СТАЛИ И СПЛАВЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ
СТАЛИ И СПЛАВЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ
Сталь — сплав железа с углеродом (до 2% С). По химическому составу сталь разделяют на углеродистую и легированную, а по качеству — на сталь обыкновенного качества, качественную, повышенного качества и высококачественную.
Сталь углеродистую обыкновенного качества подразделяют на три группы:
- Поставляемую по механическим свойствам и применяемую в основном тогда, когда изделия из нее подвергают горячей обработке (сварка, ковка и др.), которая может изменить регламентируемые механические свойства (Ст0, Ст1 и др.);
- Поставляемую по химическому составу и применяемую для деталей, подвергаемых такой обработке, при которой механические свойства меняются, а уровень их кроме условий обработки определяется химическим составом (БСт0, БСт1 и др.);
- Поставляемую по механическим свойствам и химическому составу для деталей, подвергаемых сварке (ВСт1, ВСт2 и др.).
Углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Стбпс, Стбсп.
Буквы Ст обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы «кп», «пс», «сп» — степень раскисления ( «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная).
Сталь углеродистая качественная конструкционная по видам обработки при поставке делится на горячекатаную и кованую, калиброванную, круглую со специальной отделкой поверхности — серебрянку. По требованиям к испытанию механических свойств сталь подразделяют на пять категорий.
Легированную сталь по степени легирования разделяют на низколегированную (легирующих элементов до 2,5%), среднелегированную (от 2,5 до 10%), высоколегированную (от 10 до 50%). В зависимости от основных легирующих элементов различают сталь 14 групп. К высоколегированным относят:
- Коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии; межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
- Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения в газовых средах при температуре выше 50 °С, работающие в ненагруженном и слабонагруженном состоянии;
- Жаропрочные стали и сплавы, работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.
Электротехническую тонколистовую сталь разделяют:
- По структурному состоянию и виду прокатки на классы:
- Горячекатаная изотропная;
- Холоднокатаная изотропная;
- Холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой;
- По содержанию кремния:
- до 0,4%;
- св. 0,4 до 0,8%-,
- св. 0,8 до 1,8%;
- св. 1,8 до 2,8%;
- св. 2,8 до 3,8%;
- св. 3,8 до 4,8%,
химический состав стали не нормируется;
- По основной нормируемой характеристике на группы:
- Удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц (P1,7/50);
- Удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 Гц (P1,5/50);
- Удельные потери при магнитной индукции 1,0 Тл и частоте 400 Гц (P1,0/400);
- Магнитная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля 0,4 А/м (В 0, 4);
- Магнитная индукция в средних магнитных полях при напряженности поля 10 А/м (В10).
Сталь легированную конструкционную в зависимости от химического состава и свойств делят на качественную, высококачественную А, особовысококачественную Ш (электрошлакового переплава). По видам обработки при поставке различают сталь горячекатаную, кованую, калиброванную, серебрянку. По назначению изготовляют прокат:
- а) для горячей обработки давлением и холодного волочения (подкат);
- б) для холодной механической обработки.
|
Примерное назначение углеродистой качественной конструкционной стали |
|
|
Маркировка |
Описание |
|
08кп, 10 |
Детали, изготовляемые холодной штамповкой и холодной высадкой, трубки, прокладки, крепеж, колпачки. цементуемые и цианируемые детали, не требующие высокой прочности сердцевины (втулки, валики, упоры, копиры, зубчатые колеса, фрикционные диски) |
|
15, 20 |
Малонагруженные детали (валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни). тонкие детали, работающие на истирание, рычаги, крюки, траверерсы, вкладыши, болты, стяжки и др. |
|
30, 35 |
Детали, испытывающие небольшие напряжения (оси, шпиндели, звездочки, тяги, траверсы, рычаги, диски, валы) |
|
40, 45 |
Детали, от которых требуется повышенная прочность (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, распределительные валы, маховики, зубчатые колеса, шпильки, храповики, плунжеры, шпиндели, фрикционные диски, оси, муфты, зубчатые рейки, прокатные валки и др.) |
|
50, 55 |
Зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, бандажи, валы, эксцентрики, малонагруженные пружины и рессоры и др. применяют после закалки с высоким отпуском и в нормализованном состоянии |
|
60 |
Детали с высокими прочностными и упругими свойствами (прокатные валки, эксцентрики, шпиндели, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов). применяют после закалки или после нормализации (крупные детали) |
|
Примерное назначение низколегированных тонколистовой и широкополосной универсальной сталей |
|
|
Маркировка |
Описание |
|
09Г2 |
Для деталей сварных конструкций, изготовляемых из листов. Обрабатывается резанием удовлетворительно |
|
09Г2С |
Для паровых котлов, аппаратов и емкостей, работающих под давлением при температуре -70 — +450 °С; для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении. Хорошо свариваются. Обрабатываются резанием удовлетворительно |
|
10ХСНД |
Для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в судостроении, вагоностроении |
|
15ХСНД |
Для деталей вагонов, строительных свай, сложных профилей в судостроении. Обладает повышенной коррозионной стойкостью |
|
15ГФ |
Для листовых сварных конструкций в вагоностроении. Обеспечивает высокое качество сварного шва. Штампуемость удовлетворительная |
|
Примерное назначение легированной конструкционной стали |
||
|
Маркировка |
Описание |
|
|
15Х |
Пальцы поршневые, валы распределительные, толкатели, крестовины карданов, клапаны, мелкие детали, работающие в условиях износа при трении. Хорошо цементуется |
|
|
20Х |
Кулачковые муфты, втулки, шпиндели, направляющие планки, плунжеры, оправки, копиры, шлицевые валики и др. |
|
|
40Х |
Для деталей, работающих на средних скоростях при средних давлениях (зубчатые колеса, шпиндели и валы в подшипниках качения, червячные валы) |
|
|
45Х, 50Х |
Для крупных деталей, работающих на средних скоростях при небольших давлениях (зубчатые колеса, шпиндели, валы в подшипниках качения, червячные и шлицевые валы). Обладают высокой прочностью и вязкостью |
|
|
38ХА |
Для зубчатых колес, работающих на средних скоростях при средних давлениях |
|
|
45Г2, 50Г2 |
Для крупных малонагруженных деталей (шпиндели, валы, зубчатые колеса тяжелых станков) |
|
|
18ХГТ |
Для деталей, работающих на больших скоростях при высоких давлениях и ударных нагрузках (зубчатые колеса, шпиндели, кулачковые муфты, втулки и др.) |
|
|
20ХГР |
Для тяжелонагруженных деталей, работающих при больших скоростях и ударных нагрузках |
|
|
15ХФ |
Для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы и др.) |
|
|
40ХС |
Для мелких деталей высокой прочности |
|
|
40ХФА |
Для ответственных высокопрочных деталей, подвергаемых закалке и высокому отпуску; для средних и мелких деталей сложной конфигурации, работающих в условиях износа (рычаги, толкатели); для ответственных сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках |
|
|
35ХМ |
Для валов, деталей турбин и крепежа, работающих при повышенной температуре |
|
|
45ХН, 50ХН |
Аналогично применению стали 40Х, но для деталей больших размеров |
|
|
Примерное назначение коррозионностойких сталей и сплавов |
||
|
Маркировка |
Описание |
|
|
20Х13, 08Х13, 12Х13, 25Х13Н2 |
Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах |
|
|
30Х13, 40Х13, 08Х18Т1 |
Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др. (у стали 08Х18Т1 лучше штампуемость) |
|
|
06ХН28МТ |
Для сварных конструкций, работающих в средне агрессивных средах (горячая фосфорная кислота, серная кислота до 10% и др.) |
|
|
14X17H2 |
Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами |
|
|
95Х18 |
Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа |
|
|
08X17T |
Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже — 20 °С |
|
|
15X25T, 15Х28 |
Аналогично стали 08X17T, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температурах от — 20 до 400 °С (15Х28 — для спаев со стеклом) |
|
|
20Х13Н4Г9, 10Х14АГ15, 10Х14Г14НЗ |
Заменитель сталей 12X18H9, 17Х18Н9 для сварных конструкций |
|
|
09Х15Н8Ю, 07X16H6 |
Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю — для уксуснокислых и солевых сред |
|
|
08X17H5M3 |
Для деталей, работающих в сернокислых средах |
|
|
20X17H2 |
Для высокопрочных тяжелонагруженных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах |
|
|
10Х14Г14Н4Т |
Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196 °С |
|
|
15Х18Н12С4ТЮ |
Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте |
|
|
08X10H20T2 |
Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде |
|
|
04X18H10, 03X18H11, 03X18H12, 08X18H10, 12X18H9, 12X18H12T, 08X18H12T, 06X18H11 |
Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах |
|
|
12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ |
Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80 °С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55%-я уксусная и фосфорная кислоты) |
|
|
09Х16Н4Б |
Для высокопрочных штампосварных конструкций и деталей, работающих в контакте с агрессивными средами |
|
|
07Х21Г7АН5 |
Для сварных конструкций, работающих при температурах до — 253 °С и в средах средней агрессивности |
|
|
03Х21Н21М4ГБ |
Для сварных конструкций, работающих в горячей фосфорной кислоте, серной кислоте низких концентраций при температуре не выше 80 °С, азотной кислоте при температуре до95°С |
|
|
ХН65МВ |
Для сварных конструкций, работающих при высоких температурах в серно- и солянокислых растворах, в уксусной кислоте |
|
|
Н70МФ |
Для сварных конструкций, работающих при высоких температурах в соляной, серной, фосфорной кислотах и других средах восстановительного характера |
|
|
Примерное назначение инструментальной нелегированнои стали различных марок |
||
|
Маркировка |
Описание |
|
|
У7, У7А |
Для обработки дерева: топоров, колунов, стамесок, долот. |
|
|
У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А |
Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. |
|
|
У10А, У12А |
Для сердечников. |
|
|
У10, У10А |
Для игольной проволоки. |
|
|
У10, У10А, У11, У11А |
Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. |
|
|
У12, У12А |
Для метчиков ручных, напильников, шаберов слесарных. |
|
|
У13, У13А |
Для инструментов с пониженной износостойкостью при умеренных и значительных удельных давлениях (без разогрева режущей кромки); напильников, бритвенных лезвий и ножей, острых хирургических инструментов, шаберов, гравировальных инструментов. |
|
|
Назначение рессорно-пружинной стали |
||
|
Маркировка |
Описание |
|
|
60С2, 60С2А |
Для рессор из полосовой стали толщиной 3 — 16 мм и пружинной ленты толщиной 0,08 — 3 мм; для витых пружин из проволоки диаметром 3 — 16 мм. Обрабатываются резанием плохо. Максимальная температура эксплуатации 250 °С |
|
|
70СЗА |
Для тяжелонагруженных пружин ответственного назначения. Сталь склонна к графитизации |
|
|
50ХГ, 50ХГА |
Для рессор из полосовой стали толщиной 3 — 18 мм. Обрабатывается резанием плохо |
|
|
50ХФА, 50ХГФА |
Для ответственных пружин и рессор, работающих при повышенной температуре (до 300 °С); для пружин, подвергаемых многократным переменным нагрузкам |
|
|
60C2XA |
Для крупных высоконагруженных пружин и рессор ответственного назначения |
|
|
60C2H2A, 65C2BA |
Для ответственных высоконагруженных пружин и рессор, изготовляемых из калиброванной стали и пружинной ленты |
|
|
Назначение электротехнической тонколистовой стали |
|
|
Маркировка |
Описание |
|
1211,1212, 1213, 22110 |
Для якорей и полюсов электрических машин постоянного тока, для роторов и статоров асинхронных двигателей промышленной частоты мощностью до 100 кВт, для магнитопроводов приборов. Пластичность высокая |
|
1311, 1312 |
Для роторов и статоров асинхронных двигателей мощностью от 100 до 400 кВт. Пластичность хорошая |
|
1411,1412, 2411 |
Для роторов и статоров асинхронных двигателей мощностью 400 — 1000 кВт, маломощных силовых трансформаторов, для двигателей повышенной частоты. Пластичность удовлетворительная |