Самая мягкая сталь. Марки стали

Почему Сталь 3 — основной сплав для металлопроката?

Самый востребованный в мире сплав железа с углеродом — это сталь. На сегодняшний день существует более 3 500 различных марок стали, которые различаются физическими и химическими свойствами. При этом 75% от общего количества современных марок было создано за последние 20 лет. Представьте себе, что Эйфелеву башню построили бы сегодня: ее вес был бы в три раза меньше! А современные автомобили сконструированные на новых марках стали намного прочнее и при этом легче, чем в прошлом.

Посетители металлобазы могли обратить внимание на то, что наш сортамент в основном представлен сталью марки 3 (она же — ст3, конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества Ст3). Этот сплав — то самое «тесто», из которого получается один из самых популярных материалов для выполнения различных металлоконструкций. У нас можно найти другие, менее популярные, виды стали, но о них в другой раз.

Поговорим про состав

Важной составляющей стали является углерод. Сталь 3 имеет в своем составе небольшое количество углерода (0,14-0,22%). Этого достаточно для того, чтобы придать сплаву прочность и твердость, но не снизить пластичность и вязкость сплава. Ведь чем больше углерода в составе, тем тверже сталь, но тем она более хрупка.

Также в составе присутствуют и другие важные примеси: вредные и полезные. Нормативный документ, государственный стандарт, который устанавливает требования к содержанию примесей — это ГОСТ 380-2005. Согласно ГОСТу состав стали 3 – такой:

  • углерод – 0,14 — 0,22%,
  • кремний – 0,05 — 0,17%,
  • марганец – 0,4 — 0,65%,
  • никель, медь, хром — до 0,3%,
  • мышьяк до 0,08%,
  • сера и фосфор — до 0,05 и 0,04% соответственно.

Вредные примеси

На всех примесях подробно не будем останавливаться, охватим лишь самые важные. Фосфор и сера важны потому, что они — вредные. То есть важно нормировать их количество в сплаве.

Фосфор снижает пластичность металла при высоких температурах и повышает хрупкость при низких. Сера — приводит к красноломкости металла. И так же повышенное содержание данных примесей очень негативно влияет на свариваемость стали, какой бы то ни было. Сварной шов при участии большого количества этих примесей — пористый, склонный к трещинам. В составе стали ст3 допускается не более 0,05% серы и 0,04 % фосфора.

Полезные примеси

Одним из основных раскислителей при выплавке сталей является кремний. Кремний увеличивает прочность, почти не снижая пластичности. При концентрации кремния в сплаве от 0,14 до 0,30 % он полностью растворяясь, связывает свободный кислород и косвенно увеличивает количество очагов кристаллизации, способствуя образованию мелкозернистой структуры. Достичь мелкозернистости стремятся при всех видах использования и обработки стали (к примеру, сварка или любой другой нагрев). Чем меньше зерно — тем выше показатели (например стойкость к трещинообразованию).

Читайте также:  Обозначение колодца на карте. Условные знаки, кресты, масштаб топографической съёмки

Другой полезный элемент, присутствующий в стали — марганец. Его применяют для удаления из стали кислорода и серы. Марганец благоприятно влияет на качество поверхности во всем диапазоне содержания углерода, а также снижает риск красноломкости. Марганец повышает ковкость и свариваемость сталей, делает ее более твердой и устойчивой к износу.

Подведем итог

Сталь 3 — это универсальный конструкционный материал. Она применяется для изготовления несущих и не несущих элементов для сварных и не сварных конструкций, а также деталей, работающих при положительных температурах. Сталь 3 не склонна к отпускной хрупкости, превосходно сваривается и позволяет применять любой вид сварки. Её используют для производства кованых изделий (различных решеток, ограждений и т.д.).

Именно по совокупности всех этих плюсов, а также из-за своей сравнительно небольшой стоимости (сравните, например, с аустенитной высоколегированной сталью, по простому — нержавейкой) сталь 3 является признанным лидером и хитом продаж, востребованной, и с широким спектром применения! По объему применения стали этого класса превосходят все остальные.

Первая Металлобаза готова обеспечить металлопрокатом из этого универсального, востребованного материала.

Марки стали

Сталь каждого вида, каждой группы инженеры классифицируют еще и по маркам. Марка стали — это ее конкретное «имя». Стали одного и того же семейства, одного и того же качества отличаются друг от друга массой всяких признаков и свойств, как отличаются люди. Все эти различия и зафиксированы в марках — в государственных паспортах сталей. По паспорту можно сразу установить, что за гражданин перед нами, откуда он, сколько ему лет. Так и по маркам стали можно определить многое. Значит, нам нужно уметь читать паспорт-марку сталей.

Конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества имеет восемь марок. Обозначаются они так: Ст. О, Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6, Ст. 7. Буквы «Ст.» — это сокращение от слова «сталь», а цифры рядом с ними показывают, сколько данная марка стали содержит углерода (в десятых долях процента). Поэтому Ст. 3 — это среднеуглеродистая сталь, содержащая три десятых — 0,3% углерода, а Ст. 7 — сталь высокоуглеродистая, в ней 0,7% углерода. Как уже говорилось, чем больше в стали углерода, тем она тверже.

Поэтому чем больше номер при «Ст.», тем сталь данной марки тверже, но тверже не вообще, а по сравнению со сталями этой же группы, номер которых меньше. Сталь марки Ст. 0 — очень мягкая, инженеры ее часто называют «техническим железом», так как в ней мало углерода (цифра 0 еще не означает, что в этой стали вовсе нет углерода; просто его гораздо меньше 0,1 доли процента). Стали марок Ст. 1 и Ст. 2 тоже очень мягкие, пластичные, они легко поддаются вытяжке, удлинению. Здесь под словами «мягкий», «легко» совсем не подразумевается, что сталь можно мять руками, как воск или пластилин. Речь идет об относительной их оценке: в своем ряду Ст. 0 — самая мягкая, а Ст. 7 — самая твердая сталь.

Читайте также:  Как преодолеть водную преграду. Как преодолеть на внедорожнике водную преграду

Качественную конструкционную углеродистую сталь маркируют по-иному: слово «сталь» пишут без сокращения, и притом с маленькой буквы, а содержание углерода указывают двумя цифрами, обозначающими сотые доли процента. Ряд этой стали насчитывает 18 марок, и начинают его стали марок 05, 08, 10, а за ними ряд продолжается до стали 85, меняясь от марки к марке на пять единичек. Следовательно, сталь 20 содержит двадцать сотых — 0,20% углерода, сталь 45—0,45%, а сталь 85— 0,85% углерода. Сверх того, в этих сталях, по обыкновению, имеется еще некоторое количество марганца (не более 0,80%). Если содержание марганца в стали превышает 0,80% (до 1,20%), к ее марке добавляют букву Г. Ряд этих сталей — с повышенным против обычного содержанием марганца — начинает сталь 15Г, а заканчивает сталь 70Г (опять-таки возрастание доли углерода идет от цифры к цифре на пять единиц).

Возникает естественный вопрос: какая же особенная разница между марками качественной стали и стали обыкновенного качества? Ведь стали 10 и Ст. 1 или, например, стали 70 и Ст. 7 содержат примерно  одинаковое  количество углерода; так не проще ли и называть их как-нибудь одинаково? Да и разные ли это стали?

Верно, содержание углерода в них примерно одинаковое, и все же это разные стали. Об этом и говорят их марки: Ст. 1 или Ст. 7— стали обыкновенного качества, а стали 10 и 70 — качественные. Качественная конструкционная сталь отличается по свойствам от обыкновенной стали, вернее, от углеродистой стали обыкновенного качества, большей прочностью, пластичностью и сопротивлением ударам. Поэтому и говорят, что она «получше», качественнее.

Инструментальную углеродистую сталь по способу выплавки разделяют на качественную и высококачественную. В «семействе» качественной инструментальной стали мы находим восемь «братцев»; в марке стали у них первым делом ставят букву «У» (так условились обозначать инструментальную углеродистую сталь). За буквой «У» ставится цифра, показывающая содержание углерода в стали в десятых долях процента. Вот этот ряд: У7, У8, У8Г (вспомним, буква «Г» обозначает повышенное содержание марганца), У9, У10, У11, У12 и У13.

Если сталь высококачественная, в марке ее вслед за цифрами ставится буква «А». Следовательно, ряд высококачественной инструментальной стали тоже насчитывает восемь марок и выглядит так: У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А и У13А. Основное различие между качественной и высококачественной инструментальной сталями состоит в том, что в высококачественной стали меньше «вредных» примесей фосфора и серы, но побольше «хороших» примесей — хрома и никеля. По твердости оба ряда сталей примерно одинаковы, но зато высококачественная сталь прочнее и лучше сопротивляется   ударам.   Внутри каждого ряда твердость стали тем выше, чем больше в ней углерода, то есть чем больше марка стали. Но с повышением твердости вязкость стали и сопротивляемость ударам падает; чем больше в стали углерода, тем она становится более хрупкой: она все более «чугунеет». В целом инструментальные стали относят к высокоуглеродистым — ведь в них содержится от 0,7 до 1,3% углерода.


Читайте также:  Охотничий нож из бумаги. Как сделать нож из бумаги

Углеродистая сталь специального назначения имеет несколько «семейств,». К примеру, «семейство» автоматных сталей, «семейство» сталей электротехнических и т. п. При этом автоматная сталь маркируется так: вначале ставят букву «А» (здесь она обозначает не качество, а «автоматную» сталь), затем цифру, показывающую содержание углерода в сотых долях процента (А12, А20, АЗО, А40Г). Ее механические свойства невысоки, но зато она при обработке на станках-автоматах очень удобна тем, что образует короткую и ломкую стружку и легко режется.

Легированная конструкционная сталь насчитывает 14 групп — по числу легирующих элементов, а общее число марок сталей в них превышает 90. Запомнить их все трудно, да и нет в том надобности. Но на всякий случай отметим, что в маркировке легированных сталей буквой X обозначают хром, Н — никель, В — вольфрам, Г — марганец, Т — титан, К — кобальт и т. д. Цифры в марках легированных сталей ставят по-разному: когда впереди всех букв стоят две цифры, они показывают содержание углерода в стали в сотых долях процента, одна цифра — в десятых долях. Если перед буквами нет никакой цифры, значит, углерода в стали около 1%. Цифра, стоящая за какой-либо буквой, указывает содержание данного элемента в целых процентах; если за буквами нет никаких цифр, значит, сталь содержит этих элементов не более 1%. Например, марка 15Х обозначает легированную хромистую сталь с 0,15% углерода и 1% хрома, а марка X15 — сталь с 1% углерода и 15% хрома. Сталь марки Х18Н10Т — хромо-никелевая сталь с 1% углерода, 18% хрома, 10% никеля и 1% титана.

Среди легированных сталей особо выделяют группу сталей с высоким содержанием вольфрама. Эта группа маркируется буквой «Р» и называется «быстрорежущей» сталью. Ее применяют для изготовления первоклассного режущего инструмента — резцов, сверл и т. д. Основные марки этой стали —Р9, Р12 и Р18 (здесь буква «Р» означает не элемент, а «быстрорежущую сталь», цифра же показывает содержание вольфрама в стали в целых процентах).

Некоторые марки легированных сталей настолько сложны по составу, что даже инженеру не всегда под силу их быстро расшифровать. А уж нам с вами и подавно! Например: ХН70ВМЮТ. Или — ОХ14Н28ВЗТЗЮР. Эти марки нам знать необязательно. Но марки наиболее распространенных сталей, в особенности конструкционных и инструментальных, знать следует. Или, по крайней мере, уметь их читать. Это нам потребуется в следующих случаях:

  • если нам попадется сталь с нанесенной на нее маркировкой, то по марке мы сразу же сможем установить ее «происхождение», «род» и свойства и тем самым найти ей место в нашей конструкции;
  • наоборот, зная заранее (по чертежам или по описаниям в журнале), какая сталь нужна для тех или иных деталей нашей конструкции, мы по маркам можем легко подобрать для изготовления этих деталей сталь с необходимыми свойствами.

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here