Які існують види сталі та способи її обробки

Без відкриття стали, її властивостей і методів обробки сучасної цивілізації не існувало б. З давніх часів відомі деякі види сталі, які використовувалися для виробництва зброї і знарядь праці. З розвитком технології металургії та металообробки цей матеріал став використовуватися практично в будь-якій області діяльності людини.

Класифікація за хімічним складом

Сплав заліза з вуглецем, вміст останнього в якому не перевищує 2 %, отримав назву сталі. Основні види її класифікуються передусім за рівнем вмісту вуглецю:

маловуглецеві;

середньовуглецеві;

високовуглецеві.

У першому виді названого компонента міститься не більше 025 %. У середньовуглецевих видах стали його зміст лежить в межах 025-06 %, а високовуглецеві відрізняються концентрацією вище 06 %.

Легування сталей

У первісному сировина для сталеливарного виробництва вже містяться деякі домішки. Більшість з них шкідливі, але є й ті, які покращують властивості кінцевого продукту. Згодом було з'ясовано, що деякі добавки значно змінюють основні фізичні і хімічні властивості описуваного сплаву. Так, був відкритий процес легування. І сьогодні види та властивості сталі з легуванням є пріоритетним напрямком у дослідженнях металознавчих лабораторій та інститутів. По концентрації корисних домішок названі стали діляться на три групи:

низьколеговані (домішок до 25 %);

середньолеговані (легуючих елементів від 25 до 10 %);

високолеговані (легуючих домішок більше 10 %).

Класифікація за призначенням

В залежності від способу виробництва, хімічного складу і кількості легуючих елементів виділяють наступні види стали:

конструкційні;

інструментальні;

з особливими властивостями фізичного характеру;

зі спеціальними хімічними якостями.

Конструкційний вид найбільш масовий, такі сплави застосовують при виготовленні більшості виробів машинобудівного виробництва і в будівництві. Інструментальні ж є высокоуглеродистыми, відрізняються високою твердістю, але мають і крихкістю. Їх використовують при виготовленні різних інструментів - від хірургічних до металорізальних. Звідси і походить назва цього виду сталі. Для особливих випадків на виробництві необхідні сплави із заданими фізичними характеристиками: низьким коефіцієнтом лінійного розширення, високою здатністю намагнічуватися і т. п. Такі види сталі відносяться до класу з особливими фізичними властивостями. Сплави з заданими хімічними якостями відносяться до останнього виду в нашому списку. Деякі з них не піддаються корозії, інші жаростійкі, є і матеріали з підвищеною хімічною стійкістю.

Класифікація за рівнем шкідливих домішок

Найпоширенішими домішками, які погіршують властивості сталі, є сірка і фосфор. У сплавах звичайної якості допускається вміст сірки до 006 % і фосфору до 007 %. Сталі, що відносяться до групи якісних, містять не більше 0035 % кожного з шкідливих елементів, а високоякісні - не більше 0025 %. В особливо високоякісних видах стали рівень сірчистих домішок становить не більше 0015 %, а вміст фосфору допускається до 0025 %.

Методи обробки сталі

За ступенем нагрівання обробка буває гарячої і холодної. У першому випадку сплав нагрівається до стадії утворення аустеніту, але нижче температури плавлення. Сталь при цьому стає м'якою і піддається зміні своєї форми. Холодний же вид обробки сталі виробляється при нормальних умовах. За типом впливу розділяють два основних типи обробки: тиск і різання. До першого типу відносяться ковка, прокатка, волочіння, штампування та пресування. Другий тип обробки включає наступні роботи: токарні, свердлильні, фрезерні. Але існує ще й холодна штамповка, а також холодна ковка, яка отримала окрему назву - "наклеп". Останні розробки холодної обробки сталі на основі теорії пластичності металів дозволяють значно змінювати форму і розмір початкової заготовки без нагріву і за допомогою об'ємного тиску. Сталь навантажується до тих пір, поки не досягне стану плинності і не стане "зручною" для обробки. Такий метод актуальний для деяких сплавів, які при нагріванні змінюють свої фізичні, хімічні або міцнісні характеристики.