Сообщение

Металлы и неметаллические материалы, используемые в системах ТГВ - Сталь, её получение, виды и марки

Содержание материала

1.3.2. Сталь, её получение, виды и марки

Сталь - деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (0,01 -2%). Кроме того, в небольших количествах сталь содержит полезные (кремний, марганец, хром, никель, титан, медь, алюминий) и вредные (серу, фосфор) примеси.

Сталь выплавляется конвертерным способом (бессемеровский и томасовский) и в мартеновских и электрических печах.

По характеру застывания в изложнице(специальных формах, в которые разливается сталь из ковшов) различается спокойная, полуспокойная и кипящая сталь. Поведение металла при кристаллизации обусловлено степенью его раскисления: чем полнее удален из стали кислород, тем спокойнее протекает процесс затвердевания. Кипящей называется сталь, которая при разливке в изложницу кипит с выбросом окиси углерода, вследствие наличия в ней свободного кислорода воздуха, окисляющего углерод.

Полуспокойной называют сталь, характеризующуюся умеренным процессом кипения, так как для уменьшения остатка кислорода в ковш с жидким металлом вводится концентрированный ферросилиций и алюминий, которые связывают часть кислорода и ослабляют кипение. Спокойной называют сталь, которая при разливке в изложницу выделяет мало газов и не кипит, т.к. из неё быстро удаляется кислород за счет введения большого количества ферромарганца, алюминия и концентрированного ферросилиция.

Кипящая сталь хорошо штампуется и сваривается , но по прочностным свойствам уступает спокойной стали. Из кипящей стали изготавливают сварные трубы. Параметры полуспокойной стали занимают промежуточное положение. Степень раскисления стали определяют по процентному содержанию в ней кремния: 0,14-0,30% - спокойная, 0,05 - 0,1% - полуспокойная; менее 0,05% - кипящая.

По химическому составу сталь подразделяется на углеродистую, основные свойства которой определяются присутствием в ней углерода, и легированную, свойства которой обусловливаются специально введенными в нёё наряду с углеродом легирующими элементами, такими как вольфрам, ванадий, хром.

Углеродистую сталь по назначению делят на конструкционную ( с содержанием углерода до 0,7%) и инструментальную ( с содержанием углерода 0,8-1,3%). Углеродистая конструкционная сталь в свою очередь подразделяется на сталь углеродистую обыкновенного качества, выплавляемую в мартеновских печах или конвертерах, и сталь углеродистую качественную, изготовляемую в мартеновских и электрических печах.

Сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380-71*) делится на три группы в зависимости от гарантируемых характеристик качестве металла.

Сталь группы А имеет гарантированные механические свойства (предел прочности, предел текучести, относиельное удлинение) и маркируется буквами Ст, за которыми следует цифра (марка или условный номер стали): 0; 1; 2 и т.д. до 6.Чем больше цифра, тем больше содержание углерода, тем выше предел прочности и тем ниже относительное удлинение. Если сталь кипящая, то после цифры добавляются буквы кп, полуспокойная пс, спокойная - сп. Например, Ст0, Ст1кп, Ст6сп и т.д.

Сталь группы Б поставляется с гарантией химического состава и маркируется буквами Ст, за которыми следует цифра, характеризующая химический состав стали, затем следуют буквы кп,пс,сп. Буква Б перед обозначением марки указывает группу стали, например Б Ст0, БСт2кп, БСт6сп ( группа А в обозначении марки стали не указывается). Из стали группы Б изготовляются резервуары, пружины.

Благодаря известному химическому составу сталь группы Б можно подвергать горячей механической обработке, а изготовленные из неё детали - термической обработке.

Сталь группы В имеет гарантированные механические свойства и химический состав; эта сталь маркируется буквой В, затем следуют те же обозначения, что и у сталей групп А и Б. Например, ВСт2, ВСт3пс, ВСт5сп. Из стали группы В изготовляют сварные конструкции, неответственные детали машин. Сталь всех групп с номерами марок 1,2,3,4, изготовляют - кп,пс,сп,5,6 - только пс,сп.

В зависимости от нормируемых показателей сталь каждой группы по ГОСТ 380-71* подразделяется на категории: группы А - 1,2,3; группы Б - 1,2; группы В - 1,2,3.4,5,6. Чем больше номер категории стали, тем большему числу нормируемых показателей она должна соответствовать. К обозначению марки стали добавляют в конце номер соответствующей категории: 1-ю категорию в обозначении не указывают.

Примеры обозначения марки стали:

Сталь 3, группы А,полуспокойная, 2-й категории - Ст3пс2

Сталь 2, группы В, спокойная, 6-й категории - ВСт2сп6.

Для маркировки стали с повышенным содержанием марганца после номера стали ставится буква Г, например Ст3Гпс, ВСт3Гпс3.