Марки стали и их назначение

Сталь - деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом и другими элементами, содержание углерода в котором не превышает 2,14%. Углерод придает прочность сплавам железа.

 КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ 

 •По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные;

 • По содержанию углерода – на малоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые; 

 • Легированные стали по содержанию легируюших элементов делятся на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные.

 Углеродистая сталь наряду с железом и углеродом содержит марганец (0,1-1,0%), кремний (до 0,4%). Сталь содержит также вредные примеси: фосфор, сера, газы - несвязанный азот и кислород. Фосфор придает стали хрупкость (хладноломкость) при низких температурах, уменьшает пластичность при нагревании. Сера вызывает трещиноватость при высоких температурах (красноломкость). 

 Для изготовления сварных конструкций в основном применяется углеродистая сталь обыкновенного качества,соответствующая ГОСТ 380-71. Для придания стали каких-либо особых свойств – механических, электрических, магнитных, коррозионной устойчивости и т.д. – в нее вводят так называемые легирующие элементы, как правило, металлы: хром, никель, молибден, алюминий и др. Такие стали называют легированными. 

В соответствии с ГОСТ 380-2005 углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп. Буквы Ст обозначают "Сталь", цифры – условный номер  ки- степень раскисления ("кп" марки, буквы "кп", "пс", "сп"  пящая, "пс" – полуспокойная, "сп" – спокойная, буква "Г" свидетельствует о повышенном содержании марганца (до 0,8…1,2 %). Условный номер марки соответствует определѐнному содержанию углерода в стали . Эти стали содержат не более 0,05% S и 0,04% Р. Структура стали обыкновенного качества в состоянии поставки обычно феррит + перлит. Чем выше условный номер марки, тем больше в стали углерода и перлита, тем 7 выше еѐ прочность, но меньше вязкость и пластичность.

 Свойства стали можно изменять, применяя различные виды обработки: термическую (закалка, отжиг), химико-термическую (цементизация, азотирование), термо-механическую (прокатка, ковка). 

Примерное назначение углеродистой качественной конструкционной стали 
10 Детали, изготовляемые холодной штамповкой и холодной высадкой, трубки, прокладки, крепеж, колпачки. Цементуемые и цианируемые детали, не требующие высокой прочности сердцевины (втулки, валики, упоры, копиры, зубчатые колеса, фрикционные диски) 
20  Малонагруженные детали (валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни). Тонкие детали, работающие на истирание, рычаги, крюки, траверерсы, вкладыши, болты, стяжки и др. 
30/35  Детали, испытывающие небольшие напряжения (оси, шпиндели, звездочки, тяги, траверсы, рычаги, диски, валы) 
40/45  Детали, от которых требуется повышенная прочность (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, распределительные валы, маховики, зубчатые колеса, шпильки, храповики, плунжеры, шпиндели, фрикционные диски, оси, муфты, зубчатые рейки, прокатные валки и др.) 
50/55  Зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, бандажи, валы, эксцентрики, малонагруженные пружины и рессоры и др. Применяют после закалки с высоким отпуском и в нормализованном состоянии 
60   Детали с высокими прочностными и упругими свойствами (прокатные валки, эксцентрики, шпиндели, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов). Применяют после закалки или после нормализации (крупные детали)  
ПРИМЕРНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ЛЕГИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ   
15Х Пальцы поршневые, валы распределительные, толкатели, крестовины карданов, клапаны, мелкие детали, работающие в условиях износа при трении. Хорошо цементуется 
20Х  Кулачковые муфты, втулки, шпиндели, направляющие планки, плунжеры, оправки, копиры, шлицевые валики и др. 
40Х  Для деталей, работающих на средних скоростях при средних давлениях (зубчатые колеса, шпиндели и валы в подшипниках качения, червячные валы) 
45Х/50Х  Для крупных деталей, работающих на средних скоростях при небольших давлениях (зубчатые колеса, шпиндели, валы в подшипниках качения, червячные и шлицевые валы). Обладают высокой прочностью и вязкостью 
38ХА  Для зубчатых колес, работающих на средних скоростях при средних давлениях 
45Г2/50Г2  Для крупных малонагруженных деталей (шпиндели, валы, зубчатые колеса тяжелых станков) 
18ХГТ  Для деталей, работающих на больших скоростях при высоких давлениях и ударных нагрузках (зубчатые колеса, шпиндели, кулачковые муфты, втулки и др.) 
20ХГР Для тяжелонагруженных деталей, работающих при больших скоростях и ударных нагрузках 
15ХФ  Для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы и др.) 
40ХС  Для мелких деталей высокой прочности 
40ХФА  Для ответственных высокопрочных деталей, подвергаемых закалке и высокому отпуску; для средних и мелких деталей сложной конфигурации, работающих в условиях износа (рычаги, толкатели); для ответственных сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках 
35ХМ  Для валов, деталей турбин и крепежа, работающих при повышенной температуре 
45ХН/50ХН  Аналогично применению стали 40Х, но для деталей больших размеров 
Примерное назначение низколегированных тонколистовой и широкополосной универсальной сталей 
09Г2  Для деталей сварных конструкций, изготовляемых из листов. Обрабатывается резанием удовлетворительно. 
09Г2С  Для паровых котлов, аппаратов и емкостей, работающих под давлением при температуре -70 + 450 °С; для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтя¬ном машиностроении, судостроении. Хорошо свариваются. Обрабатываются резанием удовлетворительно. 
10ХСНД  Для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в судо¬строении, вагоностроении. 
15ХСНД  Для деталей вагонов, строительных свай, сложных профилей в судостроении. Обладает повышенной коррозионной стойкостью. 
15ГФ  Для листовых сварных конструкций в вагоностроении. Обеспечивает высокое качество сварного шва. Штампуемость удовлетворительная.