Stale węglowe: cechy, klasyfikacja, przetwarzanie i zastosowanie. Wielka encyklopedia ropy i gazu

Stale wysokowęglowe 55 i 60 charakteryzują się dużą wytrzymałością i twardością i są przeznaczone do produkcji wałów, prętów i drutów do walcowni.

Stale wysokowęglowe gatunków 55, 60, 65 i 70 charakteryzują się dużą wytrzymałością i twardością i są wykorzystywane do produkcji rolek, prętów i drutów walcowniczych.

Stale wysokowęglowe gatunków 50, 55 i 60 mają niską hartowność.

Stale wysokowęglowe 55, 60, 65, 70 wyróżniają się dużą wytrzymałością i twardością; stosowane są do produkcji rolek walcarek, prętów, na druty kablowe itp. Stal o dużej zawartości manganu charakteryzuje się wyższą zawartością manganu. hartowność i wyższą odporność na zużycie. Jego przeznaczenie jest w przybliżeniu takie samo jak stali o normalnej zawartości manganu.

Stale wysokowęglowe w gatunkach 55, 60, 65, 70 charakteryzują się dużą wytrzymałością i twardością i stosowane są do produkcji rolek, prętów i drutów walcowniczych.

Stale wysokowęglowe w gatunkach 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 charakteryzują się dużą wytrzymałością i twardością i są przeznaczone do produkcji wałów, prętów i drutów do walcowni.

Gatunki stali wysokowęglowych 55, 60 65 70 charakteryzują się dużą wytrzymałością i twardością i stosowane są do produkcji rolek walcarek, prętów oraz na druty kablowe.

Gatunki stali wysokowęglowych 55, 60, 65, 70 wyróżniają się dużą wytrzymałością i twardością i są stosowane do produkcji rolek maszyn walcowniczych, prętów oraz na druty kablowe.

Spawanie stali wysokowęglowych w gatunkach VStb. 45, 50 i 60 oraz staliwa węglowe o zawartości węgla do 0,7% jest jeszcze trudniejsze. Stale te stosowane są głównie w odlewnictwie i produkcji narzędzi. Ich spawanie jest możliwe tylko przy wstępnym i równoczesnym podgrzaniu do temperatury 350 - 400 C i późniejszej obróbce cieplnej w piecach grzewczych. Podczas spawania należy przestrzegać zasad określonych dla stali średniowęglowej. Dobre wyniki osiąga się poprzez spawanie wąskimi ściegami i na małych obszarach z chłodzeniem każdej warstwy. Po zakończeniu spawania wymagana jest obróbka cieplna.

Matryce powinny być wykonane ze stali narzędziowych wysokowęglowych w gatunkach U10A, U12A lub stali narzędziowych stopowych. W tym przypadku zużycie matrycy jest nieznaczne, a jej trwałość wysoka. Dodatkowe chromowanie lub borowanie pozytywnie wpływa na proces tłoczenia powierzchnia robocza matryce.

Najprostsze w składzie i najtańsze są gatunki stali wysokowęglowej U8 - U10, stosowane do produkcji małych magnesów niekrytycznych. Stale chromowe zawierające od 1,5 do 3,2% Cr są wyższej jakości. Dodatki kobaltu znacząco podwyższają właściwości magnetyczne stali. Używając tych stali, należy wziąć je pod uwagę wysoki koszt i, jeśli to możliwe, zastąpić je tańszą stalą.

Najprostsze w składzie i najtańsze są gatunki stali wysokowęglowej U8 - U10, stosowane do produkcji małych magnesów niekrytycznych. Stale chromowe zawierające od 1,5 do 3,2% Og są wyższej jakości. Dodatki kobaltu znacząco podwyższają właściwości magnetyczne stali. Stosując te stale należy liczyć się z ich wysokim kosztem i w miarę możliwości zastąpić je tańszymi stalami.

Z czego wykonane są dyski napędzane blacha stalowa grubość od 1,3 do 2 mm. Zwykle stosuje się stal średnio- i wysokowęglową w gatunkach 50, 65, 85, co pozwala na nadanie tarczy niezbędnych właściwości sprężystych.

Gatunki stali niskowęglowej 08, 10, 15, 20, 25 stosowane są na lekko obciążone części, których produkcja polega na spawaniu i tłoczeniu. Do produkcji osi, wałów, kół zębatych i innych części stosuje się gatunki stali średniowęglowej 25, 30, 40, 45, 50. Do produkcji sprężyn spiralnych, kabli i innych krytycznych części używa się stali wysokowęglowych 55 i 60.

Strony: 9ensp;9ensp;1

Nie zawiera pierwiastków stopowych, w tym chromu, wanadu i niklu. Warto to zauważyć ten typ stal zawiera więcej niż 0,6% węgla. Treść węgiel określa właściwości stali. Zatem wraz ze wzrostem zawartości węgla w składzie stali wzrasta jej wytrzymałość na rozciąganie i zwiększa się twardość, ale jednocześnie zmniejszają się jej właściwości plastyczne.

Stal węglowa jest bardziej odporna na wysokie temperatury i zachowuje swoje właściwości po podgrzaniu do 450 stopni Celsjusza. Doskonale wytrzymuje obciążenia dynamiczne o różnym natężeniu i jest odporny na korozję. W tym przypadku stal węglowa jest bardzo lekka i odporna na zużycie. Na przykład stal węglowa to żeliwo i jego produkty.

Różne rodzaje stali węglowych wykorzystuje się do produkcji narzędzi, części kotłów, rur, turbin i innych wyrobów, które wykorzystywane są do pracy pod dużymi obciążeniami.

Stale średnio- i wysokowęglowe mają cecha charakterystyczna– tworzą struktury utwardzające się w spoinie i strefie wpływu ciepła, co może stwarzać ryzyko kruchego pękania. Aby uzyskać niezawodne szwy spawalnicze, gatunek stali dobiera się zgodnie z możliwością uzyskania wymaganych stabilnych właściwości mechanicznych złączy spawanych.

Stale wysokowęglowe są podatne na kruchość pod wpływem cyklu termicznego spawania i jest to znacznie bardziej widoczne niż w przypadku stali średniowęglowych. Ten rodzaj stali jest wrażliwy na pęknięcia na gorąco i na zimno. Z tego powodu konieczne jest podgrzanie spawanego metalu do temperatury 350 - 400 stopni Celsjusza. Po nagrzaniu wymaga wyżarzania i trwa do momentu wystygnięcia spawanego produktu do temperatury 20 stopni Celsjusza.

Wykonanie niezawodnych połączeń spawanych może być trudne ze względu na zbliżające się niebezpieczeństwo pękania na zimno i nadwrażliwość stale tego typu do koncentratorów naprężeń pod obciążeniem statycznym i dynamicznym.

Konstrukcje spawane projektuje się przy najniższej koncentracji naprężeń. Promienie przejścia z jednej sekcji spawanej części do drugiej powinny być maksymalne w oparciu o dopuszczalne względy projektowe.

Aby zwiększyć wytrzymałość spoin ze stali wysokowęglowej, konieczne jest utworzenie płynne przejścia od jednego do drugiego spawanego metalu. W przypadku połączeń zgrzewanych doczołowo warto usunąć zbrojenie spoiny.

W takim przypadku należy zwrócić szczególną uwagę na penetrację szwu spawalniczego, który ma bardziej strome przejście od szwu do metalu produktu. W razie obróbka powierzchnia wewnętrzna części do rozbiórki i penetracji nie jest możliwe, wówczas spawanie kombinowane należy wykonać bez pozostałej wykładziny.

W tym przypadku pierwszą spoinę wykonujemy metodą automatycznego spawania łukowego argonem przy użyciu nietopliwej elektrody bez dodatku na całej długości spoiny, co zapewnia 100% równomierne wtopienie metalu.

Cel i produkcja

Ich głównym przeznaczeniem jest produkcja drutu linowego. W produkcji używają patentowanie. szybko schładzane aż do uzyskania drobnoziarnistej struktury F+P (ferryt + perlit) i natychmiast poddawane odkształceniu na zimno - rysunek. Połączenie ultradrobnej struktury i hartowania pozwala na uzyskanie w drucie naprężenia mechanicznego σ B > = 3000 - 5000 MPa. Ze względu na niską wytrzymałość części konstrukcyjne wykonane są z tej stali oni nie. Do produkcji łożysk stosuje się gatunki stali chromowo-stopowej (od 0,35 do 1,70% (w masie) Cr) ShKh4, ShKh15, ShKh15SG, ShKh20SG, zawierające 0,95-1,05% (w masie) węgla (GOST 801- 78. Łożysko stal. Dane techniczne). Śruty stalowe DSL (odlew), DSC (posiekane) i DSR (posiekane) produkowane są ze stali wysokowęglowej przeznaczonej do strzelanie powierzchnie - czyszczenie ścierne lub hartowanie (GOST 11964-81. Strzał techniczny żeliwa i stali. Informacje ogólne specyfikacje techniczne). Do produkcji sprężyn stosuje się drut ze stali KT-2 (0,86-0,91% (mas.) C) i 3K-7 (0,68-0,76% (mas.) C).

Stale zawierające więcej niż 0,6% węgla. spawają znacznie gorzej niż średniowęglowe, które zawierają od 0,25 do 0,6% węgla. Stale wysokowęglowe są bardzo podatne na takie zjawiska hartowanie I powstawanie pęknięć w strefie przejściowej i strefie wpływu termicznego. Dlatego przy ich spawaniu stosuje się końcówkę o niższej mocy cieplnej, wynoszącej 75 l/godz. na 1 mm grubości metalu. Płomień powinien się zmniejszać lub z niewielkim nadmiarem acetylenu. W przypadku płomienia utleniającego następuje zwiększone wypalenie węgla i szew staje się porowaty. Zapobieganie pojawianiu się stwardniałych stref i pęknięć odbywa się poprzez wstępne i jednoczesne ogrzewanie do 200-250°.

Materiałem wypełniającym jest drut Sv-15 zawierający węgiel od 0,11 do 0,18% lub Sv-15G zgodnie z GOST 2246-54. Preferowana jest metoda spawania lewostronnego. Po spawaniu konieczna jest normalizacja.

Podczas spawania tych stali można również uzyskać stopiony metal o wysokich właściwościach mechanicznych, stosując drut wypełniający o normalnej zawartości węgla. ale stopowy z chromem (0,5 - 1%), niklem (2 - 4%) i manganem (0,5 - 0,8%). Podczas spawania metalu o grubości mniejszej niż 3 mm podgrzewanie nie wyprodukowany.

Stal niskowęglowa: skład i właściwości

15 września 2016 r

Stal niskowęglową można znaleźć wszędzie. Jego popularność opiera się na fizycznych, właściwości chemiczne no i niski koszt. Stop ten ma szerokie zastosowanie w przemyśle i budownictwie. Przyjrzyjmy się bliżej temu rodzajowi stali.

Stal to żelazo wzbogacone węglem w procesie wytapiania. Wytapianie węgla charakteryzuje się obecnością węgla, który decyduje o podstawowych właściwościach metalu oraz zanieczyszczeń: fosforu (do 0,07%), krzemu (do 0,35%), siarki (do 0,06%), manganu (do 0,06%). 0,8%). Zatem stal niskowęglowa zawiera nie więcej niż 0,25% węgla. Podobnie jak inne dodatki, mangan i krzem służą do odtleniania (usuwania tlenu z ciekłego metalu, co zmniejsza kruchość podczas odkształcania na gorąco). Ale zwiększony procent siarki może prowadzić do pękania stopu podczas obróbki cieplnej, fosforu - podczas obróbki na zimno.

Metody uzyskiwania

Produkcję stopu niskowęglowego można podzielić na kilka etapów: załadunek żeliwa i złomu (wsadu) do pieca, poddanie termiczne stanowi topnienia oraz usunięcie zanieczyszczeń z masy. Następnie można odlewać stal lub dodatkowe przetwarzanie: żużel lub próżnia i gazy obojętne.

Do przeprowadzenia takich procesów stosuje się trzy metody:

Piece z otwartym paleniskiem. Najpopularniejszy sprzęt. Proces topienia trwa kilka godzin, co pozwala laboratoriom monitorować jakość powstałej kompozycji.
Piece konwektorowe. Wytwarzany przez oczyszczanie tlenem. Należy zaznaczyć, że otrzymane w ten sposób stopy nie są wysokiej jakości, gdyż zawierają większą ilość zanieczyszczeń.
Piece indukcyjne i elektryczne. W procesie produkcyjnym wykorzystuje się żużel. W ten sposób uzyskuje się stopy wysokiej jakości i specjalistyczne.

Rozważmy cechy klasyfikacji stopów.

Stal niskowęglowa może być trzech rodzajów:

Regularna jakość. W takich stopach zawartość siarki nie przekracza 0,06%, fosforu 0,07%.
Wysoka jakość. Zawiera: siarkę do 0,04%, fosfor do 0,035%.
Wysoka jakość. Zawartość siarki do 0,025%, fosforu do 0,025%
Specjalna jakość. Niska zawartość zanieczyszczeń: siarka do 0,015%, fosfor - do 0,025%.

Jak wspomniano wcześniej, im mniej zanieczyszczeń, tym lepsza jakość stop
Stal niskowęglowa GOST 380-94 zwykłej jakości dzieli się na jeszcze trzy grupy:

A. Określone na podstawie jego właściwości mechanicznych. Formę dostawy do konsumenta najczęściej spotyka się w postaci produktów wieloprofilowych i arkuszowych.
B. Główne wskaźniki - skład chemiczny i właściwości. Optymalny do nacisków mechanicznych pod wpływem czynników termicznych (kucie, tłoczenie).
W. Dla tego typu stopów ważne są następujące właściwości: techniczne, technologiczne, fizyczne, chemiczne i odpowiednio skład.

Ze względu na proces odtleniania stal dzieli się na:

Spokój. Proces utwardzania przebiega spokojnie. Podczas tego procesu nie wydzielają się gazy. Skurcz występuje w środku wlewka.
Półspokojny. Pośredni rodzaj stali pomiędzy spokojną a wrzącą kompozycją.
Wrzenie. Zestalanie następuje wraz z uwolnieniem gazu. Ukryta wnęka skurczowa.

Podstawowe właściwości

Stal niskowęglowa charakteryzuje się dużą ciągliwością i łatwo ulega odkształceniom na zimno lub na gorąco. Osobliwość Stop ten ma dobrą spawalność. W zależności od dodatkowych pierwiastków właściwości stali mogą się zmieniać.
Najczęściej stopy niskoemisyjne stosowane są w budownictwie i przemyśle. Wynika to z niskiej ceny i dobrych właściwości wytrzymałościowych. Stop ten nazywany jest również stopem strukturalnym. W oznaczeniu zakodowane są właściwości stali niskowęglowej. Poniżej przyjrzymy się jego funkcjom.

Funkcje znakowania

Zwykła stal niskowęglowa ma oznaczenie literowe ST i cyfrowe. Liczbę należy podzielić przez 100, wtedy procent węgla będzie jasny. Na przykład ST15 (węgiel 0,15%).

Spójrzmy na oznaczenia i rozszyfrujmy zapis:

Pierwsze litery lub ich brak wskazują na przynależność do tej lub innej grupy jakości. Może to być B lub C. Jeśli nie ma litery, stop należy do kategorii A.
St oznacza słowo „stal”.
Oznaczenie cyfrowe to zaszyfrowany procent zawartości węgla.
kp, ps - oznacza wrzący lub półcichy stop. Brak oznaczenia wskazuje, że stal jest spokojna (sp).
Oznaczenie literowe i znajdująca się po nim liczba zdradzają, jakie zanieczyszczenia wchodzą w skład składu i ich procent. Na przykład G - mangan, U - aluminium, F - wanad.

W przypadku wysokogatunkowych stali niskowęglowych oznaczenie nie zawiera oznaczenia literowego „St9raquo;.
Obowiązuje również oznaczenie koloru. Na przykład stal miękka klasy 10 ma biały. Stal specjalny cel mogą być oznaczone dodatkowymi literami. Na przykład „К9raquo; - stosowane w produkcji kotłów; OSV - używany do produkcji osi wagonów itp.

Wytworzone produkty

Istnieje kilka grup wyrobów stalowych:

Blacha stalowa. Podtypy: blacha gruba (GOST 19903-74), blacha cienka (GOST 19904-74), blacha szeroka (GOST 8200-70), taśma (GOST 103-76), blacha falista (GOST 8568-78)
Profile kątowe. Równe kołnierze (GOST 8509-93), nierówne kołnierze (GOST 8510-86).
Kanały(GOST 8240-93).
Dwuteowniki. Zwykłe dwuteowniki (GOST 8239-89), dwuteowniki z szerokim kołnierzem (GOST 26020-83, STO ASChM 20-93).
Kobza.
Podłoga profilowana.

Do tej listy dodano profile wtórne, które powstają poprzez spawanie i obróbkę skrawaniem.

Obszary zastosowań

Zakres zastosowania stali niskowęglowej jest dość szeroki i zależy od oznakowania:

Św. 0, 1, 3Gsp. Szerokie zastosowanie w budownictwie. Na przykład drut zbrojeniowy wykonany ze stali niskowęglowej,
05kp, 08, 08kp, 08yu. Dobry do stemplowania i zimny kaptur(wysoka plastyczność). Stosowane w przemyśle motoryzacyjnym: części karoserii, zbiorniki paliwa, cewki, elementy konstrukcji spawanych.
10, 15. Stosowany do części niepoddawanych dużym obciążeniom. Rury do kotłów, wytłoczki, złączki, śruby, wkręty.
18kp. Typowym zastosowaniem są konstrukcje wytwarzane metodą spawania.
20, 25. Szeroko stosowany do produkcji materiałów złącznych. Sprzęgła, popychacze zaworów, ramy i inne części maszyn rolniczych.
30, 35. Lekko obciążone osie, koła zębate, koła zębate itp.
40, 45, 50. Części poddawane średnim obciążeniom. Na przykład wały korbowe, tarcze cierne.
60-85. Części narażone na duże obciążenia. Mogą to być szyny kolej żelazna, koła do żurawi, sprężyny, podkładki.

Jak widać oferta produktowa jest bardzo obszerna – to nie tylko drut ze stali niskowęglowej. Są to także części złożonych mechanizmów.

Stal niskostopowa i niskowęglowa: różnice

Aby poprawić jakiekolwiek właściwości stopu, dodaje się pierwiastki stopowe.
Stale zawierające niewielką ilość węgla (do jednej czwartej procenta) i dodatki stopowe (całkowity procent - do 4%) nazywane są niskostopowymi. Takie wyroby walcowane zachowują wysokie właściwości spawalnicze, ale jednocześnie wzmacniają różne właściwości. Na przykład wytrzymałość, właściwości antykorozyjne i tak dalej. Z reguły oba typy są używane konstrukcje spawane, które muszą wytrzymać temperatury od minus 40 do plus 450 stopni Celsjusza.

Funkcje spawania

Spawanie stali niskowęglowych charakteryzuje się wysoką wydajnością. Rodzaj spoiny, elektrody i ich grubość dobieramy na podstawie następujących danych technicznych:

Połączenie musi być solidnie zamocowane.
Nie powinno być żadnych wad szwów.
Skład chemiczny szwu musi być wykonany zgodnie z normami określonymi w GOST.
Połączenia spawane muszą spełniać warunki pracy (odporność na wibracje, naprężenia mechaniczne, warunki temperaturowe).

Można używać różne typy spawanie z gazu na spawanie w środowisku dwutlenku węgla elektrodą topliwą. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę wysoką topliwość stopów niskowęglowych i niskostopowych.

Ze względu na specyficzny zakres zastosowania, wyroby walcowane niskoemisyjne znajdują zastosowanie w budownictwie i inżynierii mechanicznej.
Gatunek stali dobierany jest na podstawie wymaganych wyjściowych właściwości fizycznych i chemicznych. Obecność pierwiastków stopowych może poprawić niektóre właściwości (odporność na korozję, zmiany temperatury), ale także pogorszyć inne. Dobra spawalność to kolejna zaleta takich stopów.

Dowiedzieliśmy się więc, jakie są produkty wykonane ze stali niskowęglowej i niskostopowej.

Nasi przodkowie spali inaczej niż my. Co robimy źle? Trudno w to uwierzyć, ale naukowcy i wielu historyków są skłonni w to wierzyć nowoczesny człowiekśpi zupełnie inaczej niż jego starożytni przodkowie. Początkowo.

Te 10 małych rzeczy, które mężczyzna zawsze zauważa u kobiety. Myślisz, że Twój mężczyzna nic nie wie kobieca psychologia? To jest błędne. Żadna drobnostka nie może być ukryta przed wzrokiem kochającego Cię partnera. A oto 10 rzeczy.

7 części ciała, których nie powinieneś dotykać rękami Pomyśl o swoim ciele jak o świątyni: możesz z niego korzystać, ale są pewne święte miejsca, których nie należy dotykać rękami. Pokaz badań.

Top 10 Broke Stars Okazuje się, że czasami nawet największa sława kończy się porażką, jak to ma miejsce w przypadku tych gwiazd.

Jak to jest być dziewicą w wieku 30 lat? Zastanawiam się, jak to jest z kobietami, które nie uprawiały seksu aż do osiągnięcia średniego wieku.

Jak wyglądać młodziej: najlepsze fryzury dla osób powyżej 30, 40, 50, 60 lat. Dwudziestolatkowie nie przejmują się kształtem i długością włosów. Wydaje się, że młodość jest stworzona do eksperymentów z wyglądem i odważnymi lokami. Jednak już ostatni.

Stal wysokowęglowa – czy warto mieć w stopie dużą ilość zanieczyszczeń?

Stal wysokowęglowa znalazła zastosowanie w wielu dziedzinach, gdyż posiada szereg zalet. Jednak jego stosowanie nie zawsze jest wskazane, dlatego bardzo ważne jest poznanie właściwości i cech tego stopu. To właśnie one zostaną omówione poniżej.

Jakie stale nazywane są wysokowęglowymi?
Właściwości i zastosowania stali wysokowęglowej
Znakowanie stali wysokowęglowych

1 Jakie stale nazywane są wysokowęglowymi?

Po pierwsze, powinieneś ogólnie zrozumieć, czym jest stal. Jest to więc stop węgla i żelaza, a także innych pierwiastków stopowych. Ponadto zawartość pierwszego waha się od 0,02% do 2,14% i w zależności od jego ilości stale dzieli się na nisko, średnio i wysokowęglowe. A co z tym ostatnim, w tym przypadku, jak już z nazwy wynika, stop ma zwiększoną ilość węgla, czyli ponad 0,6%. Ta kompozycja wpływa na właściwości użytkowe.

Stal wysokowęglowa, której właściwości mechaniczne omówimy bardziej szczegółowo poniżej, jest dość problematyczna w spawaniu, a wszystko ze względu na skłonność materiału do takich defektów, jak strefy utwardzenia i pęknięcia w obszarze wpływu ciepła. W związku z tym konieczne jest stosowanie końcówek o niskiej mocy cieplnej. A co z płomieniem, musi on działać regenerująco, bo utleniający doprowadzi do nadmiernego spalania węgla, a to przyczyni się do zwiększenia porowatości szwu.

Aby zapobiec opisanym powyżej wadom, materiał należy podgrzać do temperatury 200–250°C.

2 Właściwości i zastosowania stali wysokowęglowej

Zastanówmy się, jak zawartość węgla wpływa na właściwości stali. Tak więc, wraz ze wzrostem tego pierwiastka w strukturze, udział cementytu wzrasta, podczas gdy ilość ferrytu, wręcz przeciwnie, maleje. Pod tym względem materiał staje się mniej plastyczny. A co z takimi cechami jak twardość i wytrzymałość, taka zmiana wpływa na nie pozytywnie. Ale nawet tutaj nie wszystko jest takie proste, maksymalne właściwości wytrzymałościowe zostaną osiągnięte przy wartości węgla 1%, ale jeśli jego ilość wzrośnie dalej, w strukturze pojawi się sieć wtórnego cementytu, a wytrzymałość zacznie spadać .

Przyjrzyjmy się teraz udarności takich stali; zmniejsza się ona, ale opór elektryczny i zakres temperatur przejścia materiału od pękania plastycznego do kruchego stają się wyższe. Ponadto warto zauważyć pogorszenie właściwości odlewu i spawalności, a operacje takie jak cięcie i obróbka ciśnieniowa materiału staną się bardziej problematyczne. Pod tym względem te gatunki stali nie nadają się całkowicie do spawania, chociaż tej operacji nie da się uniknąć, zwłaszcza jeśli chodzi o prace naprawcze. Znacznie częściej stosuje się je do tłoczenia części. Ponadto szeroko stosowane są również druty wykonane z tego rodzaju materiału. Wykorzystuje się je także w przemyśle odlewniczym.

3 Oznaczenia dla stali wysokowęglowych

Oczywiście, aby wiedzieć, jaki wpływ mają pewne pierwiastki chemiczne na właściwości stopów jest bardzo ważne, ale jak określić jego skład? Przecież to on odgrywa znaczącą rolę i wpływa na właściwości, jakość i wytrzymałość materiału na rozciąganie, a jeśli zostanie on wybrany nieprawidłowo, czasami konsekwencje mogą być nieodwracalne. Na przykład, jeśli wytrzymałość na rozciąganie dowolnego elementu konstrukcyjnego zostanie przekroczona, zapadnie się on.

Właśnie dlatego istnieje oznakowanie składające się z liter i cyfr, naniesione specjalną, nieusuwalną farbą. Co więcej, za pomocą tego kodu możesz nie tylko odczytać liczbę pierwiastków stopowych, ale także się tego dowiedzieć dodatkowe informacje, takie jak jakość metalu, stopień jego odtlenienia itp. Zostanie to omówione w tym akapicie.

Zatem oprócz węgla na właściwości stali wpływa również obecność manganu. Poprawia hartowność, poprawia właściwości wytrzymałościowe materiału i jego odporność na zużycie. Pod tym względem występuje w prawie każdym rodzaju stali, a jeśli jego zawartość jest większa niż 0,8%, wówczas na oznaczeniu takiego materiału litera „G” pojawi się natychmiast po cyfrowym oznaczeniu wskazującym ilość węgla. Jeśli mówimy o stalach narzędziowych o zawartości węgla większej niż 0,75%, to ich kod zaczyna się od wielka litera„U”, po którym następuje procent C w częściach dziesiątych. Zatem U9 oznacza, że mówią o węglowej stali narzędziowej. który zawiera około 0,9% węgla.

Ponadto stale wysokowęglowe różne marki Mają też inne oznaczenia. Na przykład, jeśli stop jest wysokiej jakości, na końcu kodu należy umieścić literę „A”, ale szczególnie te wysokiej jakości są oznaczone jako „Ш”. Ze względu na stopień odtlenienia materiały te dzielą się na wrzące, półciche i spokojne, ich oznaczenie odpowiednio w oznaczeniach „kp”, „ps” i „sp”.

Ręczna giętarka do rur TR i innych marek - bierzemy pod uwagę typy tego urządzenia

W tym artykule przyjrzymy się różnym mechanicznym giętarkom do rur, których można używać ręcznie, używając wyłącznie mięśni.

Gatunek spawarki– przegląd popularnych modeli

W artykule dowiesz się, jaki specjalny sprzęt warto kupić, jeśli planujesz wykonywać prace.

Ze względu na swoje właściwości wytrzymałościowe i przystępna cena Stal węglowa jest bardzo powszechnym stopem. Jego głównymi pierwiastkami są żelazo i węgiel z minimalną ilością kropli. Stal węglowa jest wykorzystywana do produkcji różnych produktów inżynieryjnych, części rurociągów i kotłów oraz narzędzi. Stopy są również szeroko stosowane w budownictwie.

Główne cechy

W zależności od głównego przeznaczenia stale węglowe dzielą się na instrumentalne i konstrukcyjne; w ich składzie praktycznie nie ma pierwiastków stopowych. Różnią się także od zwykłych stopów stali tym, że zawierają znacznie mniej podstawowych zanieczyszczeń: manganu, magnezu, krzemu. Zawartość głównego pierwiastka - węgla - jest dość zróżnicowana. Stal wysokowęglowa zawiera 0,6-2% C, stal średniowęglowa - 0,3-0,6%, stal niskowęglowa - do 0,25%.

Główny element określa właściwości i strukturę. W strukturze wewnętrznej stopów o zawartości C poniżej 0,8% (stal podeutektoidalna) przeważa perlit i ferryt, a wraz ze wzrostem stężenia pierwiastka głównego tworzy się cementyt wtórny.

Prezentowane stale z przewagą struktury ferrytycznej charakteryzują się dużą ciągliwością i niską wytrzymałością. Jeśli w strukturze dominuje cementyt metal charakteryzuje się dużą wytrzymałością, ale także dużą kruchością. Gdy zawartość C wzrasta do 0,8-1%, wytrzymałość i twardość wzrastają, ale lepkość i plastyczność znacznie się pogarszają.

Wpływa ilościowa zawartość węgla cechy technologiczne w szczególności na spawalność, łatwość cięcia i ciśnienie.

Stale niskowęglowe służą do wykonywania części i konstrukcji, które nie są przeznaczone do dużych obciążeń.
Charakterystyka stali średniowęglowych czyni je głównymi materiał budowlany, który znajduje zastosowanie przy produkcji konstrukcji i części dla transportu oraz ogólnej budowy maszyn.
Stopy wysokowęglowe są optymalne do produkcji części, które muszą mieć zwiększoną odporność na zużycie przy produkcji narzędzi pomiarowych i udarowych.

Metal, podobnie jak inne stopy stali, zawiera zanieczyszczenia:

krzem;
fosfor;
mangan;
azot;
siarka;
wodór;
tlen.

Krzem i mangan są użytecznymi zanieczyszczeniami, które wprowadza się do kompozycji na etapie wytapiania w celu odtlenienia. Fosfor i siarka są szkodliwymi zanieczyszczeniami, pogorszenie cechy jakościowe stop

Uważa się, że gatunki stopowe i węglowe są niekompatybilne, jednak w celu poprawy ich właściwości technologicznych i fizyko-mechanicznych można przeprowadzić mikrostopy poprzez dodanie różnych dodatków:

bor;
tytan;
cyrkon;
pierwiastki ziem rzadkich.

Za ich pomocą nie będzie możliwości zamiany metalu w stal nierdzewną, ale znacznie poprawi to właściwości.

Klasyfikacja ze względu na stopień odtlenienia

Na podział na typy wpływa w szczególności stopień odtlenienia. W zależności od tego parametru nasze stopy dzielimy na półspokojne, spokojne i wrzące.

Ciche stale mają bardziej jednolitą strukturę wewnętrzną, której odtlenienie osiąga się poprzez dodanie do stopionego aluminium, żelazokrzem i żelazomangan. Ze względu na to, że stopy naszej kategorii są całkowicie odtlenione w piecu, nie zawierają tlenku żelaza. Resztkowe aluminium, które hamuje wzrost ziaren, zapewnia drobnoziarnistą strukturę. To i prawie całkowity brak rozpuszczonych gazów umożliwia uzyskanie wysokiej jakości metalu do produkcji najbardziej krytycznych części i konstrukcji. Oprócz zalet ciche stopy mają dużą wadę - dość drogie wytapianie.

Istnieją tańsze, choć gorszej jakości stopy węgla, do wytapiania których wykorzystuje się minimum specjalnych dodatków. W strukturze takiego metalu ze względu na fakt, że proces odtleniania w piecu nie został zakończony, istnieją rozpuszczone gazy, które negatywnie wpływają na właściwości. Na przykład azot ma zły wpływ na spawalność i powoduje powstawanie pęknięć w obszarze spoiny. Rozwinięta segregacja w strukturze stopów powoduje, że wykonane z nich wyroby walcowane charakteryzują się niejednorodnością struktury i właściwości mechaniczne.

Stale półciche zajmują pozycję pośrednią pod względem właściwości i stopnia odtleniania. Przed wlaniem do form do ich składu wprowadza się odrobinę środka odtleniającego, dzięki czemu krzepnięcie metalu następuje praktycznie bez wrzenia, ale wydzielanie się w nim gazów trwa nadal. Rezultatem jest odlew, którego struktura zawiera mniej pęcherzyków gazu niż stale wrzące. Te wewnętrzne pory są prawie całkowicie zespawane podczas późniejszego walcowania metalu.

Większość półmiękkich stali węglowych jest stosowana jako materiały konstrukcyjne.

Produkcja i podział według jakości

Stale węglowe są produkowane przy użyciu różne technologie. Tam są:

wysokiej jakości stale węglowe;
wysokiej jakości stopy stali;
stopy stali węglowej zwykłej jakości.

W piecach martenowskich otrzymuje się stopy zwykłej jakości i formuje się z nich duże wlewki. Urządzenia do topienia stosowane do produkcji takich stali obejmują w szczególności konwertory tlenu. W porównaniu do wysokiej jakości stopów stali, metal ten może zawierać wiele szkodliwych zanieczyszczeń, co wpływa na właściwości i koszt produkcji.

Powstał i zamrożone wlewki są walcowane na gorąco lub zimno. W procesie walcowania na gorąco powstają wyroby długie i kształtowe, cienkie i grube blachy oraz szerokie taśmy metalowe. Walcowanie na zimno pozwala uzyskać cienką blachę.

Do produkcji stali wysokiej jakości i wysokiej jakości stosuje się piece i konwertery z otwartym paleniskiem piece do topienia które działają na prąd.

GOST nakłada surowe wymagania dotyczące składu, a mianowicie obecności w strukturze szkodliwych i niemetalicznych zanieczyszczeń. Powinny mieć stale wysokiej jakości nie więcej niż 0,04% siarki i nie więcej niż 0,035% fosforu. Wysokiej jakości i wysokiej jakości stopy stali, ze względu na rygorystyczne wymagania dotyczące metody wytapiania i właściwości, mają zwiększoną czystość strukturalną.

Zastosowanie i etykietowanie

Do produkcji wykorzystuje się stopy narzędziowe zawierające 0,65−1,32% C różne instrumenty. Aby poprawić właściwości mechaniczne narzędzi, materiał do produkcji jest utwardzany.

Stopy konstrukcyjne służą do wykonywania części różnych urządzeń, elementów konstrukcyjnych do celów konstrukcyjno-inżynierskich, elementów złącznych itp. Wykonane ze stali konstrukcyjnej drut węglowy, który jest używany w życiu codziennym, przy produkcji elementów złącznych, w budownictwie, do produkcji sprężyn. Stopy konstrukcyjne po nawęgleniu z powodzeniem stosowane są do produkcji części, które w trakcie eksploatacji ulegają silnemu zużyciu powierzchniowemu i dużym obciążeniom dynamicznym.

Oznaczenie wskazuje skład chemiczny stopu i jego kategorię. W oznaczeniu stali węglowej zwykłej jakości znajdują się litery „st”. GOST przewiduje siedem konwencjonalnych numerów marek (0-6), również wskazanych w oznaczeniu. Stopień odtlenienia oznaczony jest literami „kp”, „ps”, „sp” umieszczonymi na końcu oznaczenia. Gatunki stali wysokiej jakości i wysokiej jakości są oznaczone liczbami wskazującymi zawartość C w stopie w setnych częściach procenta.

O tym, że stop ma charakter instrumentalny, można wnioskować po literze „U” na początku oznaczenia. Liczba następująca po tej literze oznacza zawartość C w dziesiątych częściach procenta. Litera „A”, jeśli występuje w oznaczeniu stali narzędziowej, wskazuje na ulepszone właściwości jakościowe stopu.

Stale o wyższej zawartości węgla mogą być mniej podatne na tworzenie struktur o niskiej ciągliwości. Metal o niskiej plastyczności pod wpływem naprężeń konstrukcyjnych i spawalniczych może się zapaść. Ułatwia to obecność w nim wodoru dyfuzyjnego i jego szwu spawalniczego. Aby zapobiec pojawianiu się pęknięć zimnych, stosuje się metody eliminujące czynniki przyczyniające się do pojawiania się takich defektów.

Wysokowęglowa stal nierdzewna jest stopem metalu zawierającym stosunkowo duże ilości węgla. Ilość węgla może wynosić zaledwie 1,2% lub zaledwie 0,2%. Przyczyny tego różnią się w zależności od producenta i rodzaju użytego ostrza.

Stal nierdzewna to stop zawierający 10,5% lub więcej chromu (Cr) i żelaza (Fe) ponad 50%. Chrom jest pierwiastkiem, który sprawia, że stal nierdzewna jest odporna na plamy. W rzeczywistości stal nierdzewną należy nazywać stalą plamoodporną, ponieważ może plamić, ale jest mniej podatna na plamy niż goła stal. Stal nierdzewna jest również bardzo łatwa w pielęgnacji i nie wymaga regularnej konserwacji, aby zachować swoje piękno. Stal niskowęglowa jest bardziej miękka i nie ma krawędzi, co jest zaletą.

Stal węglowa ma dobrą krawędź, jeśli jest prawidłowo i regularnie ostrzona, a to znacznie więcej twardy materiał do stosowania w projektowaniu noży. Noże ze stali węglowej łatwiej korodują i wymagają regularnego smarowania. Postępuj zgodnie z instrukcjami producenta dotyczącymi ostrzenia i sezonowania, aby przedłużyć żywotność noża ze stali węglowej.

Łącząc stal węglową i stal nierdzewną w celu uzyskania wysokiej jakości stali węglowej, uzyskuje się to, co najlepsze z każdego stopu. Stal ta jest odporna na rdzę i plamy, jest bardzo twarda i ma krawędź wymagającą niewielkiej konserwacji. Powszechnie uważa się, że jest to stop stali nierdzewnej wyższej jakości.

Jak ze wszystkim, są coraz lepsze produkty. Niektóre z wyzwań, przed którymi stają producenci stali nierdzewnej o wysokiej zawartości węgla, to zawartość węgla, hartowanie i zawartość chromu. Zawartość węgla twardnieje stal, więc jeśli doda się go za dużo, stop stanie się kruchy. Jeśli producenci używają zbyt małej ilości węgla, nie ma wystarczającej ilości stali do utwardzenia. Zawartość chromu również może mieć ogromny wpływ na produkt końcowy. Chrom przyciąga węgiel, co oznacza, że węgiel może ukraść chrom ze stali nierdzewnej. Kiedy tak się dzieje, produkt końcowy jest mniej odporny na plamy, niż powinien. Hartowanie może również spowodować bardzo kruche ostrze. Wysokowęglowa stal nierdzewna ma ogólnie dość niską tolerancję na ciepło wynoszącą około 500 F (260 C), zanim stanie się zbyt krucha, aby można ją było używać jako noża.

Kupując nóż lepiej kierować się zasadą: „dostajesz to za co płacisz”. Upewnij się, że ostrze przechodzi przez cały uchwyt. Będziesz chciał zobaczyć nity trzymające uchwyt razem. Powinien także dobrze leżeć w dłoniach. Wysokiej jakości nóż oznacza, że nie będziesz piłować jedzenia; zamiast tego zużyjesz mniej wysiłku. Wysokiej jakości nóż ze stali nierdzewnej o wysokiej zawartości węgla lub inny nóż wysokiej jakości to bezpieczniejszy produkt dla Twojej kuchni. Im mniej wysiłku włożysz w mielenie jedzenia, tym mniejsze jest prawdopodobieństwo, że sprzęgło się poślizgnie i spowoduje wypadek.

Stal niskowęglową można znaleźć wszędzie. Jego popularność opiera się na właściwościach fizycznych i chemicznych oraz niskim koszcie. Stop ten ma szerokie zastosowanie w przemyśle i budownictwie. Przyjrzyjmy się temu bliżej

Mieszanina

Podobnie jak inne dodatki, mangan i krzem służą odtlenianiu (usuwaniu tlenu, z którego zmniejsza się kruchość podczas odkształcania na gorąco). Ale zwiększony procent siarki może prowadzić do pękania stopu podczas obróbki cieplnej, fosforu - podczas obróbki na zimno.

Metody uzyskiwania

Produkcję stopu niskowęglowego można podzielić na kilka etapów: załadunek żeliwa i złomu (wsadu) do pieca, poddanie termiczne stanowi topnienia oraz usunięcie zanieczyszczeń z masy.

Do przeprowadzenia takich procesów stosuje się trzy metody:

Piece z otwartym paleniskiem. Najpopularniejszy sprzęt. Proces topienia trwa kilka godzin, co pozwala laboratoriom monitorować jakość powstałej kompozycji.
Piece konwektorowe. Wytwarzany przez oczyszczanie tlenem. Należy zaznaczyć, że otrzymane w ten sposób stopy nie są wysokiej jakości, gdyż zawierają większą ilość zanieczyszczeń.
Piece indukcyjne i elektryczne. W procesie produkcyjnym wykorzystuje się żużel. W ten sposób uzyskuje się stopy wysokiej jakości i specjalistyczne.

Rozważmy cechy klasyfikacji stopów.

Gatunek

Stal niskowęglowa może być trzech rodzajów:

Regularna jakość. W takich stopach zawartość siarki nie przekracza 0,06%, fosforu 0,07%.
Wysoka jakość. Zawiera: siarkę do 0,04%, fosfor do 0,035%.
Wysoka jakość. Zawartość siarki do 0,025%, fosforu do 0,025%
Specjalna jakość. Niska zawartość zanieczyszczeń: siarka do 0,015%, fosfor - do 0,025%.

Jak wspomniano wcześniej, im mniej zanieczyszczeń, tym lepsza jakość stopu.

Stal niskowęglowa GOST 380-94 zwykłej jakości dzieli się na jeszcze trzy grupy:

A. Określone na podstawie jego właściwości mechanicznych. Formę dostawy do konsumenta najczęściej spotyka się w postaci produktów wieloprofilowych i arkuszowych.
B. Głównymi wskaźnikami są skład chemiczny i właściwości. Optymalny do nacisków mechanicznych pod wpływem czynników termicznych (kucie, tłoczenie).
W. Dla tego typu stopów ważne są następujące właściwości: techniczne, technologiczne, fizyczne, chemiczne i odpowiednio skład.

Ze względu na proces odtleniania stal dzieli się na:

Spokój. Proces utwardzania przebiega spokojnie. Podczas tego procesu nie wydzielają się gazy. Skurcz występuje w środku wlewka.
Półspokojny. Pośredni rodzaj stali pomiędzy spokojną a wrzącą kompozycją.
Wrzenie. Zestalanie następuje wraz z uwolnieniem gazu. Ukryta wnęka skurczowa.

Podstawowe właściwości

Stal niskowęglowa charakteryzuje się dużą ciągliwością i łatwo ulega odkształceniom na zimno lub na gorąco. Charakterystyczną cechą tego stopu jest dobra spawalność. W zależności od dodatkowych pierwiastków właściwości stali mogą się zmieniać.

Najczęściej stopy niskoemisyjne stosowane są w budownictwie i przemyśle. Wynika to z niskiej ceny i dobrych właściwości wytrzymałościowych. Stop ten nazywany jest również stopem strukturalnym. W oznaczeniu zakodowane są właściwości stali niskowęglowej. Poniżej przyjrzymy się jego funkcjom.

Funkcje znakowania

Zwykła stal niskowęglowa ma oznaczenie literowe ST i cyfrę. Liczbę należy podzielić przez 100, wtedy procent węgla będzie jasny. Na przykład ST15 (węgiel 0,15%).

Spójrzmy na oznaczenia i rozszyfrujmy zapis:

Pierwsze litery lub ich brak wskazują na przynależność do tej lub innej grupy jakości. Może to być B lub C. Jeśli nie ma litery, stop należy do kategorii A.
St oznacza słowo „stal”.
Oznaczenie cyfrowe to zaszyfrowany procent zawartości węgla.
kp, ps - oznacza wrzący lub półcichy stop. Brak oznaczenia wskazuje, że stal jest spokojna (sp).
Oznaczenie literowe i znajdująca się po nim liczba zdradzają, jakie zanieczyszczenia wchodzą w skład składu i ich procent. Na przykład G - mangan, U - aluminium, F - wanad.

W przypadku stali niskowęglowych wysokiej jakości oznaczenie nie zawiera litery „St”.

Stosowane jest również kodowanie kolorami. Na przykład stal miękka klasy 10 jest biała. Stale specjalnego przeznaczenia mogą być oznaczone dodatkowymi literami. Na przykład „K” - używany przy produkcji kotłów; OSV - używany do produkcji osi wagonów itp.

Wytworzone produkty

Istnieje kilka grup wyrobów stalowych:

Blacha stalowa. Podtypy: blacha gruba (GOST 19903-74), blacha cienka (GOST 19904-74), blacha szeroka (GOST 8200-70), taśma (GOST 103-76), blacha falista (GOST 8568-78)
Profile kątowe. Równe kołnierze (GOST 8509-93), nierówne kołnierze (GOST 8510-86).
Kanały(GOST 8240-93).
Dwuteowniki. zwykłe (GOST 8239-89), dwuteowniki z szerokim kołnierzem (GOST 26020-83, STO ASChM 20-93).
Kobza.
Podłoga profilowana.

Do tej listy dodano profile wtórne, które powstają poprzez spawanie i obróbkę skrawaniem.

Obszary zastosowań

Zakres zastosowania stali niskowęglowej jest dość szeroki i zależy od oznakowania:

Św. 0, 1, 3Gsp. Szeroko stosowany w budownictwie. Na przykład drut zbrojeniowy wykonany ze stali niskowęglowej,
05kp, 08, 08kp, 08yu. Nadaje się do tłoczenia i ciągnienia na zimno (wysoka plastyczność). Stosowane w przemyśle motoryzacyjnym: części karoserii, zbiorniki paliwa, cewki, elementy konstrukcji spawanych.
10, 15. Stosowany do części niepoddawanych dużym obciążeniom. Rury do kotłów, wytłoczki, złączki, śruby, wkręty.
18kp. Typowym zastosowaniem są konstrukcje wytwarzane metodą spawania.
20, 25. Szeroko stosowany do produkcji materiałów złącznych. popychacze zaworów, ramy i inne części maszyn rolniczych.
30, 35. Lekko obciążone osie, koła zębate, koła zębate itp.
40, 45, 50. Części poddawane średnim obciążeniom. Na przykład wały korbowe, tarcze cierne.
60-85. Części narażone na duże obciążenia. Mogą to być szyny kolejowe, koła do dźwigów, resory, podkładki.

Jak widać oferta produktowa jest bardzo obszerna – to nie tylko drut ze stali niskowęglowej. Są to także części złożonych mechanizmów.

Stal niskostopowa i niskowęglowa: różnice

Aby poprawić jakiekolwiek właściwości stopu, dodaje się pierwiastki stopowe.

Stale zawierające niewielką ilość węgla (do jednej czwartej procenta) i dodatki stopowe (całkowity procent - do 4%) nazywane są niskostopowymi. Takie wyroby walcowane zachowują wysokie właściwości spawalnicze, ale jednocześnie poprawiają się różne właściwości. Na przykład wytrzymałość, właściwości antykorozyjne i tak dalej. Z reguły oba typy są stosowane w konstrukcjach spawanych, które muszą wytrzymać zakres temperatur od minus 40 do plus 450 stopni Celsjusza.

Funkcje spawania

Spawanie stali niskowęglowych charakteryzuje się wysoką wydajnością. Rodzaj spoiny, elektrody i ich grubość dobieramy na podstawie następujących danych technicznych:

Połączenie musi być solidnie zamocowane.
Nie powinno być żadnych wad szwów.
Skład chemiczny szwu musi być wykonany zgodnie z normami określonymi w GOST.
Połączenia spawane muszą spełniać warunki pracy (odporność na wibracje, naprężenia mechaniczne, warunki temperaturowe).

Można stosować różne rodzaje spawania, od spawania gazowego po spawanie dwutlenkiem węgla elektrodą topliwą. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę wysoką topliwość stopów niskowęglowych i niskostopowych.

Ze względu na specyficzny zakres zastosowania, wyroby walcowane niskoemisyjne znajdują zastosowanie w budownictwie i inżynierii mechanicznej.

Jest wybierany na podstawie właściwości fizycznych i chemicznych wymaganych na wyjściu. Obecność może poprawić niektóre właściwości (odporność na korozję, zmiany temperatury), ale także pogorszyć inne. Dobra spawalność to kolejna zaleta takich stopów.

Dowiedzieliśmy się więc, jakie są produkty wykonane ze stali niskowęglowej i niskostopowej.

Większość produkcji wykorzystuje w pewnym stopniu stal miękką. Budownictwo, budowa maszyn, produkcja obrabiarek - to niepełna lista branż, w których jest aktywnie wykorzystywana.

Skład według GOST

Stal jest stopem żelaza i węgla, którego zawartość procentowa nie powinna przekraczać 2,14%. Wszystko powyżej tej wartości jest już żeliwem. Stal niskowęglowa charakteryzuje się obniżoną zawartością węgla, co odciska piętno zarówno na właściwościach mechanicznych, jak i technologicznych.

Istnieje kilka norm regulujących skład stopów węgla. Wśród nich najpopularniejsze to GOST 380-2005 i GOST 1050-90. Według nich stal niskowęglową można nazwać stalą, do której zalicza się:

Węgiel (do 0,25%). Umożliwia termiczne wzmocnienie stali, w wyniku czego twardość i tymczasowa odporność metalu może wzrosnąć kilkukrotnie.
Krzem (do 0,35%) Poprawia właściwości mechaniczne, zwłaszcza udarność i wytrzymałość. Ponadto wzrost zawartości krzemu w stopie ma pozytywny wpływ na spawalność.
Mangan (do 0,8%) należy do grupy zanieczyszczeń użytecznych. Jego struktura molekularna jest podobna do tlenu i aktywnie z nim oddziałuje wiązanie chemiczne, co zapobiega tworzeniu się tlenku żelaza. Stal stopowa z manganem jest bardziej jednorodna w składzie, lepiej radzi sobie z obciążeniami dynamicznymi i staje się bardziej podatna na hartowanie termiczne.
Siarka (do 0,06%) jest szkodliwym zanieczyszczeniem. Sprawia, że metal staje się czerwono-kruchy i utrudnia obróbkę ciśnieniową: kucie, walcowanie itp. Zmniejsza gęstość spoiny. Zwiększa kruchość temperamentu.
Fosfor (aż do 0,08%) odpowiada za pojawienie się kruchości na zimno. Zniekształca krystaliczną strukturę stali. Zmniejsza siłę uderzenia. Pogarsza wytrzymałość i trwałość metalu. Jednak fosfor nie zawsze jest szkodliwym zanieczyszczeniem. W niektórych przypadkach jego dodanie jest uzasadnione, ponieważ zwiększa plastyczność metalu przy cięciu. Ale nadal jego łączna kwota nie powinna przekraczać 0,1%.
Tlen jest najbardziej niepożądanym pierwiastkiem w stali. Wprowadzenie 0,001% tlenu może zmniejszyć wytrzymałość metalu o 50%. Zapobiega obróbce stopu za pomocą narzędzi skrawających.
Azot. Po przedostaniu się do metalu tworzy azotki żelaza - bardzo kruchy związek, który zmniejsza zarówno wytrzymałość, jak i właściwości technologiczne stopu.

Cechy stali niskowęglowych

Stal niskowęglowa jest wyjątkowo ciągliwa w porównaniu do innych stali. Ich względna wytrzymałość na ściskanie wynosi 23-35%, w zależności od procentowej zawartości węgla w kompozycji. Im więcej, tym mniejsza plastyczność.

Wszystkie gatunki stali niskowęglowych mają pierwszą kategorię spawalności.

Proces spawania nie wymaga skomplikowanego procesu czynności przygotowawcze: nagrzewanie powierzchni, odtłuszczanie itp. Spawany szew jest gęsty; podczas pracy pod ciśnieniem wytrzymałość jest porównywalna z litym metalem. Stal niskowęglowa nadaje się do wszystkich rodzajów spawania: od konwencjonalnego spawania łukiem elektrycznym po spawanie próżniowe w gazie obojętnym.

Stal niskowęglowa nie ma zwiększonych właściwości wytrzymałościowych. Jego wytrzymałość na rozciąganie waha się w granicach 320-450 MPa. To samo można powiedzieć o twardości. Bez dodatkowego hartowania twardość stali wynosi 22-23 jednostki w skali Rockwella.

Gatunki niskowęglowe nie mogą być utwardzane ze względu na niską zawartość węgla w składzie. Wśród nielicznych opcji ulepszania stali właściwości mechaniczne wydzielać cement. Jest to rodzaj hartowania chemiczno-termicznego, podczas którego powierzchnia metalu jest na siłę nasycana węglem, co czyni metal twardszym i bardziej odpornym na zużycie. Ponadto różne rodzaje śrutowania, walcowania na rolkach itp. dobrze sprawdzają się w hartowaniu mechanicznym.

Klasyfikacja i marki

Istnieje kilka głównych kryteriów podziału klas węgla. Jednym z najważniejszych z nich są warunki odtleniania. Wyróżnia się następujące stale niskowęglowe:

Spokój. Zawiera minimalną zawartość tlenku żelaza w składzie, co sprawia, że proces wytapiania jest „spokojny” – bez gwałtownego uwalniania się dwutlenku węgla z powierzchni metalu. Stało się to możliwe dzięki wprowadzeniu środków odtleniających: aluminium, manganu i krzemu. Wszystkie ulatniające się gazy gromadzą się we wnęce skurczowej, która jest następnie odcinana, w wyniku czego powstaje gęsty i jednorodny metal.
Wrzenie. Są odtleniane samym manganem. Mają zwiększoną ilość tlenku żelaza w swoim składzie. Procesowi wytapiania towarzyszy wydzielanie się dwutlenku węgla, co sprawia wrażenie, jakby metal wrzał. Stale te są mniej trwałe i mniej jednorodne pod względem składu chemicznego, ale jednocześnie są tanie i charakteryzują się niskim odsetkiem odpadów przy produkcji.
Półspokojny. Oprócz manganu do usuwania tlenu wykorzystuje się także aluminium. Według właściwości ta stal węglowa jest czymś pomiędzy stopami wrzącymi i spokojnymi.

Oprócz stopnia odtleniania gatunki niskoemisyjne klasyfikuje się również ze względu na obecność w ich składzie wtrąceń niemetalicznych. Na tej podstawie różnią się:

Zwykła jakość;
Wysokiej jakości inżynieria mechaniczna.

Przyjrzyjmy się każdemu punktowi bardziej szczegółowo.

Stal zwykłej jakości. Nie podlegają rygorystycznym wymaganiom zarówno w zakresie doboru wsadu, jak i topienia i odlewania. Fosfor w nich jest dozwolony nie więcej niż 0,08%, a siarka nie więcej niż 0,06%. Z takiego stopu wlewa się wlewki o dużych rozmiarach, dzięki czemu charakteryzują się one występowaniem segregacji strefowej.

Do produkcji różnych rodzajów blachy walcowanej na gorąco używa się stali zwykłej: prętów GOST 4290-90, ceowników GOST 8240-97, belek GOST 8239-95, kątowników GOST 8509-95 i innych. Wyrób walcowany służy jako materiał do produkcji różnego rodzaju konstrukcji metalowych skręcanych, nitowanych i spawanych. W przemyśle obrabiarkowym wykorzystuje się go do produkcji części o niskim stopniu krytyczności, które nie wymagają obróbki cieplnej: osie, rolki, zaciski itp.

W oparciu o gwarancję określonych właściwości, stal zwykłej jakości to:

Grupa „A”. Dostawa odbywa się zgodnie z właściwościami mechanicznymi, skład chemiczny nie jest znormalizowany. Oznaczone literą „St” i liczbą od 0 do 6. (art. 6, art. 5 itd.). Wraz ze wzrostem liczby wzrasta również wytrzymałość wybranego stopu.
Grupa „B”. Metale takie mają znormalizowany skład chemiczny. Oznaczenie określa dodatkowo sposób wytwarzania stopu.
Grupa „B”. Tutaj kontrolowane są jednocześnie właściwości wytrzymałościowe i skład chemiczny stali. Oznaczenie dodatkowo wskazuje literę B.

Wysokiej jakości stale konstrukcyjne produkowane w bardziej rygorystycznych warunkach wytapiania. Mają mniej szkodliwych substancji w swoim składzie chemicznym: siarki do 0,04%, fosforu do 0,04%. Oznaczone są napisem „stal” i liczbą wskazującą ilość węglików w setnych częściach procenta.

Stale 08 i 10 są stosowane w krytycznych elementach inżynierii mechanicznej. Wykorzystuje się je do produkcji tulei, cewek, uszczelek itp. Przed użyciem wszystkie części muszą zostać poddane cementowaniu lub innemu utwardzaniu chemiczno-termicznemu.

Stale 15, 20, 25 stosowane są na elementy podlegające zużyciu i niepoddawane podwyższonym obciążeniom mechanicznym: dźwignie, przekładnie, popychacze zaworów itp.

Metody uzyskiwania

W zależności od metody wytapiania wyróżnia się następujące stale niskowęglowe:

Piece konwertorowe. Metal topi się pod wpływem ciepła chemicznego reakcji egzotermicznych. Nadmiar węgla usuwa się poprzez przedmuchanie tlenu przez metalowe lustro. Zaletą tej metody jest wysoka produktywność. Minusem jest zwiększone stężenie azotu na wylocie.
Piece z otwartym paleniskiem. Jest spalany w komorze roboczej paliwo płynne. Wymaganą temperaturę topnienia osiąga się dzięki ciepłu gazów spalinowych. Dzięki tej metodzie stop okazuje się bardziej odtleniony i ma mniejszą zawartość zanieczyszczeń niemetalicznych.