Классификация сталей

1. Основы материаловедения

Преподаватель:
Зольников А.Е.

2. Классификация сталей

3. Состав Стали

СТАЛЬ – это сплав железа с углеродом, в котором
углерода содержится не больше 2,14%. Процесс
получения стали из железной руды, чугуна или
железного лома называют выплавкой.
Технологические примеси необходимы для ведения
металлургического процесса выплавки стали: Mn –
марганец, Si – кремний, Al – алюминий.
Вредные примеси попадают в сталь из железной
руды и при выплавке: P – фосфор, S – сера.
Легирующие элементы добавляют для получения
сталей с необходимыми свойствами: Ni – никель,
Cr – хром.

4. Способы выплавки стали:

– Мартеновская печь
плавильная печь для переработки передельного чугуна и лома чёрных
металлов в сталь нужного химического состава и качества.
– Конвертер
получение стали в сталеплавильных агрегатах-конвертерах путём продувки
жидкого чугуна воздухом или кислородом.
Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению кислородом
содержащихся в чугуне примесей (кремния, марганца, углерода и др.) и
последующему удалению их из расплава
– Электропечь
электрическая плавильная печь, в которой используется тепловой
эффект электрической дуги для плавки металлов и других материалов.

5. Свойства сталей

Стали являются основным конструкционным материалом
промышленности.
Физические свойства:
- высокая теплопроводность
- высокая электропроводность
- температура плавления порядка 1400 – 1600 ºС
обеспечивают возможность изготовления сварных конструкций.
Конструкционные свойства:
- прочность
- пластичность
- вязкость
обеспечивают работоспособность сварных конструкций.
Особые свойства сталей:
- теплостойкость
- жаростойкость
- жаропрочность
- коррозионная стойкость
Особые свойства сталей достигаются путем легирования.

6. Свариваемость

Свариваемость стали характеризует возможность получения сварного
соединения требуемого качества и с необходимыми свойствами.
Свариваемость стали тем выше, чем:
- проще технология сварки
- большее количество способов сварки может быть использовано
- шире область параметров режимов сварки
- шире номенклатура изделий, в которых могут быть использованы
сварные соединения.
Свариваемость стали в значительной степени определяется ее
хим.составом.
С увеличением содержания углерода, а также ряда легирующих
элементов свариваемость сталей ухудшается.
По свариваемости стали можно разделить на:
- Хорошо свариваемые
- Удовлетворительно свариваемые
- Плохо свариваемые

7. Классификация сталей по химическому составу

В зависимости от химического состава стали делятся
па две большие группы: углеродистые и
легированные

8. Углеродистые и легированные стали

• Если сталь имеет в своем составе железо и
углерод и некоторое количество постоянных
примесей – марганец (до 0,7%), кремний
(до 0,4%), серу (до 0,06%), фосфор (до
0,07%) и газы, то такую сталь называют
углеродистой.
• Если в процессе плавки углеродистой стали
к ней добавляют легирующие элементы
(хром, никель, ванадий и т. Д.), то такую
сталь называют легированной.

9. Углеродистые стали

Углерод является основным элементом в углеродистых сталях и
определяет комплекс свойств сталей этой группы.
Углеродистые стали разделяют на:
— низкоуглеродистые (содержание углерода до 0,25%),
— среднеуглеродистые (содержание углерода от 0,25
до 0.45%),
— высокоуглеродистые (содержание углерода от
0,45 до 0,7%).
По особенностям технологии выплавки (степени раскисления)
различают стали:
— кипящие;
— полуспокойные;
— спокойные.
Кипящие, полуспокойные и спокойные стали отличаются
содержанием технологических примесей.

10. По качественному признаку углеродистые стали делятся на:

• стали обыкновенного качества групп А, Б, В.
Стали группы А поставляют с гарантированными
механическими свойствами, химический состав не
указывается.
Стали группы Б поставляют с гарантированным химическим
составом, механические свойства не указываются.
Стали группы В поставляют с гарантированными
механическими свойствами и химическим составом.
• качественные стали — содержат меньше вредных
примесей.

11. По качественному признаку углеродистые стали делятся на:

• стали обыкновенного качества групп А, Б, В.
Стали группы А поставляют с гарантированными
механическими свойствами, химический состав не
указывается.
Стали группы Б поставляют с гарантированным химическим
составом, механические свойства не указываются.
Стали группы В поставляют с гарантированными
механическими свойствами и химическим составом.
• качественные стали — содержат меньше вредных
примесей.

12. Маркировка углеродистых сталей

• Маркировка сталей обыкновенного качества
включает:
• буквы Б или В (обозначают группу стали, группа А не
указывается);
• буквы Ст (обозначают «сталь»);
• цифры от 0 до 6 (условный номер, связан с
содержанием углерода);
• букву Г (обозначает сталь с повышенным
содержанием марганца);
• индекс кп, пс или сп (обозначает степень
раскисления).

13. Содержание углерода в сталях обыкновенного качества

14. Примеры маркировки сталей обыкновенного качества:

15. Маркировка качественных сталей включает:

• две цифры (обозначают среднее содержание
углерода в сотых долях процента)
• букву Г (обозначает сталь с повышенным
содержанием марганца)
• букву К (обозначает котельную сталь)
• индекс кп или пс (обозначает степень раскисления
для кипящих и полуспокойных сталей).

16. Содержание углерода в качественных сталях

17. Примеры маркировки качественных сталей:

18. Легированные стали

• низколегированные
(содержание легирующих элементов
в сумме менее 2,5 %);
• среднелегированные
(содержание легирующих элементов
в сумме от 2,5 до 10%);
• высоколегированные
(содержание легирующих элементов
в сумме более 10%).

19. Маркировка легированных сталей

• цифры (обозначают среднее содержание углерода в сотых
долях процента);
• букву (обозначает легирующий элемент);
• цифры после буквы (обозначают содержание легирующего
элемента в процентах — если содержание элемента менее 1
%, то цифра не ставится);
• буква А в конце (обозначает высококачественную сталь,
содержащую незначительное количество вредных примесей).

20. Каждый легирующий элемент обозначается буквой.

21. Пример маркировки легированных сталей:

22. По степени раскисления стали разделяют на спокойные, полуспокойные, кипящие.

23. Степени раскисления

• Раскисление — процесс удаления из жидкого
металла кислорода.
• Степень раскисления указывается в марке стали
следующими индексами:
• кипящая — «КП»;
• полуспокойная — «ПС»;
• спокойная — «СП».
• Кипящие, полуспокойные и спокойные стали
отличаются содержанием технологических
примесей.

24.

25. По назначению стали разделяют на конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами

26.

27. Конструкционные стали

Конструкционные стали применяются для изготовления
оборудования, строительных конструкций и других
сооружений.
• Общего назначения (Ст.3, 10, 45, 40Х и др.)
• Повышенной прочности (9Г2С, 10ХСНД и др.).
• Высокопрочные (30ХГСНА, 30Х2ГСН2ВМ, 40ХГСН3ВА и др.).
• Валковые (9Х2МФ, 45ХНМ и др.).
• Подшипниковые (ШХ15 и др.).
• Автоматные (А20, АЗО, АС20ХГНМ и др.).

28. Инструментальные стали

• Углеродистые (У8, У8А, У12А и др.).
• Легированные (9ХС, ХВГ, ХВСГ и др.).
• Быстрорежущие (Р6М5, Р9М4К8,
Р6М5К5, Р9К10, Р10К5Ф5 и др.).

29. Стали с особыми свойствами

Стали с особыми свойствами — это
высоколегированные стали для изготовления
оборудования, работающего в особо
неблагоприятных условиях.
• Теплоустойчивые (25ХМФ, 15Х1М1Ф и др.).
• Жаропрочные (1Х12Н2ВМФ, 4Х12Н8Г8МФБ,
ЗХ19Н9МВБТ и др.).
• Жаростойкие (20Х23Н18, 15Х25Т и др.).
• Коррозионно-стойкие (12Х18Н10Т, 20X13 и др.).

30. По методу придания формы и размера различают литые, кованые, катаные стали.