Продажа черного и нержавеющего металлопроката в Санкт-Петербурге и Ленинградской области
Мы работаем: Пн - Пт с 9:00 до 18:00
Написать нам: info@mssz.spb.ru
+7 (812) 905-83-88
Заказать звонок
Связаться с нами

Какие бывают стали

Дата: 08.11.2021

В городах и селах, на открытом пространстве и в помещениях, на земле и под водой, — везде используют стальные конструкции и изделия. Причины популярности материала — технологичность, доступность, прочность и другие физико-механические свойства.

Классификация сплавов

Стали — стабильные железоуглеродистые соединения, которые содержат «C» — не более 2,14%. В базовую рецептуру входит железо, кремний, марганец. Всегда присутствуют вредные (сера, мышьяк, фосфор), скрытые (азот, кислород) и случайные (попадающие из шихты) химические элементы.

На свойства и применение стального проката влияет соотношение всех компонентов. В зависимости от массовой доли «C», различают сплавы:

  • высокоуглеродистые, — более 0,6%;
  • среднеуглеродистые: 0,6-0,25%;
  • низкоуглеродистые: 0,25-0,08%.

Недорогие материалы с базовым набором свойств относят к сталям обыкновенного качества. Выше требования к продукции для строительства, производства машин и механизмов, а также сплавам специального назначения. «Золотая середина» по цене и качестве — качественная сталь. Высшую категорию проката изготавливают из высококачественных сплавов.

На равновесное состояние влияет эвтектоидная, заэвтектоидная или доэвтектоидная структура микрокристаллов. Когда рассматривают структуру, анализируют количество, размер и расположение зерен. Внутреннее строение зависит от технологии плавки. Металлическую руду обрабатывают в бессемеровских, мартеновских, тигельных и электрических печах.

Марки стальных сплавов

При обозначении углеродистых сталей используют определения: «спокойные», «полуспокойные» и «кипящие». Марка сплава с приставкой «сп» свидетельствует о полном раскислении расплава в ковше.

Когда уменьшают температуру, сталь «кипит»: из состава уходят газообразные продукты раскисления (неметаллические включения). Процесс намеренно не доводят до конца, сплав застывает в изложнице. Чтобы обозначить состояние стали, используют аббревиатуру «кп». Отличие «кп» от «сп» — повышенная пластичность.

Два символа «пс» — промежуточный результат между «сп» и «кп». Сталь обладает свойствами, присущими первой и второй группе. Чтобы получить сплав «пс», раскисление не доводят до конца.

Какие характеристики влияют на применение стали? 

Использование конструкций зависит от физических и механических свойств категории материала и конкретной марки. Имеет значение характеристики, приобретенные в процессе обработки.

Название категории сплавов

Марки (несколько примеров)

Лучшие характеристики и другие параметры

Ограничивающие факторы

Применение

Высокоуглеродистые

Легированные

09Г2С, 18ХГТ

Ответственные детали, которые испытывают сложные нагрузки или соприкасаются с агрессивной средой.

Высокая стоимость.

Балки, плиты перекрытия, колонны, трубы под высоким давлением

 

Низкоуглеродистые

 

Обыкновенного качества

Ст3, Ст1

Доступность

Низкая прочность

Неответственные изделия: крюки, болты, шпильки (Ст15).

Качественные конструкционные

Ст08кп, Ст20, Ст08.

Высокая пластичность и свариваемость

Низкая прочность

Детали для холодной штамповки (из Ст10).

 

Среднеуглеродистые

Качественные

Ст55, Ст 20, Ст45

Высокая прочность.

Вязкость сердцевины.

 

Втулки, винты, оси

Применение сплавов зависит от свойств материала:

  • теплопроводности;
  • твердости (плотности структуры);
  • способности проводить энергию: электрический ток, тепло, магнитное поле;
  • восприимчивости к климатическим параметрам.

Теплопроводность Ст3, Ст20, Ст08кп — 50…90 Вт/м*град, жаропрочных марок — 30-45 Вт/м*град, нержавейки — 12-22 Вт/м*град.

При выборе стали рассматривают дальнейшую обработку, условия эксплуатации, характер нагрузок:

  • Если металл направляют на формообразующие операции, учитывают пластичность и твердость.
  • В технической литературе встречается обозначение «штамповочные» стали. Это материалы, предназначенные для изготовления инструментов: пуансонов, матриц, валков. Сплавы разделяют на две группы: для холодного и горячего деформирования.
  • Для производства сборных конструкций выбирают материалы с высокой свариваемостью (групп №1 и № 2).

Классификация методов контроля

На всех стадиях технологического процесса проводят визуальный осмотр и контролируют изменения, связанные с текущей операцией.

Цель работы — проверить параметры:

  • степень отклонения от заданной формы и номинальных размеров;
  • чистоту поверхности;
  • внутренние изменения: пропорции и размеры зерен.

После испытаний узнают физические, химические и другие значения характеристик: предел упругости, относительное удлинение, прочность на изгиб, твердость, тенденцию к усталости. 

Методы контроля классифицируют по признакам:

 1. количеству проверяемых изделий (на всей партии или выборке);

2. времени проведения: входной, пооперационный, завершающий;

3. характеру действий, существуют виды контроля:

  • климатический (при T = 20 0С, минусовой и повышенной температуре);
  • термический;
  • радиационный;
  • электромагнитный и электрический;
  • химический;

4. оснащенности:

  • визуально (без привлечения устройств);
  • на стендах;
  • с помощью контрольно-измерительных средств и приборов, например, микроскопа;

5. трудоемкости подготовки:

  • работа с целым профилем (как есть);
  • отрезание, шлифовка и полировка опытного образца;
  • измельчение металла в стружку.

Как проверяют усталостную прочность сталей?

Надежность эксплуатации зависит от характеристик каждого узла и конструкции в целом. При проектировании сооружений учитывают тип проката, марку стали, метод изготовления, сопряжение с другими деталями.

Когда проверяют партию проката, делают выборку (количество изделий указано в стандарте). В зависимости от характера нагрузок, образец подвергают одному или нескольким испытаниям.

Контрольные операции различают по силе действия и характеру нагрузки:

  • разрушающий и неразрушающий метод;
  • кратковременное и длительное приложение сил;
  • нагрузка рабочая и внеплановая.

Длительным испытаниям подвергают металлоконструкции, которые работают в сложных условиях. Чтобы определить механические свойства стандартных изделий, применяют кратковременные нагрузки.

Последовательность действий зависит от исследуемой характеристики. Цель проверки — узнать, насколько прокат готов дальше выдерживать критические нагрузки. Численные значения параметров указаны в нормативах на каждую группу стали.

Нагрузку увеличивают постепенно (с фиксированием этапов) или сразу прикладывают максимально допустимое усилие. Сравнение параметров показывает, сколько циклов способен выдержать сплав. Результат исследования — коэффициент запаса усталостной прочности.

Какие строительные конструкции производят из стали?

Металлопрокат из качественных сплавов ценят за прочность, долговечность и технологичность. Для получения сборных конструкций используют хорошо отработанные технологии сварки и соединения крепежом. Металл востребован во всех отраслях хозяйствования.

По способу применения стали разделяют на группы:

1. Строительные сплавы: Ст3, Ст0, Ст1. Первые буквы обозначают принадлежность к сталям. Цифра справа показывает условный номер в таблице стандарта № 380-2005 (вхождение углерода). В Ст0 химического элемента «C» менее 0,23%. Чем больше число, тем выше прочность и ниже пластичность.

Из сплавов обыкновенного качества (Ст1, Ст0) производят неответственные детали (перила, настилы, шайбы) и вторичные элементы конструкций. Ст3 используют, когда сваривают несущие и ненагруженные устройства.

Стандарт регламентирует условия эксплуатации — при положительной температуре.

2. Конструкционные сплавы: Ст45, Ст25, Ст20. Требования указаны в регламенте № 1050-88. Число справа означает массовую долю «C». Из качественных конструкционных сталей изготавливают детали грузоподъемников, рельсы, колесные пары для транспорта.

Чем больше число справа, тем выше способность противостоять усилиям. Примеры:

  • Ст20 покупают для производства ненагруженных конструкций: упоров, копиров.
  • Из Ст30 изготавливают изделия, которые противостоят небольшим напряжениям. Это тиски, траверсы, тяги.
  • Ст45 используют при производстве деталей, испытывающих повышенные нагрузки: зубчатых реек, валов, осей.

3. Инструментальные стали применяют для деталей машин, ответственных за выполнение операций: фрезерования, сверления, резки, изменения формы.

Требования к сплавам перечислены в профильных стандартах для кованого и горячекатаного металла. Номер регламента зависит от категории и способа поставки продукции: в мотках, прутках, листах.

Из быстрорежущих сталей производят молотки, долота, стамески, резцы, сверла, инструмент для холодного и горячего деформирования металлов. Примеры марок стали: У7, У8А.

4. Легированные сплавы отличаются составом. Чтобы улучшить свойства, изменяют пропорции базового состава или вводят новые химические элементы. Марки сталей: 09Г2С, 18ХГТ.

При выборе марки стали ориентируются на физико-механические свойства, присущие группе и конкретной марке. Информацию легко найти в профильных стандартах.

Уточняйте актуальные цены у наших менеджеров
info@mssz.spb.ru