Классификация стали

Сталь – популярный материал в разных производствах, особенно в машиностроении. Причин высокого спроса на сплавы немало. Главные из них – неимоверно высокая прочность, отличная износостойкость, стоимость, если сравнивать с другими металлами, существенно ниже. Общепринятая классификация сталей позволяет разобраться в их основных видах, характеристиках, назначении, особенностях, преимуществах и составе.

Какие существуют основные виды стали?

Перед тем как изучить всю классификацию марок сталей, нужно обратить внимание на главные ее виды. Их несколько:

• Углеродистая. Такой сплав, в свою очередь, делится на подгруппы. Одна из распространенных – обыкновенного качества. Более сложный состав – просто качественная сталь, которая используется для монтажа металлических конструкций с большими сроками эксплуатации.
• Легированная. Ее основная функция – повышать прочность металла. В зависимости от сплава, добавляться может сразу несколько легированных элементов. Это происходит, если предстоит создать максимально твердый и износостойкий металл.
• Низколегированная. Отличие такого сплава от легированной стали – минимальный процент добавок. Это позволяет улучшить только часть характеристик металла.

Классификация сталей по назначению необходима для определения дальнейшего применения металла.

Особенности углеродистой стали обыкновенного качества

Углеродистая сталь содержит совсем незначительное количество углерода (менее 1%). Среди множества марок этот вид пользуется повышенным спросом. У него оптимальная стоимость, он достаточно прочный. Такой металл отлично подходит для изготовления разных типов металлопроката – горячекатаных труб, листового, рулонного или сортового проката.

Особенности качественной углеродистой стали

В высокопрочных марках сталей выделить можно качественный углеродистый сплав. К нему предъявляют повышенные требования, причем не только к основным характеристикам, но и к его составу. Особое внимание - к наличию вредных примесей, способных снизить эксплуатационные качества, ухудшить прочность металла.

В классификации сталей по качеству углеродистая занимает лидирующую ступеньку. Вредных компонентов в ней минимальное количество – серы менее 0,1% от всей массы, фосфора – до 0,03%.

Маркируется такая сталь буквой “У”, после которой идет число, указывающее, количество углерода в сплаве, причем выражается это в определенном соотношении.

Эта марка чаще всего используется при изготовлении определенных элементов в машиностроении. Широко применяется также углеродистая качественная сталь в производстве всевозможных инструментов (чаще всего строительных). Основным элементом она выступает и в изготовлении приборов. Присутствует в продукции, к которой предоставляют высокие требования – максимальная точность, надежность в работе, значительные сроки эксплуатации, выносливость перед неблагоприятными внешними факторами.

Особенности легированной стали

Важная черта такого типа сплава – присутствие добавок. Они влияют на основные характеристики стали. Помимо обязательных железа и углерода (как в углеродистом металле), в состав также входят кремний, алюминий, марганец, молибден, медь, вольфрам или другие элементы, которые имеют немало общих свойств.

Основные качества добавок, которые улучшают характеристики легированной стали:

• улучшение прокаливаемости;
• повышение пластичности и кислотостойкости;
• упрощение обрабатываемости;
• минимизация процессов старения;
• сопротивление механическим и ударным нагрузкам;
• расширение температурного интервала, необходимого для полного затвердевания металла;
• термоокислительная стабильность;
• улучшение ударной вязкости;
• оптимизация термопрочности;
• нормализация самозакалки стали.

Таких примесей в легированной стали может быть до 20 элементов – от этого качество и характеристики только улучшаются. Соответственно, может повышаться и стоимость сплава, ведь технология ее производства значительно усложняется.

Особенности и применение низколегированной стали

В мировой металлургии низколегированные стали выпускаются в огромном разнообразии. В зависимости от системы легирования, которая применялась в производстве, их характеристики и качества могут существенно разниться.

Низколегированная сталь – особый сплав, в который помимо обязательных элементов, входят дополнительные компоненты, усиливающие легирующий эффект. Основное отличие такого сплава от легированного металла – количество добавок и примесей довольно низкое, не должно превышать 2,5%. Дополнительные элементы могут быть простыми, вполне доступными или же редкими, дорогими. Иногда используют даже драгоценные или радиоактивные примеси.

Использование добавок – не только изменения в классификации или маркировке. Это и существенная разность большинства параметров сплава, что важно для эксплуатации металла в будущем.

По химическому составу классификация низколегированной стали выглядит следующим образом:

• Многокомпонентная. В состав входят хромоникельмолибденовые элементы, хромоникелевые или другие сложные составляющие. Они непосредственно влияют на свойства – металл приобретает дополнительную прочность, упрощается в обработке, отличается выносливостью в нестабильных условиях.
• Марганцовистая. Такая сталь отличается крайне низкой склонностью к хрупкости или разрушению, не подвержена коррозии, стойко выдерживает резкую смену температурного режима.
• Марганцевокремнистая. Особенность такого сплава – минимальная граница хладноломкости. Выделяют и другие характеристики, которые играют центральную роль в назначении стали – низкая вязкость, пластичность.

Маркировка такого вида имеет немало общего с классификацией других металлов, в составе которых преобладают углерод плюс железо. Обязательно в комбинации символов первые две цифры – количество углерода. Указывается только его среднее значение (в процентах). После этого параметра идет перечень легирующих элементов, которые присутствуют в сплаве. Обычно в маркировке указывается, какие примеси непосредственно влияют на качества и свойства стали.

Классификация и маркировка сталей – обязательное условие, которое предъявляется практически всем сплавам. От определенных параметров зависит их назначение и применение в разных сферах. В первую очередь внимание обращают на состав, хотя серьезное значение отводится количеству примесей и даже технология производства.