Основні марки сталі і їх застосування (марка сталі 45)

Марок сталі існує сотні. Притому, скільки ще з’явиться згодом — спрогнозувати важко. Науково-дослідницькі роботи в галузі металургії ведуться постійно, і спроби отримати ідеальний метал не припиняться, поки існує світ, або поки не буде знайдена гідна альтернатива металу.

Проте, можна окреслити коло перевірених часом і досвідом марок сталей, які користуються найбільшим попитом і широко застосовуються в різних сферах людської діяльності.

Розглядаючи основні марки стали і їх застосування, доцільно буде зробити короткий огляд їх класифікації.

Класифікація сталей

Сталі класифікуються:

  • за якістю — звичайної якості, якісна, високоякісна, особливо високоякісна;
  • за хімічним складом — звичайна, вуглецева, легована;
  • за способом розкислення — спокійна, кипляча, полуспокійна;
  • за способом виробництва — мартенівська, конверторна, електросталь і сталь особливих методів виплавки;
  • за структурою — доевтектоїдна, евтектоїдна і заевтектоідна;
  • за призначенням — конструкційна, інструментальна, сталь з особливими властивостями.

Це дуже стислий огляд, оскільки кожен пункт класифікації передбачає величезні обсяги аналітичного і теоретичного матеріалу, розрахунків, формул і викладок.

Властивості сталей і сплавів

Області застосування сталей визначаються сукупністю властивостей — механічних, фізичних, хімічних, технологічних та експлуатаційних.

До механічних характеристик сталей відносяться:

  • міцність — здатність металу протистояти зусиллям руйнування і пластичної деформації;
  • гнучкість — здатність матеріалу відновлювати геометрію після припинення дії зусилля, яке викликало деформацію;
  • пластичність — здатність матеріалу до зміни форми під впливом навантаження, але без руйнування;
  • твердість — здатність деталі перешкоджати проникненню в її поверхню більш твердого тіла;
  • в’язкість — здатність металу, пластично деформуючись, необоротно поглинати енергію зовнішніх сил;
  • крихкість — здатність матеріалу руйнуватися під впливом зовнішніх сил без видимої пластичної деформації.

Технологічні властивості сталей — це властивості, що дозволяють використовувати метал в тих або інших цілях, піддавати його різним способам обробки без втрати якості матеріалу.

До технологічних властивостей металів відносяться:

  • гнучкість — це здатність металу піддаватися деформації в гарячому або холодному стані й отримувати необхідну форму, під зовнішнім впливом не руйнуючись;
  • зварюваність — це здатність металів і сплавів утворювати нероз’ємне з’єднання (зварювальний шов) з іншими сплавами і матеріалами. Шов, який володіє необхідним рівнем міцності і експлуатаційних властивостей;
  • різання — це здатність металів у відділенні поверхневих шарів матеріалу у вигляді стружки під впливом ріжучого інструменту;
  • схильність до термічної обробки — здатність металів змінювати свою структуру під впливом різних впливів (тепло, тиск, випромінювання і поля різної природи) з придбанням необхідного комплексу властивостей;
  • ливарні властивості — визначаються здатністю матеріалу володіти в розплавленому стані технологічною текучістю, мати мінімальну об’ємну і лінійну усадку при затвердінні.

До фізичних відносяться властивості металів, які залежать від внутрішньої будови речовини, його атомно-електронної структури. Це — щільність, електро- і теплопровідність, температура плавлення.

Хімічні властивості залежать від кількості і властивостей хімічних компонентів, від атомно-електронної будови. Хімічні властивості визначають здатність матеріалу протистояти агресивному впливу навколишнього середовища, можливість утворення хімічних сполук між компонентами та з елементами середовища.

Експлуатаційні властивості:

  • жаростійкість і жароміцність – протистояння металу руйнівній дії високих температур;
  • зносостійкість — здатність деталей переносити всі умови експлуатації (і тертя в тому числі) без швидкого руйнування поверхневих шарів;
  • корозійна стійкість — протидія матеріалу руйнівній дії вологого середовища.

Популярні марки сталі

Конструкційні вуглецеві сталі звичайної якості

Найбільш широко в різних областях промисловості використовуються конструкційні вуглецеві сталі якісні та звичайної якості, чому сприяє поєднання високих експлуатаційних можливостей і відносно невисокої ціни:

  • Ст0 — вуглецева сталь звичайної якості застосовується для виготовлення другорядних елементів будівельних конструкцій (настилів, арматури, перил), невідповідальних деталей (шайб, підкладок), кожухів і обшивок побутових приладів.
  • Ст1- служить для виробництва деталей невисокої твердості, але високої в’язкості — зв’язуючих обшивок, анкерних болтів, невідповідальної арматури, заклепок, котельних зв’язуючих елементів, а також зі сталі цієї марки виготовляють швелери, двотаври.
  • Ст2 — сталь з хорошою зварюваністю, тому йде на виготовлення рам важкої спецтехніки, вагонів, верстатів. З неї роблять різні осі, валики, цементовані деталі.
  • Ст3 — виробництво шахтних візків, кранових гаків, рам для автотранспорту.
  • Ст4 — зі сталі цієї марки роблять сортовий прокат, який використовується в несучих конструкціях із середнім і високим експлуатаційним навантаженням.
  • Ст5 — це міцна сталь. З неї виготовляють широкий асортимент деталей — фланці, зірочки, тяги, деталі і вузли, робочий температурний режим яких складає від 0 ° С до 425 ° С.
  • Ст6 — сталь з високим вмістом вуглецю, відрізняється твердістю і використовується для виробництва шпинделів, баб молотів, автомобільних деталей (поршнів, валів, осей), таврових рейок типу Р5 та ін.

Конструкційні вуглецеві якісні сталі

  • 08кп — з цієї сталі виробляють невідповідальні ненавантажені деталі (шпильки, вилки, шайби), експлуатаційні умови яких вимагають високої пластичності. Після хіміко-термічної обробки зі сталі 08кп роблять деталі з високою твердістю поверхні і невисокою міцністю серцевини (втулки, вушка, тяги та ін.).
  • 10 — застосовується для виготовлення пластичних деталей, вузлів і конструкцій з експлуатаційним температурним обмеженням до 350°С. З неї роблять сортовий прокат, трубну продукцію для гідравлічних транспортних схем, для котлів, паропідігрівачів. Зносостійкі, з високими показниками твердості, деталі роблять зі сталі 10 після хімічної і термічної обробки.
  • 15 — властивості і сфера застосування цієї марки сталі аналогічні попередній з тією лише різницею, що робочий температурний діапазон ширше — від -40 до 450 ° С. Відповідно і асортимент деталей ширше – добавляються гаки, болти і ін. Після хімікотермічної обробки вироби (кулачки, важелі) мають високу твердість поверхні, з невеликою міцністю серцевини.
  • 20 — використовується для виготовлення листів гарячекатаних, кіл, смуг, безшовних та електрозварних труб, шестигранників, колекторів, , перегрівачів та інших частин котлів високого тиску, листів для штампування, цементуємих виробів тривалого терміну експлуатації при температурах до + 3500С. Сталь 20 одна з самих практичних марок сталей.
  • 30/35 — застосовується для виготовлення деталей невисокої міцності, що працює з невеликими напруженнями — з’єднувальні муфти, тяги, циліндри, колони пресів та ін..
  • 40/45 — конструкційна якісна вуглецева сталь використовується для випуску поліпшених, нормалізованих, з поверхневою обробкою деталей підвищеної міцності – розподільні або колінчаті вали, кулачки, циліндри, бандажі, шпинделі, шестірні, вал-шестерні, інші вироби.
  • 50/55 — сталь має високу міцність і володіє високими пружними властивостями, застосовується при виготовленні деталей зчеплення, пружин і ресор, валів, лемешів, зубчастих коліс, пальців ланок гусениць, муфт зчеплення коробок передач і інших деталей і вузлів для автомобільного транспорту.
  • 60 – відрізняється високими характеристиками міцності. Тому застосовується для виробництва суцільнокатаних коліс вагонів, робочих листових станів для гарячої прокатки металу, регулювальних шайб, регулювальних прокладок і ін., тобто, деталей, до яких пред’являються вимоги високої міцності і зносостійкості.

Сталь конструкційна низьколегована

  • 09Г2С — використовується в виробництві елементів зварних конструкцій, ємностей, робочий режим яких передбачає високий тиск і високі температури.
  • 10ХСНД, 15ХСНД — ці марки сталей схожі за властивостями. З них також роблять прокат для зварних конструкцій і різні деталі підвищеної міцності, корозійної стійкості, які працюють в умовах високих температур. Наприклад, обшивки судів, корпусу і бандажі цементних печей, станини кувальних пресів, гідрогенераторів. Також прокат даної марки використовується в вагоно-і суднобудуванні.

Конструкційні леговані сталі

  • 40Х — прокат з цієї марки сталі незамінний в машинобудуванні. З нього виготовляють масу деталей та вузлів, а саме — осі, вали, вал-шестерні, плунжери, штоки, колінчаті і кулачкові вали, кільця, шпинделі, оправки, рейки, зубчасті вінці, болти, півосі, втулки та ін. Використовується також для виготовлення трубної продукції (в системах опалення, в системах транспортування агресивних середовищ).
  • 18ХГТ — конструкційна легована сталь, в складі якої є хром, марганець і титан, що додають їй такі властивості, як міцність, твердість, зварюваність, відмінну зносостійкість і в’язкість. Використовується для виготовлення деталей і вузлів, що тривалий час повинні працювати в умовах високих вібрацій (поршневі пальці, зубчасті колеса півосі, ведучі вали реверсу, колеса гідропередач, тракторні шестерні заднього моста і ін.) Температурний діапазон, в якому допустима робота деталей, — від -70 ° С до + 450 ° С.
  • 30ХГСА — високоякісна середньолегована сталь. Володіє схожими властивостями зі сплавом 18ХГТ. Широко використовується в машинобудуванні, авіабудуванні, в будівництві (в якості кріпильних елементів) для виготовлення деталей, схильних до тривалих динамічних змінних навантажень.

Популярні інструментальні сталі

  • У8А — головна перевага цього сплаву — підвищена твердість, відповідно, стійкість до механічних впливів. З нього виробляють ножі холодновисадочних автоматів, металорізальне обладнання та інструменти — фіксатори, упори, зубила, напилки, пили, сокири, гладкі калібри та ін. Тобто, інструменти, які працюють без розігрівання ріжучої кромки.
  • ХМР — інструментальна сталь, основу якої складає залізо (не менше 94,1%). Також в сплаві присутні хром, вуглець, кремній і марганець. Використовується для виготовлення валків холодної прокатки, холодновисадочних матриць, вирубних штампів невеликих розмірів (діаметром або товщиною до 70 мм).
  • ХГВ — застосовується для вимірювальних та різальних інструментів, різьбових калібрів, довгих мітчиків і іншого спеціального інструменту.
  • Х12 — використовують для виробництва штампів холодної експлуатації з підвищеною стійкістю до стирання, не схильних до сильних навантажень або ударів. А також з даного сплаву виготовляють формувальні гнучкі штампи, волочильні дошки, кузовні штампи (складні секції) та ін.
  • 4хС — з цієї стали виробляються зубила, ножиці для холодного та гарячого різання металу, обтискачі, штампи гарячої витяжки.

Сталі з особливими властивостями

Найбільш популярні особливі сталі – це конструкційні ресорно-пружинні. Сама назва вказує на основну сферу їх використання – виготовлення пружин, амортизаторів, гальмових стрічок. Також з цих сталей роблять вузли та деталі в машинобудуванні, експлуатація яких передбачає високі статичні, ударні або вібраційні навантаження, тертя і до яких пред’являються вимоги високої міцності та зносостійкості. До таких сталей відносяться марки 65-… 80, 65Г, 50ХФА.

147 просмотров