Вуглецева сталь
Вуглецева сталь звичайної якості випускається у вигляді заготовок з установок безперервного розливання труб, штамповок, стрічки, дроту наступних марок: СтО, Ст1кп, Ст1пс, Ст2кп і т. д.
Букви Ст означають сталь, цифри - умовний номер марки і не вказують масовий вміст вуглецю. Індекси означають: кп - кипляча, пс - полуспокійна, сп - спокійна сталь.
Вуглецева якісна сталь випускається марок 05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 11кп, 15пс і т. д. Цифри в марці означають середній масовий вміст вуглецю в сотих частках відсотка. З цієї сталі роблять відповідальні деталі машин і механізмів, штампування, калібровані прутки, серебрянку - світлі, круглі прутки точних розмірів із спеціальною обробкою поверхні.
Вуглецева інструментальна сталь випускається наступних марок:
- Якісна - У7, У8, У9 і т. д. До У13
- Високоякісна - У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А і У13А.
Цифри стоять після букви У (вуглецева інструментальна), вказують вміст вуглецю в десятих частках відсотка (наприклад, в стали У7 міститься 0,7% С); буква Г - підвищений вміст марганцю; буква А вказує, що сталь високоякісна.
Інструментальну сталь використовують для виготовлення ріжучих, вимірювальних та інших інструментів (зубил, молотків, викруток, ножів, ножиць, свердел, хірургічних інструментів та ін.). У високоякісної сталі міститься менше сірки, фосфору та інших шкідливих домішок. Вона краще чинить опір дії ударних навантажень, має велику міцність.
Автоматна сталь (з підвищеним вмістом сірки і фосфору) - вуглецева сталь спеціального призначення - маркуютьлітерою А, після якої слідує цифра, що показує середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка; буква Г - підвищений вміст марганцю, Наприклад, А12, А20, А30, А35, А40Г. Так як сірка і фосфор надають сталі крихкість, тому вона йде на виготовлення маловідповідальних деталей, головним чином кріпильних (втулки, болти і ін.)
Леговані сталі
Для позначення легуючих елементів прийняті наступні літери: Х - хром, Н - нікель, Г - марганець, С - кремній, В - вольфрам, М - молібден, Ф - ванадій, К - кобальт, Т - титан, Ю - алюміній, Д - мідь, П -фосфор, Р - бор, А - азот, Е - селен, Ц - цирконій, Б - ніобій.
Сталь може містити один або декілька легуючих елементів, які надають їм спеціальні властивості.
Для сталі конструкційної легованої прийняте маркування, в якому перші дві цифри вказують середній масовий вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Якщо вміст вуглецю менше 0,1%, то перша цифра нуль, наприклад 06, 08. Цифри, наступні за буквами (вказують легуючі елементи) - процентний масовий вміст цих елементів в сталі. Якщо за буквою відсутня цифра, то це означає, що сталь містить даний елемент у кількості до 1,5%, крім елементів, присутніх в малих кількостях (для комплексно-легованих сталей). Наприклад, марка 35Х позначає хромовую сталь, в якій близько 0,35% С і до 1,5% Cr; 45Г2 - марганцеву сталь з вмістом близько 0,45% С і 2% Mn.
До конструкційних легованих сталей відносяться:
1) Цементовані леговані сталі (низьковуглецеві і середньолеговані) отримують, насичуючи поверхню сталі вуглецем і піддаючи її термічній обробці. Цим забезпечується висока поверхнева твердість і зберігається міцність серцевини металу.
Марки: 15Х, 18ХГ, 25 ХГМ та ін.
Ці стали призначені для деталей, що працюють в умовах тертя, при високому тиску і ударних навантаженнях (деталей автотракторної, автомобільної промисловості та ін.).
2) Покращувані леговані сталі (середньовуглецеві і нізьколеговані) термічно покращують, піддаючи загартуванню та високому відпуску (500-600 °С) для забезпечення необхідних властивостей (міцності, пластичності, в'язкості).
Марки: 40ХС, 40ХФА, 50ХГ.
Ці сталі застосовують для деталей, що працюють зі змінними і ударними навантаженнями (вали, шатуни, зубчасті колеса і т. Д.)
3) Високоміцні леговані сталі - це сталі, з межею міцності 180-200 кг/мм2. В якості високоміцних широке застосування отримали сталі з 0,45-0,50% С, додатково леговані Cr, Mo, W і V. Після загартування та низькотемпературного відпуску межа міцності цих сталей досягає 200-220 кг/мм2 при порівняно задовільній пластичності і в'язкості . Такі сталі знаходять застосування в машино-, ракето- та літакобудуванні.
Інструментальна легована сталь входить в групу середньолегованих сталей. Введення хрому, вольфраму, ванадію, молібдену, марганцю, кремнію, нікелю надає інструментальним сталям високу твердість, зносостійкість, здатність витримувати високі температури, не втрачаючи твердість, і інші цінні властивості.
У порівнянні з ними вуглецеві сталі тендітні (особливо після гарту), тому, виготовлені з них ріжучі інструменти при нагріванні до 200 °С втрачають свою твердість.
Інструментальну леговану сталь ділять на дві групи:
група I - сталі для ріжучого і вимірювального інструмента марок 7XФ, 8ХФ, 11Х, 13Х, ХВ5, В1, 9ХС, ХВГ, 9ХВГ, ХВГС, 9Х5Ф, 9Х5ВФ, 8Х4ВФ1; з них виготовляють пилки, різці, фрези, мітчики, розгортки, свердла, клейма і ін.
група II - сталі для штампованого інструменту марок 9Х, Х6ВФ, Х12, 5ХНМ, 5ХГМ, 6ХВТ і ряд інших; застосовують для виготовлення гарячих і холодних штампів, молотових штампів, прес-форм і т. д.
До інструментальних легованих сталей відноситься також швидкоріжуча сталь, що відрізняється високою твердістю і теплостійкістю. Вони входять в групу високолегованих сталей. Встановлено такі марки швидкорізальної сталі: Р18, Р12, Р9, Р6М3, Р9Ф5, Р9К10, Р18Ф2 і ін. Ці сталі застосовують при обробці широкого кола конструкційних матеріалів, для різьбонарізальних інструментів, що працюють з ударними навантаженнями, для обробки матеріалів з абразивними властивостями (пластмас, ебоніту) і т. д.
Леговані сталі спеціального призначення діляться на дві групи:
1) сталі з особливими фізичними властивостями,
2) сталі зі звичайними хімічними властивостями.
Сталі з особливими фізичними властивостями застосовують для виготовлення деталей машин і механізмів, що володіють цими властивостями. Так, в електротехніці для виготовлення постійних магнітів, електромагнітів, трансформаторів застосовують сплави, що мають велику магнітну проникність. Для елементів електронагрівальних пристроїв, реостатів потрібні сплави з високим омічним спротивом. У приладах, де феромагнітні матеріали можуть вплинути на точність показань, застосовуються немагнітні сплави.
Всі ці властивості сталі набувають за рахунок введення легуючих домішок. Вони є високолегованої. Сталі і сплави з високим омічним спротивом складаються з хрому і нікелю. Їх марки Х15Н60, Х20Н80 і ін.
Магнітотверді сплави йдуть на виготовлення постійних магнітів. Їх марки 52КФ11, 52 Кф13 (перша цифра - вміст кобальту, цифра після букви Ф - вміст ванадію в %).
Магнітом’ягкі сплави марок 50 Н (50% Ni), З4НКМ, 38НС та ін. використовують для виготовлення сердечників, трансформаторів, електромагнітів.
Немагнітні сталі - є замінниками кольорових металів в електромашинобудуванні. Застосовуються сталі марок Н25, 55Н9Г9.
Зносостійкі сталі використовуються для виготовлення робочих елементів землерийних машин, кульових млинів та інших сильно зношуються деталей. До них відносяться високмарганцеві сталі марки Г13.
Існують і інші сплави з особливими фізичними властивостями.
До групи сплавів з особливими хімічними властивостями відносяться високолеговані корозійностійкі, жаростійкі і жароміцні сталі.
Корозійностійкі (нержавіючі) сталі - це високохромисті сталі марок 1Х13, 2Х13, 3х13 і ін. (Перша цифра вказує на вміст вуглецю в десятих частках %, решта - вміст хрому в %). Крім хрому, до складу сталей вводяться нікель, титан, ванадій (марки 1Х13Н3, 1Х17Н2 і ін.)
Жаростійкі (окалиностійкі) сталі не окислюються при дії високих температур і невеликих навантажень. Стійкість проти окислення в цих сплавах створюється за рахунок введення хрому, алюмінію, кремнію. Марки: Х28, Х5, 1Х12СЮ і ін. З них виготовляються камери згоряння, чохли до термопар, муфелі.
Жароміцні сталі зберігають міцність при високих температурах і можуть працювати в цих умовах під дією великих навантажень (деталі реактивних двигунів, лопаті парових і газових турбін). Жароміцні сталі є одночасно і жаростійкими. Марки жароміцних сталей: ХН70ВМТЮ, ХН75МБТЮ і ін.
