Классификация сталей

КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ
Стали классифицируют:
по химическому составу;
по структуре;
по назначению;
по качеству; по степени раскисления;

По химическому составу стали подразделяются на:
углеродистые:
- низкоуглеродистые – до 2 % углерода;
- среднеуглеродистые – 0,2 – 0,45 % углерода;
- высокоуглеродистые – более 0,5 % углерода.
легированные:
- низколегированные – до 2,5 % легирующих элементов;
- среднелегированные – 2,5 – 10,0 %;
- высоколегированные – более 10,0 %.

Структуры углеродистых сталей в зависимости от содержания в них углерода, а также структурные превращения, которые происходят в этих сталях при нагреве и медленном охлаждении, изучаются по диаграмме Fe—С.

При обозначении марок стали используют следующие обозначения химических элементов:

Маркировка стали определяется сочетанием цифр и букв, показывающих примерный химический состав стали.
Первые цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента. Если в начале маркировки перед буквами стоит одна цифра, то она выражает содержание углерода в десятых долях процента; при содержании углерода свыше 1 % цифру перед буквами не ставят.
Далее в маркировке следуют буквы, показывающие наличие легирующих элементов в составе стали.
Например: 32Х06Л – 0,32 % С и 0,6 % Сr. Буква Л в конце маркировки показывает, что сталь литейная.

Для обозначения высококачественной легированной стали в конце маркировки добавляют букву А.
Некоторые стали специального назначения выделены в отдельные группы и имеют особую маркировку.
Каждой группе присваивается своя буква и ставится впереди:

Структура стали менее устойчивый классификационный признак, так как зависит от скорости охлаждения (толщины стенок отливок), степени легирования, режима термообработки и других изменяющихся факторов, но структура готового изделия позволяет объективно оценивать его качество.
Микроструктура углеродистых сталей

Структура отожженной стали
В отожженном состоянии стали классифицируют на:
доэвтектоидные, имеющие в структуре избыточный феррит;
эвтектоидные, структура которых состоит из перлита;
заэвтектоидные, в структуре которых имеются вторичные
карбиды, выделяющиеся из аустенита;
ледебуритные, в структуре которых содержатся первичные (эвтектические) карбиды;
аустенитные;
ферритные;

После нормализации стали подразделяют на следующие структурные классы:
перлитный;
аустенитный;
ферритный;

На формирование структуры стали в наибольшей степени влияет углерод. Структура стали без термической обработки после медленного охлаждения состоит из смеси феррита и цементита. Количество цементита в стали прямо пропорционально содержанию углерода.
Кремний слабо влияет на структура и механические свойства углеродистой стали, но как раскислитель он способствует улучшению литейных свойств.
Марганец является хорошим десульфуратором и раскислителем, способствует повышению механических свойств, не снижая пластичности, резко уменьшает хрупкость привысоких температурах (красноломкость) и т.д.

Сера является вредной примесью в стали и не должна превышать 0,06%. С железом сера образует химическое соединение – сульфид железа. Эти сульфиды снижают однородность строения и механические свойства стали, в особенности пластичность, ударную вязкость и предел выносливости, а также ухудшают свариваемость и коррозионную стойкость.
Фосфор является вредной примесью в стали, и его содержание не должно превышать 0,08%. Растворяясь в феррите, фосфор сильно искажает и уплотняет его кристаллическую решетку. При этом увеличиваются пределы прочности и текучести сплава, но уменьшается пластичность и вязкость. Фосфор значительно повышает порог хладноломкости стали.
Газы (азот, водород, кислород) частично растворены в стали и присутствуют в виде хрупких неметаллических включений – оксидов и нитридов.

По назначению стали делятся на три группы:
конструкционные – предназначенные для изготовления деталей машин и элементов строительных конструкций.
Подразделяются на:
обыкновенного качества;
улучшаемые;
цементуемые;
автоматные;
высокопрочные;
рессорно-пружинные;

инструментальные – подразделяют на подгруппы по изготовлению:
режущего инструмента
измерительного инструмента
штампово-прессовой оснастки

стали специального назначения с особыми физическими и механическими свойствами:
нержавеющие (коррозионно-стойкие)
жаростойкие
жаропрочные
износостойкие

По качеству стали классифицируются на:
обыкновенного качества, содержат до 0,06% S и 0,07 % P;
качественные, содержащие до 0,035% S и 0,035% P;
высококачественные – не более 0,025% S и 0,025% P;
особо высококачественные – не более 0,015% S и 0,025% P;
Под качеством понимается совокупность свойств стали, определяемых металлургическим процессом её производства. Однородность химического состава, строение и свойства стали зависят от содержания вредных примесей и газов.