Классификация стали

По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные.

Углеродистые стали представляют собой сплав железа с углеродом. В углеродистых сталях имеются также в небольшом ко­личестве примеси: марганец (0,1%—1,0%), кремний (до 0,4%), се­ра (до 0,13%) и фосфор (до 0,09%).

В зависимости от назначения различают конструкционные, специальные и инструментальные стали.

Конструкционные стали 

К конструкционным принадлежат стали с содержанием углерода не более 0,65%. Они делятся на углеродистые конструкционные стали обычного качества (Ст 0, Ст 1, Ст 2, Ст 3, Ст 4, Ст 5, Ст 6, Ст 7) и углеродистые -конструк­ционные стали повышенного качества (Ст 08, Ст 10, Ст 20, Ст 30, Ст 45 и т. д. до Ст 65). Наша компания использует такие стали для производства перфорированного листа. Таким образом, марки качественных ста­лей в отличие от обычных, состоят из двух цифр. Цифра указы­вает на содержание углерода в сотых долях процента. Чем боль­ше номер стали, тем больше в ней углерода и выше ее проч­ность. Так, сталь марки Ст 2 содержит от 0,09 до 0,15% углерода, Ст 20 — до 0,2%, Ст 45 — до 0,45%, Ст 70 — от 0,50 до 0,65% углерода и т. д.

Обычные конструкционные стали используют для изготовле­ния различных конструкций и сооружений, метизов и пр.

У качественных конструкционных сталей механические свой­ства лучше, чем у обычных. Их применяют для изготовления де­талей машин.

Легированные конструкционные стали

К легированным кон­струкционным сталям принадлежат стали с содержанием угле­рода не более 0,65% и имеющие в своем составе специально вве­денные легирующие элементы. Для легирования сталей приме­няют такие элементы: хром, никель, молибден, титан, кремний, ванадий, алюминий и др. Легирующие элементы придают стали прочность, вязкость, стойкость против износа, коррозии и много других свойств. Каждый из легирующих элементов сообщает стали определенные свойства, но лучшие свойства стали приоб­ретают, если в их состав вводится несколько легирующих эле­ментов.

Марки легированных конструкционных сталей состоят из цифр и букв. Двузначные цифры стоящие перед буквами, пока­зывают процентное содержание углерода в сотых долях. Содер­жание легирующих элементов обозначается буквами русского алфавита. Если содержание легирующего элемента в стали пре­вышает 1%, то после буквенного обозначения ставится цифра, показывающая содержание легирующего элемента в процентах. Легирующие элементы обозначают такими буквами русского алфавита: хром — X, никель— Н, молибден — М, титан — Т, вольфрам — В, кобальт — К, марганец—Г, кремний — С, вана­дий— Ф, алюминий — Ю. Например, сталь 18ХГТ содержит углерода около 0,18%, хрома, титана и марганца — около 1% каждого, а сталь 12ХНЗ — углерода около 0,12%, хрома — 1% и никеля — 3%.

Легированные конструкционные стали используют для изго­товления наиболее важных деталей машин и перфорированного нержавеющего листа.

Специальные стали 

Это легированные стали особого назна­чения. К ним принадлежат, например, нержавеющие, жароупор­ные, жаропрочные, магнитные, немагнитные, сплавы высокого электрического сопротивления и др. При изготовлении в них вво­дят легирующие элементы. Например, для изготовления нержа­веющей стали вводят никель и хром, содержание которых в ста­ли должно быть не меньше 20%.

Жароупорными являются стали, в состав которых входят хром, кремний, алюминий. К сплавам высокого электрического сопротивления принадлежат нихромы (сплавы никеля и хрома), фехрали (сплавы железа и никеля).

Магнитные стали применяют для изготовления постоянных магнитов. Наиболее высокие магнитные свойства у сплавов, в со­став которых входят железо, никель и алюминий с добавкой ме­ди, титана и особенно кобальта.

Немагнитные стали, преимущественно никелевые и марганцево-никелевые, применяют в электротехнике.

Инструментальные стали 

К инструментальным сталям при­надлежат стали, содержащие свыше 0,65% углерода. По хими­ческому составу их делят на углеродистые, легированные и высо­колегированные.

К углеродистым инструментальным сталям относятся стали марок У7, У8, У8Г, У9, УН, У12, У13, У7А, У8А и т. д. до У13А. Буква У означает, что сталь углеродистая, а цифра за ней показывает содержание углерода в десятых долях процента, бук­ва Г указывает на повышенное содержание марганца, а буква А, — что сталь является высококачественной, то есть имеет пони­женное содержание серы и фосфора (всего менее 0,05%).

Стали марок У7, У8 и У9 применяют для изготовления на­пильников, зубил, металлорежущих ножниц, ударных и измери­тельных инструментов, стали марок У10 и УН — для изготовле­ния фрез, разверток и других режущих инструментов, которыми обрабатывают не очень твердые материалы, а сталь У12 — для изготовления сверл, метчиков, плашек, резцов и т. п.

Углеродистые инструментальные стали длительное время бы­ли основным материалом для изготовления режущих инструментов. Быстрое развитие металлообрабатывающей промышленнос­ти требовало повышения эффективности и скорости обработки металлов, а этого можно было достичь лишь при изготовлении режущих инструментов из материалов, характеризуемых красно­стойкостью и износостойкостью. Красностойкость углеродистых инструментальных сталей достигает лишь 200°С, а такая темпе­ратура развивается даже при незначительных (до 15 м/мин) скоростях резания. Более высокая красностойкость у легирован­ных и высоколегированных инструментальных сталей.

К легированным инструментальным принадлежат стали, со­держащие от 2 до 6% легирующих элементов. Это стали марок В1, X, 9ХС, ХВ5 и др. Хотя их красностойкость достигает 300°С, и тем не менее она невысока. Ид этих сталей изготовляют метчи­ки, плашки, развертки, протяжки и пр.

К высоколегированным инструментальным сталям относятся стали, содержащие в значительном количестве вольфрам, вана­дий и хром, благодаря чему их износо- и красностойкость повы­шается до 500—600°С. Такие стали называют быстрорежущими. Отечественная промышленность выпускает быстрорежущую сталь двух марок: Р9 и Р18. Цифра показывает среднее содержа­ние вольфрама в процентах. Содержание углерода в этих сталях составляет 0,70—0,95%, хрома — 3,8—4,4%, ванадия—1,0— 2,6%.

Быстрорежущая сталь является основным материалом для изготовления многих режущих инструментов: фасонных резцов, дисковых фрез, зуборезного инструмента и т. д.