для сварных конструкций не применяется. Нефлокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости.
Применение:
тяжелонагруженные пружины, торсионные валы, пружинные кольца, цанги, фрикционные диски, шайбы гровера и др.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат горячекатаный и кованый, прокат калиброванный и со специальной отделкой поверхности.
50ХФА
| ГОСТ 14959-79 | DIN | AISI/SAE |
| 50ХФА | 50CrMo4 (1.7228) | 4150 |
Общая характеристика:
сталь рессорно-пружинная, отличается малой склонностью к росту зерна, не чувствительна к флокенообразованию, малосклонна к отпускной хрупкости, не применяется для сварных конструкций. Плотность при 20°С — 7,80х10 кг/м на воздухе, 251-350мм — в яме. Для сварных конструкций не применяется. Нефлокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости.
Применение:
ответственные клапанные пружины и рессоры автомобилей; сальники, пружины для секционных колец поршней; пружины, работающие при температурах до 300°С; пружины, подвергающиеся в процессе работы многократным переменным нагрузкам при длительном цикле работы.
Виды поставляемой продукции:
сортовой прокат круглого, квадратного и прямоугольного сечений, прокат калиброванный и со специальной отделкой поверхности, кованый сорт.
15Х5М
| ГОСТ 20072-74 |
| 15Х5М |
Общая характеристика:
сталь теплоустойчивая мартенситного класса. Трудносвариваемая, чувствительна к флокенообразованию, не склонна к отпускной хрупкости. Обладает повышенной коррозионной стойкостью в серосодержащих средах. Температура начала интенсивного окалинообразования 650°С. Плотность при 20°С — 7,75х10 кг/м
Применение:
корпуса и внутренние элементы аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов и крекинговые трубы, детали насосов, задвижки, крепеж с весьма длительным сроком работы (от 50000 до 100000 часов) при температурах до 600°С.
Виды поставляемой продукции:
поставляется в термообработанном состоянии (отожженный, отпущенный или нормализованный с высоким отпуском) с твердостью не более НВ217
12Х1МФ
| ГОСТ 20072-74 |
| 12Х1МФ |
Общая характеристика:
сталь теплоустойчивая перлитного класса. Температура начала интенсивного окалинообразования 600°С. Сталь ограниченно свариваемая: рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Плотность при 20°С — 7,8х10 кг/м
Применение:
трубы пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления; детали цилиндров газовых турбин; пруты, болты, шпильки и другие крепежные детали, работающие длительно (50-100 тысяч часов) при температуре до 510°С.
Виды поставляемой продукции: поставляется в термообработанном состоянии (отожженный, отпущенный или нормализованный с высоким отпуском) или без термической обработки.
Углеродистые качественные
Марки низкоуглеродистых составов, которые используют для производства элементов холодной штамповкой:
- 08;
- 08КП;
- 08ПС.
Как цементируемые, годятся марки 10, 15, 20 и 25. Для рессор, проволоки и пружин нужны марки 60-85. Из них получаются изделия с высокой устойчивостью к износу и упругостью. Для производства автомобильных частей берут сплавы 30-50, они содержат повышенные концентрации марганца.
Легированные и автоматные
Автоматные сплавы содержат больше фосфора и серы или специально легируются теллуром, селеном, свинцом. Такие элементы повышают скорость резания и устойчивость к износу. В массовом производстве автоматную сталь применяют для изготовления продукции на автоматических станках.
Из легированных сплавов делают наиболее важные конструкционные составляющие и те, которые будут подвергаться самым высоким нагрузкам. Для легирования добавляют марганец, молибден, бор, ванадий, никель, хром.
Теплоустойчивые и рессорные
Теплоустойчивые составы применяют в энергетическом машиностроении. Из нее изготавливают паронагреватели и паропроводы, котлы, сосуды. Рабочая температура такого материала может достигать 650 оС. При изготовлении деталей для энергоблоков востребованы сплавы, легированные ванадием, хромом, молибденом.
Рессорно-пружинная сталь должна обеспечивать высокое сопротивление деформациям. Только в этом случае материал может обеспечить надежность и прочность пружины, а также постоянство крутящего момента.
Сегодня есть возможность заказывать материалы для изделий с индивидуальными параметрами. Благодаря совершенствованию химического состава изделие может обладать теми или иными качествами по желанию заказчика, если это было учтено во время изготовления сырья.
Преимущества и недостатки
Достоинства материала проявляются только после его термической обработки, которая обеспечивает:
- увеличение способности к пластическим деформациям;
- снижение риска образования трещин и коробления за счет применения мягких охладителей;
- приобретение дополнительной вязкости;
- повышение хладноломкости.
К недостаткам конструкционной стали следует отнести:
- подверженность обратимой отпускной хрупкости;
- повышение мягкости;
- образование строчечной структуры, а также неоднородностей после ковки и проката;
- сложность резки;
- образование флокенов в материале, который легирован никелем.
Классификация углеродистых сталей по степени раскисления
Спокойные
Такие сплавы обладают наиболее однородной структурой. Для раскисления используют алюминий, ферросилиций и ферромарганец, которые практически полностью удаляют находящие в расплаве газы. Сочетание практически полного отсутствия газов с мелкозернистой структурой, обусловленной наличием остаточного алюминия, обеспечивает хорошее качество металла. Эти марки подходят для изготовления деталей, изделий и конструкций ответственного назначения. Основной недостаток – высокая стоимость.
Кипящие
Это наиболее дешевая и наименее качественная группа. Из-за использования минимального количества добавок для раскисления в материале присутствуют растворенные газы, которые являются причиной неоднородности структуры, химического состава, а следовательно механических свойств. Такие металлы обладают плохой свариваемостью, поскольку из-за присутствия газов высока вероятность образования трещин на швах.
Полуспокойные
Группа занимает промежуточное положение по стоимости и характеристикам. В отливке образуется гораздо меньше газовых пузырьков, по сравнению с кипящими сталями. При прокатке внутренние дефекты в основной массе устраняются. Такие материалы часто применяются в качестве конструкционных сплавов.
Классификация конструкционных углеродистых сталей по качеству, их маркировка и применение
Конструкционные стали обыкновенного качества
Их производят в соответствии с ГОСТом 380-2005, в продажу поставляют в виде листового, сортового и фасонного проката. ГОСТ подразумевает выпуск следующих марок:
- Ст0;
- Ст1пс, Ст1сп, Ст1кп;
- Ст2пс, Ст2сп, Ст2кп;
- Ст3пс, Ст3сп, Ст3кп, Ст3Гсп, Ст3Гпс;
- Ст4пс, Ст4сп, Ст4кп;
- Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс;
- Ст6пс, Ст6сп.
Буквенно-цифровая маркировка этой группы сплавов:
- Ст – сталь;
- цифры 0-6 обозначают номер марки;
- наличие в обозначении буквы «Г» указывает на присутствие марганца в количестве 0,8% и более;
- последние две буквы характеризуют степень раскисления, сп – спокойная, пс – полуспокойная, кп – кипящая.
Углеродистые обыкновенные
Такие типы материала используются в строительной сфере и машиностроении, как самые доступные по ценовой категории. При этом они обладают всеми качествами для производства конструкций общего назначения.
Сплавы такого типа применяют в горячекатанном виде без дополнительной термической обработки. Подгруппы углеродистых обыкновенных составов определяются дальнейшим ее применением.
Углеродистые стали обыкновенного качества
Группа А – это материалы с регламентированными механическими параметрами. Использовать составы этой группы можно в конструкции, которая не будет подвергаться обработке при больших температурах – ковке, горячей штамповке.
Группа Б – для этой группы регламентируется химический состав, но механические параметры не гарантируются. Можно применять для изготовления изделий, которые будут подвергаться горячей обработке. Их закупают для изделий, обработка которых зависит от химического состава материала.
Группа В – это самая дорогая сталь в представленной группе. Здесь строго регламентированы и химические, и механические состав и свойства. Из них делают сварные элементы. Легкость сварки определяется химическим составом, поэтому сплавы группы В предназначаются для важных элементов.
