Низьковуглецева сталь: склад і властивості

0 2189

Низьковуглецева сталь зустрічається повсюдно. Її популярність заснована на фізичних, хімічних властивостях і невисокої вартості. Цей сплав широко застосовується в промисловості та будівництві. Розглянемо докладніше цей вид сталі.

Склад

Сталь – залізо, збагачене вуглецем в процесі плавки. Для вуглецевих виплавок характерно наявність вуглецю, який визначає основні властивості металу, і домішок: фосфору (до 007%), кремнію (до 035%), сірки (до 006%), марганцю (до 08%). Так, низьковуглецева сталь містить не більш 025% вуглецю.
Низьковуглецева сталь: склад і властивості
Що стосується інших добавок, марганець і кремній служать розкисленню (видалення кисню з рідкого металу, що зменшує крихкість при гарячій деформації). А ось підвищений відсоток сірки може призвести до розтріскування сплаву при термічній обробці, фосфору – при холодній.


Способи отримання

Виробництво низьковуглецевого сплаву можна розкласти на декілька етапів: завантаження в піч чавуну і брухту (шихти), термічне вплив до стану плавлення, видалення з маси домішок.
Низьковуглецева сталь: склад і властивості
Далі може відбуватися розливання сталі або додаткова обробка: шлаком або вакуумом та інертними газами. Для виконання таких процесів користуються трьома способами:
  • Мартенівські печі. Найпоширеніше обладнання. Процес плавки відбувається протягом декількох годин, що дозволяє відстежувати лабораторіям якість одержуваного складу.
  • Конвекторні печі. Проводиться за рахунок продування киснем. Слід зазначити, що сплави, отримані таким способом, не відрізняються високою якістю, так як містять більшу кількість домішок.
  • Індукційні і електропечі. Процес виробництва йде з застосуванням шлаку. Таким способом отримують високоякісні та спеціалізовані сплави.
  • Розглянемо особливості класифікації сплавів.


    Види

    Низьковуглецева сталь може бути трьох видів:
  • Звичайної якості. В таких сплавах вміст сірки не перевищує 006%, фосфору 007%.
  • Якісна . У складі наявність: сірки до 004%, фосфору до 0035%.
  • Високоякісна. Вміст сірки до 0025%, фосфору до 0025%
  • Особливої якості. Низький вміст домішок: сірки до 0015%, фосфору - до 0025%.
  • Як вже говорилося раніше, чим менше домішок, тим краще якість сплаву.
    Низьковуглецева сталь: склад і властивості
    Сталь низьковуглецевий ГОСТ 380-94 звичайної якості ділиться ще на три групи:
  • А. Визначається своїми механічними властивостями. Форма поставки споживачеві найчастіше зустрічається у вигляді багатопрофільного і листового прокату.
  • Б. Основні показники - хімічний склад та властивості. Оптимальні для механічного впливу під тиском термічним фактором (кування, штампування).
  • Ст. Для таких видів сплавів важливі такі властивості: технічні, технологічні, фізичні, хімічні і, відповідно, склад.
  • По процесу розкислення сталі ділять на:
  • Спокійні. Процес затвердіння відбувається спокійно. Гази при такому процесі не виділяються. Усадка відбувається в середині злитка.
  • Напівспокійну. Проміжний вид стали між спокійними і киплячими складами.
  • Киплячі. Затвердіння відбувається з виділенням газу. Усадкова раковина прихованого типу.
  • Основні властивості

    Низьковуглецева сталь відрізняється високою пластичністю, легко деформується в холодному стані і в гарячому. Відмінною рисою такого сплаву є хороша зварюваність. В залежності від додаткових елементів властивості сталі можуть змінюватися.
    Низьковуглецева сталь: склад і властивості
    Найчастіше низьковуглецеві сплави застосовуються в будівництві та промисловості. Це зумовлено невисокою ціною і хорошими міцнісними якостями. Такий сплав ще називають конструкційним. Властивості низьковуглецевої сталі зашифровані в маркуванні. Нижче ми розглянемо її особливості.

    Особливості маркування

    Звичайна низьковуглецевий сталь має літерне позначення СТ і цифрове. Число слід ділити на 100 тоді буде зрозуміло процентний вміст вуглецю. Наприклад, СТ15 (вуглець 015%). Розглянемо маркування і розшифруємо позначення:
  • Перші літери або їх відсутність свідчить про приналежність до тієї чи іншої групи якості. Це можуть бути Б або В. Якщо немає букви, означає сплав належить до категорії А.
  • Ст означає слово «сталь».
  • Цифрове позначення – зашифроване процентний вміст вуглецю.
  • кп, пс – позначає киплячий або полуспокойний сплав. Відсутність позначення говорить про те, що спокійна сталь (сп).
  • Літерне позначення і цифрове після нього розкривають, які домішки входять до складу, і їх процентний вміст. Наприклад, Г – марганець, Ю – алюміній, Ф – ванадій.
  • Для якісних низьковуглецевих сталей у маркуванні не ставиться буквене позначення «Ст».
    Низьковуглецева сталь: склад і властивості
    Також застосовується кольорове позначення. Наприклад, низьковуглецева сталь марки 10 має білий колір. Сталі спеціального призначення можуть позначатися додатковими літерами. Наприклад, «До» - застосовується в котлобудуванні; Осо – використовується для виготовлення вагонних осей і т. д.

    Випускаються вироби

    Можна виділити кілька груп сталевої продукції:
  • Листова сталь. Підвиди: товстолистова (ГОСТ 19903-74), тонколистова (ГОСТ 19904-74), широкополостная (ГОСТ 8200-70), смугова (ГОСТ 103-76), рифлена (ГОСТ 8568-78)
  • Кутові профілі. Рівнополочні (ГОСТ 8509-93), нерівнополочні (ГОСТ 8510-86).
  • Швелери (ГОСТ 8240-93).
  • Двотаври. Балки двотаврові звичайні (ГОСТ 8239-89), Балки двотаврові широкополочні (ГОСТ 26020-83 СТО АСЧМ 20-93).
  • Труби.
  • Профільований настил.
  • До цього переліку додають вторинні профілі, які утворюються за рахунок зварних робіт і механічної обробки.

    Сфери застосування

    Область використання низьковуглецевої сталі достатня широка і залежить від маркування:
  • Ст 013Гсп. Широке застосування в будівництві. Наприклад, дріт арматурна з низьковуглецевої сталі,
  • 05кп, 0808кп, 08ю. Хороша для штампування і холодної витяжки (висока пластичність). Застосовуються в автомобілебудуванні: кузовні деталі, паливні баки, змійовики, частини зварних конструкцій.
  • 1015. Застосовуються для деталей, що не піддаються високим навантаженням. Труби для котлів, штампування, муфти, болти, гвинти.
  • 18кп. Характерне застосування – конструкції, які виробляють з допомогою зварювальних робіт.
  • 2025. Широко використовується для виробництва кріпильних матеріалів. З'єднувальні муфти, штовхачі клапанів, рами та інші деталі сільськогосподарських машин.
  • 3035. Осі, на які йде мала навантаження, зірочки, шестерні і т. д.
  • 404550. Деталі, що мають середні навантаження. Наприклад, колінчасті вали, фрикційні диски.
  • 60-85. Деталі, що піддаються високому навантаженні. Це можуть бути рейки для залізниці, колеса для кранів, ресори, шайби.
  • Як видно, вироблений асортимент великий – це не тільки дріт з низьковуглецевої сталі. Також це деталі складних механізмів.

    Низьколегована і низьковуглецевий сталь: відмінності

    Для поліпшення яких-небудь характеристик сплаву додаються легуючі елементи.
    Низьковуглецева сталь: склад і властивості
    Сталі, які містять в чебе низька кількість вуглецю (до чверті відсотка) і легуючих добавок (загальний відсоток - до 4 %) називаються низьколегованими. Такий прокат зберігає високі зварні якості, але при цьому посилюються різні властивості. Наприклад, міцність, антикорозійні характеристики і так далі. Як правило, обидва види застосовуються в зварних конструкціях, які повинні витримувати температурний діапазон від мінус 40 до плюс 450 градусів Цельсія.

    Особливості зварювання

    Зварювання низьковуглецевих сталей має високі показники. Тип зварювання, електроди і їх товщину підбирають на основі наступних технічних даних:
  • З'єднання неодмінно має бути міцно скріплена.
  • Не повинно бути дефектів швів.
  • Хімічний склад шва повинен виконуватися відповідно до нормативів, зазначених в Гості.
  • Зварні з'єднання повинні відповідати умовам експлуатації (стійкість до вібрацій, механічного впливу, температурного режиму).
  • Можуть використовуватися різні види зварювання від газової до зварювання в середовищі вуглекислого газу плавким електродом. При доборі враховують високу плавкость низьковуглецевих і низьколегованих сплавів. Що стосується конкретно сфери застосування, то низьковуглецеві прокат використовується в будівництві і машинобудуванні.
    Низьковуглецева сталь: склад і властивості
    Марка стали підбирається на основі необхідних на виході фізичних і хімічних властивостей. Наявність легуючих елементів може поліпшити одні властивості (стійкість до корозії, температурних перепадів), але й погіршити інші. Хороша зварюваність - ще одна перевага таких сплавів. Отже, ми з'ясували, що собою представляють вироби з низьковуглецевої і низьколегованої сталі.


    Схожі поради

    Публікації
    Корисні поради - поради.pp.ua

    Якщо ви використовуєте матеріали з сайту,посилання на сайт Обов'язкове!!!.