Слайд 2Сталь – это сплав железа с углеродом, в котором углерода
содержится не больше 2,14%.
В стали могут так же содержаться
постоянные примеси: марганец и кремний.
Вредные примеси: сера и фосфор.
Сталь выплавляется из чугуна (передельного - белого).
Слайд 3Способы выплавки стали:
Мартеновская печь
Конвертер
Электропечь
Слайд 4Углеродистые и легированные стали
Если сталь имеет в своем составе железо
и углерод и некоторое количество постоянных примесей – марганец (до
0,7%), кремний (до 0,4%), серу (до 0,06%), фосфор (до 0,07%) и газы, то такую сталь называют углеродистой.
Если в процессе плавки углеродистой стали к ней добавляют легирующие элементы (хром, никель, ванадий и т. Д.), то такую сталь называют легированной.
Слайд 5Классификации сталей
По содержанию углерода
Низкоуглеродистые
(0,025-0,25 % С)
Среднеуглеродистые
(0,25-0,6 % С)
Высокоуглеродистые
(свыше 0,6 %)
По
содержанию легирующих элементов
Нелегированные
Низколегированные
(до 2,5 %)
Среднелегированные
(2,5-10 %)
Высоколегированные
(свыше 10%)
По качеству
Обыкновенного качества
S –
менее 0,6 %
P – менее 0,7 %
Качественные
S – менее 0,04 %
P – менее 0,035 %
Высококачественные
S – менее 0,025 %
P – менее 0,025 %
Особовысококачественные
S – менее 0,015 %
P – менее 0,025 %
По степени раскисления
Кипящие
раскисленные Mn
Полуспокойные
раскисленные Mn и Si
Спокойные
раскисленные Mn,Si и Al
Так же стали классифицируются по структурному классу и назначению (см. далее)
Слайд 6Классификация сталей
1. По составу
Слайд 7Классификация сталей
2. По качеству
(в зависимости от содержания вредных примесей)
Слайд 8Классификация сталей
3. По назначению
Слайд 9Маркировка
легированных сталей
Легирующие элементы в маркировке указываются буквами русского алфавита:
Количество легирующего элемента в стали маркируется цифрой после соответствующей
буквы, если цифры нет, то элемента 1%:
ХВ5 – хрома 1%, вольфрама 5%
Слайд 10Влияние легирующих элементов на свойства стали
* - При содержании Mn
до 2% пластичность низко и среднеуглеродистой стали не снижает, в
высокоуглеродистой стали снижает;
** - Пластичность незначительно снижает в низко и среднеуглеродистых сталях перлитного класса и сильно снижает в сталях мартенситного класса. Ударная вязкость конструкционных никелевых сталей перлитного класса после термической обработки выше, чем у других сталей;
*** - В сталях перлитного класса понижает. Однако после термической обработки это снижение очень мало, а ударная вязкость выше, чем углеродистой и некоторых других сталей при равной прочности;
**** - Повышает, но оказывается полезным в сталях сложного состава.
Слайд 11Влияние основных химических элементов на свойства углеродистой стали
Углерод – увеличивает
прочность и твердость стали, но снижает пластичность и ударную вязкость
Марганец
и кремний – являются сопутствующими примесями, никакого влияния на свойства стали не оказывают
Сера – увеличивает красноломкость стали (хрупкость при повышенных температурах)
Фосфор – увеличивает хладноломкость (хрупкость при комнатной и пониженной температурах)
Слайд 12Влияние основных химических элементов на свойства легированной стали
Марганец – увеличивает
твердость, но способствует росту зерна при нагреве (марганцовистые стали могут
работать только при комнатной температуре)
Кремний – увеличивает упругость и пластичность стали (является основным легирующим элементом для пружинно-рессорных сталей). Так же повышает магнитную проницаемость (является основным легирующим элементом для электротехнических сталей)
Слайд 13Влияние основных химических элементов на свойства легированной стали
Хром – наиболее
дешевый и распространенный элемент. Улучшает все свойства стали. Он повышает
твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, и обеспечивает устойчивость магнитных сил.
При содержании хрома более 12% сталь покрывается оксидной пленкой Cr2O3, которая защищает сталь от воздействия влаги – сталь становится коррозионностойкая
(нержавеющая сталь).
Слайд 14Никель – улучшает все свойства стали, но является дорогим и
дефицитным хим. элементом. При содержании никеля более 10% сталь становится
жаростойкой и жаропрочной.
Повышает коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, оказывает влияние на изменение коэффициента теплового расширения.
Слайд 16Алюминий
хорошо раскисляет сталь, нейтрализует вредное влияние фосфора, несколько повышает ее
ударную вязкость
Слайд 17Вольфрам
образует в стали очень твердые химические соединения - карбиды, резко
увеличивающие твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует росту зерен стали при
нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Это дорогой и дефицитный металл.
Слайд 18ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки.
Обозначение сталей обыкновенного качества
– буквенно-цифровое:
Ст0, Ст1 – Ст6, Ст4пс
БСт0, БСт1 – БСт6,
БСт3кп
ВСт0, ВСт1 – ВСт6
Ст – сталь
Цифра 0-6 – условный номер марки
Б, В – группы стали (А – в маркировке не указывается)
пс – полуспокойная, кп – кипящая, сп – спокойная – степень раскисления.
Слайд 19Примеры маркировки сталей обыкновенного качества:
Слайд 20Расшифруйте самостоятельно
УСТНО
Ст1 – сталь………
БСт6кп
ВСт5пс
Ст0
Ст4Г
Слайд 22Маркировка углеродистых сталей
Углеродистые качественные конструкционные стали обозначают двухзначной цифрой, указывающей
содержание углерода в сотых долях процента, например:
15
40
Содержание углерода 0,15% и
0,4% соответственно.
Слайд 23Характеристика стали 20
20 - сталь конструкционная углеродистая качественная;
Применяется для труб перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов
высокого давления, листов для штампованных деталей, цементуемых деталей для длительной службы при температурах до 350 °С.
Химический состав в % по ГОСТ 1050-88
Механические свойства при Т=20 °С
Слайд 24Маркировка углеродистых сталей
Углеродистые инструментальные стали маркируются буквой «У», цифры за
ней – содержание углерода в десятых долях процента, например:
У9
У10А
У8Г
У –
углеродистая, 9 – содержание углерода 0,9%
А – высококачественная
Г – повышенное содержание марганца
Слайд 25Характеристика стали 09Г2С
09Г2С - сталь конструкционная низколегированная для
сварных конструкций;
Применяется для различных деталей и элементов
сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70 до +425°С под давлением.
Химический состав в % по ГОСТ 19281-89
Механические свойства при Т=20 °С
Слайд 26У9ГСА
У – инструментальная,
9 – содержание углерода 0,9%
А – высококачественная
Г
– 1% марганца
С – 1% кремния
Слайд 27Маркировка легированных сталей
Если в начале марки стоит двухзначное число, то
эта сталь – конструкционная, а число указывает содержание углерода в
сотых долях процента:
55С2 – конструкционная
55 – углерода 0,55%, С2 – кремния 2%
Слайд 28Маркировка легированных сталей
Если в начале марки стоит однозначное число, то
эта сталь – инструментальная, а число указывает содержание углерода в
десятых долях процента:
9ХС – инструментальная
9 – углерода 0,9%, Х – хрома 1%, С – кремния 1%
Слайд 29Маркировка легированных сталей
Если перед маркой легированной стали цифры нет, то
это инструментальная сталь с содержанием углерода 1%:
Х4ВГ – инструментальная
углерода
1%, Х4 – хрома 4%, В – вольфрама 1%, Г – марганца 1%
Слайд 30Х4ВГ – инструментальная, качественная, среднелегированная, высокоуглеродистая
углерода 1%,
Х4 –
хрома 4%,
В – вольфрама 1%,
Г – марганца 1%
Х6Ф1
Слайд 31Маркировка легированных сталей
Если в конце марки легированной стали стоит буква
«А», то сталь высокого качества:
50С2Н2А – конструкционная
50 – углерода
0,5%, С2 – кремния 2%, Н2 – никеля 2%, А – высокого качества.
Слайд 32Маркировка легированных сталей
Если буква «А» стоит в середине марки, то
она указывает на содержание Азота (добавляют в сталь для упрочнения),
а его процентное содержание определяют по справочнику:
10Х14АГ15 – конструкционная
10 – углерода 0,1%, Х14 – хрома 14%, А – наличие азота, Г15 – марганца 15%.
Слайд 33Маркировка легированных сталей
Если буква «А» стоит в начале марки, то
эта сталь – автоматная, то есть с повышенным содержанием серы
и фосфора до 0,08% (облегчает обрабатываемость). Применяется на станках-автоматах. Может быть углеродистой и легированной:
А14 – углеродистая А – автоматная, С=0,14%
АС20ХГНМ – легированная А – автоматная, С – повышенное содержание свинца, 20 – углерода 0,2%, Х – хрома 1%, Г – марганца 1%, Н – никеля 1%, М – молибдена 1%.
Слайд 34Маркировка легированных сталей
Если марка начинается с буквы «Е», то эта
сталь магнитная, то есть сталь с низкой магнитной проницаемостью:
ЕХ3
Углерода 1%,
Е
– магнитная сталь,
Х3 – хрома 3%
Слайд 35Маркировка легированных сталей
Если марка стали начинается с буквы «Р», то
эта сталь быстрорежущая, основным элементом которой является вольфрам и его
содержание указывается в процентах после буквы «Р»:
Р6М5
Р – быстрорежущая
6 – вольфрама 6%
М5 – молибдена 5%
Слайд 36Р18К5Ф2 – БЫСТРОРЕЖУЩАЯ, ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТАЯ, ВЫСОКОЛЕГИРОВАННАЯ, КАЧЕСТВЕННАЯ
Р2АМ9К5 –БЫСТРОРЕЖУЩАЯ, ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТАЯ, ВЫСОКОЛЕГИРОВАННАЯ, КАЧЕСТВЕННАЯ
Слайд 37Маркировка легированных сталей
Если марка легированной стали начинается с буквы «Ш»,
то это шарикоподшипниковая сталь, основным легирующим элементом которой является хром,
содержание хрома указывается в десятых долях процента:
ШХ15
Ш – подшипниковая
Х15 – хрома 1,5%
Слайд 38ШХ15
Ш – шарикоподшипниковая
Х15 – хрома 1,5%
ШХ20СГ- шарикоподшипниковая, высокоуглеродистая, низколегированная, качественная
Слайд 39Маркировка легированных сталей
Если марка стали начинается с буквы «Э», то
это электротехническая сталь, то есть сталь с высокой магнитной проницаемостью
(трансформаторная сталь), основной легирующий элемент – кремний, его содержание указывается после буквы «Э», а остальной хим состав – по справочнику:
Э11 – Э41
Э – электротехническая сталь, 1-4 – кремния 1-4%, 1 - № группы (хим состав по справочнику)
Слайд 40Маркировка легированных сталей
Если в конце марки стоит буква «Л», то
сталь с улучшенными литейными свойствами:
30ХГНЛ
45Л
Слайд 41Маркировка легированных сталей
Все легированные инструментальные стали и стали с особыми
свойствами являются сталями высокого качества, поэтому буква «А» в конце
марки не ставится:
Р12
9ХС
Э48
Е3Х18Н10
Слайд 42Маркировка легированных сталей
Если в конце марки легированной стали стоит буква
«Ш», то эта сталь особо высококачественная, то есть с пониженным
содержанием серы и фосфора и очищенная от всех металлических и неметаллических включений:
30ХГСШ
30ХГС-Ш
Слайд 4306Г2СЮ
45Х4В3ГФ
38Х2Н2МА
Ст5Гпс
55
У13А
Р2М5