Добрі поради » Цікаве » Сталь - це найпоширеніший сплав в промисловості

Сталь - це найпоширеніший сплав в промисловості

21-09-2015, 17:07
2 407
0
Довговічність і надійність механізмів залежать від матеріалу, з якого вони були виготовлені, тобто від сукупності всіх його властивостей і особливостей, які і визначають експлуатаційні характеристики. На сьогоднішній день більшість вузлів і деталей машин виробляють з різних марок сталей. Розглянемо цей матеріал більш докладно.
Сталь - це найпоширеніший сплав в промисловості





Що таке сталь

Сталь – це сплав двох хімічних елементів: заліза (Fe) і вуглецю (С), причому зміст останнього не повинно перевищувати 2%. Якщо вуглецю більше, то цей сплав відноситься до чугунам. Але сталь – це не тільки хімічно чисте з'єднання двох елементів, вона містить шкідливі домішки, наприклад сірку і фосфор, так і спеціальні добавки, які надають потрібні властивості матеріалу – підвищують міцність, покращує оброблюваність, пластичність і т. д.
Сталь - це найпоширеніший сплав в промисловості
Якщо в сплаві вуглецю менше 0025% і міститься незначна кількість домішок, то його вважають технічним залізом. Цей матеріал відрізняється від сталей за всіма показниками, він володіє високими магнітними характеристиками, і його використовують для виготовлення електротехнічних елементів. Чистого заліза в природі не існує, отримати його навіть в лабораторних умовах дуже складно.




Незважаючи на те що вуглецю в процентному відношенні міститься зовсім небагато, він справляє значний вплив на механічні і технічні властивості матеріалу. Збільшення цієї речовини призводить до збільшення твердості, зростає міцність, але при цьому різко знижується пластичність. І, як наслідок, змінюються технологічні характеристики: із зростанням вуглецю знижуються ливарні властивості, погіршується оброблюваність різанням. При цьому низьковуглецеві сталі також погано обробляються різанням.

Отримання сталі. Металознавство

Сталь – це найпоширеніший сплав на планеті. Отримують її промисловим способом з чавуну, з якого під впливом високих температур випалюють надлишок вуглецю та інші домішки. Стали в основному отримують двома способами: плавлення в мартенівських печах і плавлення електропечах. Матеріал, виготовлений в електропечі, називається електросталь. Вона виходить більш чистою за складом. Крім того, існує безліч спеціальних процесів для отримання сплавів з особливими властивостями, наприклад електродугова плавка у вакуумі або електронно-променева плавка.
Сталь - це найпоширеніший сплав в промисловості





Більш детально про сталях та інших сплавах можна дізнатися при вивченні такої науки, як металознавство. Вона вважається одним з розділів фізики і охоплює не тільки відомості про марки сталі та їх складі, але і містить відомості про структуру і властивості матеріалів на атомарному та структурному рівні. Студенти профільних Вишів проходять спеціальний курс «Промислові сталі», де детально розбирають сплави спеціального призначення: будівельні, покращувані, цементовані, для ріжучих і вимірювальних інструментів, магнітні, ресорно-пружинні, жаростійкі, стали для конструкцій в холодному кліматі і т. д.

Класифікація сталей за якістю

Всі стали за якістю підрозділяють на: - сталь звичайної якості; - якісна; - сталь підвищеної якості; - високоякісна. Якість стали безпосередньо залежить від відсотка вмісту шкідливих домішок (склад) та відповідності заявленим механічними та технологічними характеристиками. У промисловості використовуються всі види, але за різними напрямками: сталі звичайної якості – для невідповідальних деталей, сталі підвищеної якості і високоякісні – в конструкціях, до яких пред'являються особливі вимоги.

Стали по ГОСТ: класифікація

  • ГОСТ 380-88. Вуглецева звичайної якості – Ст.1 Ст.2 Ст3пс і т. д. Цифри від 0 до 6 позначають марку, зі збільшенням номера збільшується вміст вуглецю. Букви пс, кп; сп – індекси ступеня розкислення матеріалу: полуспокойная, кипляча, спокійна відповідно.
  • ГОСТ1050-74. Вуглецева якісна сталь – 05; 08; 10; 20пс; 08 кп. Цифри до 60 - середнє зміст З в сотих частках відсотка, букви пс, кп; сп – аналогічно п. 1.
  • ГОСТ 5632-72. Високолеговані сталі та сплави, корозійностійкі, жароміцні і жаростійкі – 30ХГСА, ГН2; 50Х; 20ХН3А. Перші цифри - це вміст вуглецю: 30 – 03%; 40 - 04%; 45 – 045%, букви – відповідний легирующий елемент (Х-хром; Г – марганець; Т – титан; А-азот тощо), цифра за буквою – відсоткове зміст легуючого елемента. Якщо цифри немає, то частка речовини становить 15%, буква А в кінці означає, що це високоякісна сталь. Це застосовно і для інструментальних, і для легованих сталей.
    Сталь - це найпоширеніший сплав в промисловості
  • ГОСТ1435-74. Вуглецева інструментальна – У7 У8 У10А. Розшифровка: У7 – 07%С; У8 – 08%С; У – вуглецева; А – високоякісна.
  • ГОСТ5950-73. Інструментальна легована – 5ХГН; Х12; 8Х3 і т. д. Розшифровка марки аналогічно п. 3 але зміст С зазначено в десятих частках відсотка. Якщо вуглецю менш 01%, то цифри не вказуються – ХВ4; ХГС; ХВГ і т. д
  • ГОСТ801-78. Підшипникова – ШХ4; ШХ15; ШХ15СГ. ШХ – підшипникова, цифра – вміст хрому: ШХ4 – 04% хрому, ШХ15 – 15% хрому, інші букви і цифри – зміст додаткових легуючих елементів.
  • ГОСТ 1414-75. Конструкційна підвищеної та високої оброблюваності різанням – А12 А20 А30 А40Г. Розшифровка змісту вуглецю: А20 – 02%, А12 – 012%С, А30 - 03%С.
  • Сталь. Властивості: таблиці для найпоширеніших марок з основними механічними і технологічними характеристиками



    Марка стали



    Механічні властивості



    Технологічні властивості



    т, МПа



    в, МПа



    , %



    Оброблюваність різанням



    Зварюваність



    Пластичність при холодній обробці тиском



    40Х



    786



    980



    10



    У



    У



    У



    45Г



    372



    569



    15



    У



    Н



    Н



    25ХГТ



    1080



    1470



    10



    У



    Н



    У



    40ХС



    1080



    1225



    12



    У



    Н



    Н



    30ХМФА



    932



    1030



    13



    У



    Н



    У



    ШХ15



    410



    715



    21



    У



    Н



    У



    12Х13



    415



    588



    20



    У



    Н



    У



    А20 гарячекатана



    510



    600



    15



    У



    -



    -

    Н - низька; У - задовільна; В – висока; т – фізичний межа текучості, МПа; в – межа міцності при розтягуванні, МПа; – відносне подовження, %.
    Схожі добрі поради по темі
    Сталь електротехнічна: виробництво і застосування
    Сталь електротехнічна: виробництво і застосування
    Виробництво цього виду стали займає чільне місце серед інших магнітних матеріалів. Сталь електротехнічна - це сплав заліза з кремнієм, частка якого
    Швидкорізальна сталь: ГОСТ, склад, твердість, термічна обробка
    Швидкорізальна сталь: ГОСТ, склад, твердість, термічна обробка
    Для того щоб робоча поверхня інструменту зберігала задані властивості тривалий час, необхідно використання спеціальних сплавів і сталей для
    Марки сталей: розшифровка позначень
    Марки сталей: розшифровка позначень
    Практично кожну хвилину ми стикаємося з виробами зі сталі. Їх чимало і в побуті (ножі, інструменти), і в промисловій сфері. Будівництво будинків
    Класифікація сталей за призначенням. Класифікація і маркування сталі
    Класифікація сталей за призначенням. Класифікація і маркування сталі
    Класифікація і застосування сталей залежать від багатьох факторів, які необхідно розібрати детальніше. Змінюючи хімічний склад цього матеріалу за
    Загальна характеристика сталі. Щільність сталі
    Загальна характеристика сталі. Щільність сталі
    Сталь – це не чистий метал, а сплав заліза і вуглецю. Його отримують в кисневих конвертерах або в мартенівських печах, сплавляючи чавун і сталевий
    Холодне і гаряче зварювання чавуну. Причини поганої зварюваності
    Холодне і гаряче зварювання чавуну. Причини поганої зварюваності
    Холодне і гаряче зварювання чавуну - чим відрізняються ці види зварювання. Причини поганої зварюваності чавуну.