Краткие теоретические сведения. Сталями считают железоуглеродистые сплавы, содержащие до 2,14% углерода, однако, практическое применение нашли толь­ко стали

Сталями считают железоуглеродистые сплавы, содержащие до 2,14% углерода, однако, практическое применение нашли толь­ко стали, содержащие углерода до 1,3%. Это вызвано тем, что пропорциональный содержанию углерода рост прочности стали приостанавливается по достижении его содержания 0,8 %, и даль­нейшее повышение содержания углерода приводит к падению прочности. Продолжающееся с увеличением содержа­ния углерода падение пластичности и вязкости стали резко ухуд­шает ее потребительские свойства, а продолжающийся рост твер­дости не компенсирует отрицательного влияния содержания уг­лерода на прочность и вязкость стали.

По химическому составу стали классифицируют на нелегированные (углеродистые) и легированные. Последние в свою очередь под­разделяют на хромистые, никелевые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и т.д. Классификационным признаком является наличие в стали тех или иных легирующих элементов.

По равновесному составу стали классифицируют на доэвтектоидные, содержащие менее 0,8% С, эвтектоидные (0,8 % С), заэвтектоидные (более 0,8 % С) и л е д е б у р и т н ы е. Последние представляют собой высоколегированные сплавы, в литой структуре которых имеется эвтектика.

По степени раскисленности стали классифицируют на кипящие (рас­кисленные только марганцем), полуспокойные (раскисленные марганцем и кремнием) и спокойные (раскисленные марганцем, кремнием и алюмини­ем). Кипящие стали характеризуются пониженной плотностью отливки, низким содержанием кремния и повышенной пластичностью. Спокойные стали дают плотную отливку. Полуспокойные - занимают промежуточное положение между кипящими и спокойными.

По качеству стали подразделяют на стали обыкновенного каче­ства, качественные, высококачественные и особовысококачественные. Основным критерием качества является содержание в стали серы и фосфора. Например, в качественных сталях предельное содержание S и Р не должно превышать 0,035 % (каждого элемента), в высококачественных - 0,025 %.

По назначению стали классифицируют на конструкционные, ин­струментальные и стали с особыми свойствами.

В настоящее время сталь является основным видом продукции предприятий черной металлургии. Из общего количества выплавляемой стали, около 80% составляет углеродистая сталь.

Углеродистая сталь относится к самым дешевым металли­ческим материалам промышленного производства и обладает оптимальным соотношением цена — уровень потребительских свойств.

Техническое применение углеродистой стали ограничивается присущими ей особенностями. Существенным недостатком угле­родистой стали является ее низкая прокаливаемость. Это не по­зволяет реализовать потенциальные возможности стали в крупно­габаритных конструкциях. При закалке массивной детали терми­ческому упрочнению подвергается только поверхностный слой детали толщиной в половину критического диаметра, который для углеродистых сталей не превышает 25 мм. Сердцевина детали сохраняет структуру, а, следовательно, и низкие механические свойства незакаленной стали.

Для устранения отмеченных недостатков в состав углеродистой стали вводят дополнительные химические элементы, т. е. ее леги­руют, а получаемые при этом стали называют легированными.

Наряду с устранением путем легирования присущих углероди­стой стали недостатков можно также достигать нужных свойств, т.е. получать стали со специальными свойствами, например кор­розионно-стойкие, жаропрочные, немагнитные и др.

Легированной считают сталь, в которой содержание опреде­ленных химических элементов не ниже заданных величин: не ме­нее 0,001% бора; 0,1% титана, циркония, ниобия, ванадия и молибдена; 0,5 % кремния и 1,0 % всех других элементов.

По суммарному содержанию легирующих элементов различа­ют низко-(менее 5 %), средне- (5... 10 %) и высоколегированные (более 10 %) стали.