Termokings.ru

Домашний Мастер
12 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструкционная сталь — металлопрокат

Конструкционная сталь — металлопрокат

Наша компания предлагает Вам изделия из конструкционной стали круг, шестигранник и полосу марок:

Ст 10
Ст 20
Ст 30
Ст 35
Ст 40
Ст 45
Ст 50
Ст А12

Ст 09г2
Ст 09г2с
Ст 10хснд
Ст 15хснд

Ст 20х
Ст 40х
Ст 45х
Ст 30хгса

Ст 12мх
Ст 12х1мсф
Ст 25х1мф
Ст 25х2м1ф
Ст 15х5м
Ст 15хм

Ст шх15
Ст шх15сг

Общая классификация видов стали, на основе которых изготавливаются различные детали механизмов, машин и строительных конструкций, получила наименование “конструкционная сталь”. В большинстве своем данная классификация представлена углеродистыми сталями. Эта категория сталей отличается относительной дешевизной и высокой технологичностью обработки, в сочетании с хорошими механическими характеристиками.

Состав и классификация по группам качества

В сплавах практически всегда содержится определенный процент нежелательных элементов, отрицательно влияющих на эксплуатационные качества стали. В первую очередь, к ним относятся сера (S) и фосфор (P), которые делают металлургическую продукцию хрупкой и ломкой.

  • В зависимости от процентного содержания этих элементов в составе сплавов, конструкционные стали подразделяют на следующие группы:
  • Обыкновенные углеродистые конструкционные стали, содержащие до 0,05% примесей S и P. Используются для изготовления строительных балок, швеллеров, крепежного материала, гвоздей, проволоки и прочих изделий, не подвергающихся в процессе эксплуатации повышенным механическим нагрузкам.
  • Качественные конструкционные стали имеют допуск по содержанию P и S до 0,04% и используются в более широких масштабах. Например, они применяются в машиностроении для изготовления деталей методом холодной штамповки. Из металлических сплавов этой группы производят рессоры и пружины для ходовой части легковых и грузовых автомобилей, а также другие изделия, работающие в режиме постоянных нагрузок.
  • Высококачественные. Высококачественная группа включает в себя все конструкционные легированные стали. Эти сплавы имеют высокую прочность и находят применение, как в машиностроении, так и в строительном секторе промышленности. Допустимое содержание P и S – не больше 0,025%.
  • Особовысококачественные стальные сплавы. В зависимости от марки, рассчитаны на использование в различных тяжелых условиях, например, при высоких механических нагрузках, в агрессивных средах, при критически низких или, напротив, повышенных температурах.

В пределах каждой из перечисленных групп, сплавы подразделяются на различные подгруппы, классификация в которых ведется на основании физико-химических свойств материалов и возможной сфере применения.

Наименование и Марки сталейРазмер мм
Круг ст.20Ø 10 — 600
Круг ст.35Ø 10 — 600
Круг ст.45Ø 10 — 600
Круг 20хØ 10 — 600
Круг 40хØ 10 — 600
Круг 30хгсаØ 10 — 600
Круг 12хн3аØ 10 — 600
Круг 12х2н4аØ 10 — 600
Круг 40хн2маØ 10 — 600
Круг 18хгтØ 10 — 600
Круг 12х1мфØ 10 — 600
Круг 15х5мØ 10 — 600
Наименование и Марки сталейРазмер мм
Лист ст.201 — 200
Лист ст.351 — 200
Лист ст.451 — 200
Лист 20х1 — 200
Лист 40х1 — 200
Лист 30хгса1 — 200
Лист 12х1мф1 — 200
Лист 15х5м1 — 200

Легирующие элементы и их влияние на свойства сталей

Маркировка легированных сталей указывает на то, какие добавки в ней содержатся, а также на их количественное значение. Но также важно знать и то, какое именно влияние на свойства металла оказывает каждый из этих элементов в отдельности.

Добавка хрома увеличивает коррозионную стойкость, повышает прочность и твердость, является основным компонентом при создании нержавеющей стали.

Добавление никеля повышает пластичность, вязкость стали и коррозионную стойкость.

Титан уменьшает зернистость внутренней структуры, повышая прочность и плотность, улучшает обрабатываемость и коррозионную стойкость.

Присутствие ванадия уменьшает зернистость внутренней структуры, что повышает текучесть и порог прочности на разрыв.

Добавка молибдена дает возможность улучшить прокаливаемость, повысить коррозионную устойчивость и снизить хрупкость.

Вольфрам повышает твердость, не дает зернам увеличиваться при нагреве и снижает хрупкость при отпуске.

При содержании до 1-15% кремний повышает прочность, сохраняя вязкость. При увеличении процента содержания кремния повышается магнитопроницаемость и электросопротивление. Также данный элемент увеличивает упругость, стойкость к коррозии и сопротивляемость к окислению, но также повышает хрупкость.

Введение кобальта увеличивает ударопрочность и жаропрочность.

Добавление алюминия способствует повышению окалиностойкости.

Таблица назначения некоторых видов стали

Отдельно стоит упомянуть примеси и их влияние на свойства сталей. Любая сталь всегда содержит технологические примеси, так как полностью удалить их из состава стали чрезвычайно трудно. К такого рода примесям относятся углерод, серу, марганец, кремний, фосфор, азот и кислород.

Оказывает на свойства стали очень значительное влияние. Если его содержится до 1,2%, то углерод способствует повышению твердости, прочности, предела текучести металла. Превышение указанного значения способствует тому, что начинает значительно ухудшаться не только прочность, но и пластичность.

Если количество марганца не превышает 0,8%, то он считается технологической примесью. Он призван повысить степень раскисления, а также противостоять негативному влиянию серы на сталь.

При превышении содержания серы выше 0,65% механические свойства стали существенно снижаются, речь идет об уменьшении уровня пластичности, коррозионной стойкости, ударной вязкости. Также высокое содержание серы негативно влияет на свариваемость стали.

Даже незначительное превышение содержания фосфора выше необходимого уровня чревато повышением хрупкости и текучести, а также снижением вязкости и пластичности стали.

Азот и кислород

При превышении определенных количественных значений в составе стали вкрапления данных газов повышают хрупкость, а также способствуют понижению ее выносливости и вязкости.

Слишком большое содержание водорода в стали ведет к увеличению ее хрупкости.

Легированные стали: определение и классификация

Легированные сплавы имеют сложный состав на основе железа и углерода и содержат различные химические элементы, которые влияют на структурные преобразования металлов на молекулярном уровне. Процентное содержание таких добавок и организация процесса раскисления, легирования и модификации сталей определяют их физико-химические свойства.

Интересный факт. Началом массового производства немагнитных сплавов считается выплавка стали англичанином Робертом Гадфильдом в конце XIX века. Конечно, человечество и раньше знало, что такое легированная сталь, но организовать потоковое производство и оценить все преимущества ее применения люди смогли только в эпоху глобальной индустриализации и, к сожалению, с появлением новых военных технологий. Благодаря высокому сопротивлению износу и ударным нагрузкам сталь Гадфильда вплоть до середины XX века становится наиболее используемым сплавом для производства железнодорожных крестовин, танковых траков, пехотных шлемов и даже тюремных решеток. Она и сейчас применяется при изготовлении зубьев ковшей экскаваторов и других элементов техники, подвергаемых ударным и истирающим нагрузкам во время их эксплуатации.

Отличия от углеродистых сталей

Любая сталь содержит железо и углерод. Причем содержание последнего может составлять 0,02 – 2,14% и напрямую определяет его свойства и марку. Он повышает твердость и прочность, но при увеличении концентрации снижает пластичность. Увеличивает режущую способность, электрическое сопротивление и коэрцитивную силу. Снижает температуру плавления и плотность.

Обыкновенные углеродистые стали, также как и легированные, могут содержать кремний, марганец, медь, серу, хром, фосфор, водород, азот и алюминий, только их количество значительно ниже. При этом Si и Mn вводятся для улучшения прочностных показателей и физико-химических свойств. Другие вещества попадают в расплавленную сталь из шихты или печных газов и соответственно считаются примесями. Некоторые их них (например, сера и фосфор) являются постоянными вредными примесями. При плавке легированных сталей их свойства формируются счет целенаправленного введения модифицирущих элементов.

Легирующие добавки

Наиболее распространенными элементами, использующимися для улучшения физических, химических и механических свойств стали являются: хром, марганец, никель, кремний, вольфрам, молибден, ванадий, титан, медь, кобальт, алюминий, бор, ниобий, цирконий и другие. Но, несмотря на такой обширный список, все же наиболее используемыми являются лишь несколько из вышеперечисленных элементов.

2 Легирующие элементы – для коррекции качества готовых сплавов

Базовая легирующая добавка – хром, в незначительной мере ухудшает пластичность готового проката, но зато существенно увеличивает прочностные характеристики стали и ее твердость. Хромистые композиции в сфере строительства машин и агрегатов незаменимы для производства подшипников качения. В легированные КС хрома добавляют не более 3 %. Следующие распространенные примеси – молибден и вольфрам, добавляются в легированные КС намного экономнее – максимум 1 %. Эти элементы имеют объективно высокую стоимость. Их нерациональное (излишнее) применение не имеет экономической целесообразности. Они обеспечивают:

  • некоторое снижение вязкости проката и его показателей пластичности;
  • повышение прочности и твердости металла.

Еще один нюанс. Вольфрам облегчает процесс формирования структуры мелкого зерна. А молибден придает металлургическим композициям уникальную стойкость к высоким температурам (они становятся жаропрочными). В количестве 1–3 % в легированные КС добавляют никель. Наибольшее его содержание необходимо при выпуске немагнитных сплавов. Они востребованы во многих отраслях машиностроения. Никель делает сталь более вязкой и пластичной. Кроме того, что немаловажно, данный элемент повышает ее прочность.

Если сплав предназначается для производства спец. инструмента, в качестве легирующего компонента никель не используется.

Далее поговорим о кремнии и марганце. Их добавляют в КС в количестве не более 2 %. Первый из указанных элементов играет важную роль. Он повышает магнитные показатели и упругость сплавов, сохраняя при этом их вязкость. Аналогичное влияние на легированный прокат не оказывает ни один иной элемент. Марганец же существенным образом улучшает механические качества КС и способствует их прокаливаемости на значительные глубины. Сталь с такими свойствами незаменима для выпуска многих машиностроительных деталей.

Применение легированной стали

Прошло более, чем сто лет, и сегодня существуют сотни промышленных изделий, которые могут быть изготовлены из легированной стали различного состава. К ним относятся трубы, пластины, листы и рулоны, прутки, фитинги, фланцы, крепежные элементы и многое другое. Они применяются в самых разных отраслях промышленности – автомобильной и горнодобывающей индустрии, машиностроении, дорожном и жилищном строительстве, производстве бытовой техники и т.п.

К примеру, в строительстве легированные стали используются при возведении масштабных современных конструкций – аэропортов, мостов, небоскребов и стадионов, дизайн которых предполагает возведение стального каркаса. Свойства легированной стали придают металлическим каркасам высокую прочность, столь необходимую для таких больших объектов. Для увеличения прочности и снижения общего веса легированную сталь также применяют в качестве усиления конструкций из бетона. Упомянем и о винтах, гвоздях и болтах – эти мелкие изделия из легированной стали также распространены очень широко.А вот при строительстве мостов используются и специфические легированные сплавы, например, так называемые кортеновские стали. За счет присутствия никеля, меди и хрома они обеспечивают мостам улучшенную защиту от коррозии.

Тут уместно вспомнить и о высокопрочном стальном прокате.Чаще всего промышленные покупатели продукции Метинвеста останавливают свой выбор на высокопрочной стали, подвергшейся термомеханической прокатке или закалке с отпуском. При производстве высокопрочного стального проката на предприятии используют ряд систем легирования стали, несколько спецрежимов горячей прокатки и особую термообработку. По сравнению с традиционными марками стали, высокопрочный металл служит дольше и менее затратен в производстве и эксплуатации. Кроме хороших показателей прочности, материал отличает повышенная ударная вязкость (он проявляет это свойство и на морозе), свариваемость и пластичность.

Перечисленные факторы, а также снижение металлоемкости высокопрочной стали сделали ее востребованной у потребителей, и продукт нашел применение в различных индустриях. Впрочем, как и другие современные легированные стали. Их универсальность и прекрасные потребительские качества позволяют дизайнерам не сдерживать полет своих фантазий, а строителям придает уверенности в том, что грандиозные современные сооружения из легированной стали возводятся на века.

Читать еще:  Как восстановить серебро методом аффинажа в домашних условиях
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×