Класифікація
Визначення стали як металу з певним набором характеристик, звичайно, не викликає сумнівів. Однак саме її складу дозволяє класифікувати матеріал за кількома напрямками. Так, наприклад, розрізняють метали за такими ознаками:
- за хімічним;
- по структурному;
- за якістю;
- за призначенням;
- за ступенем розкислення;
- по твердості;
- по зварюваності сталі.
Визначення сталі, маркування і всі її характеристики будуть описані далі.
Маркування
На жаль, не існує світового позначення сталей, що значно ускладнює торговельні операції між країнами. У Росії визначено буквено-цифрова система. Літерами позначають назву елементів і спосіб розкислення, а цифрами – їх кількість.
Хімічний склад
Існує два способи поділу сталі за хімічним складом. Визначення, яке дають сучасні підручники, дозволяє розрізняти вуглецевий і легований матеріал.
Перший ознака визначає сталь як малоуглеродистую, середньовуглецеву і високовуглецеву, а другий – низьколеговану, среднелегированную і високолеговану. Малоуглеродистым називають метал, який може включати згідно ГОСТу 3080-2005, крім заліза, наступні складові:
- Вуглець – до 0,2 %. Він сприяє термічного зміцнення, за рахунок якого тимчасовий опір і твердість підвищується в два рази.
- Марганець в кількості до 0,8 % активно вступає з киснем в хімічний зв’язок і не допускає утворення оксиду заліза. Метал краще витримує динамічні навантаження і більш податливий термічному зміцненню.
- Кремній – до 0,35 %. З допомогою нього стають краще механічні характеристики, такі як в’язкість, міцність, зварюваність.
За Гостом визначення маловуглецевої сталі в якості дають металу, який містить, крім корисних, цілий ряд шкідливих домішок в наступному кількості. Це:
- Фосфор – до 0,08 % відповідає за появу холодноламкості, погіршує витривалість і міцність. Знижує ударну в’язкість металу.
- Сірка – до 0,06 %. Вона ускладнює обробку металу тиском, збільшує відпускну крихкість.
- Азот. Знижує технологічні та міцнісні властивості сплаву.
- Кисень. Знижує міцність і перешкоджає обробці інструментів при різанні.
Слід зазначити, що низько – або маловуглецеві сталі відрізняються особливою м’якістю й пластичністю. Вони добре деформуються як в гарячому, так і в холодному стані.
Визначення середньовуглецевої сталі так само, як і її склад, звичайно, відрізняються від матеріалу, описаного вище. І найбільшим відмінністю є кількість вуглецю, який коливається від 0,2 до 0,45 %. Такий метал має невелику в’язкість і пластичність поряд з відмінними властивостями міцності. З середньовуглецевої сталі зазвичай виготовляють деталі, що застосовуються при звичайних силових навантаженнях.
Якщо ж вміст вуглецю становить понад 0,5 %, то така сталь називається високовуглецевої. Вона має підвищену твердість, знижену в’язкість, пластичність, використовується при штампуванні інструменту і деталей методом гарячого і холодного деформування.
Крім виявлення наявного в сталі вуглецю, визначення характеристик матеріалу можливо через що знаходяться в ній додаткові домішки. Якщо в метал, крім звичайних елементів, цілеспрямовано вводять хром, нікель, мідь, ванадій, титан, азот в хімічно зв’язаному стані, то його називають легованим. Такі добавки знижують ризик крихкого руйнування, збільшує корозійну стійкість і міцність. Їх кількість і позначає ступінь легування стали:
- низьколегована – має до 2,5 % легуючих добавок;
- середнєлегована – від 2,5 до 10 %;
- високолегована – до 50 %.
Що це означає? Наприклад, підвищення яких-небудь властивостей стали забезпечуватися наступним чином:
