Все углеродистые стали классифицируются на 2 группы:
1. стали обыкновенного качества – ОК, (ГОСТ 380-71);
2. качественные стали – К. (ГОСТ 1050-74).
Стали обыкновенного качества классифицируются:
1. по технологическому признаку:
a. кипящие стали (КС);
b. полуспокойные стали (ПС);
c. спокойные стали (С);
2. по назначению: А, Б, В.
Группа А
| Материал | σвр кгс/мм | σ, % |
| ст 1кп | 32-35 | |
| ст 2кп | 41-52 | 22-25 |
Класс А регламентируется по механическим характеристикам и указывается химический состав.
σ, % - относительное удлинение.
Стали класса А применяются для изготовления штамповочных деталей.
Группа Б
| Материал | C, % | Mn, % | Si, % |
| БСт 1кп | 0,06-0,12 | 0,25-0,6 | 0,05 |
| БСт 2кп | 0,18-0,26 | 0,4-0,7 | <0,07 |
Стали группы Б регламентируются по химическому составу, но не указываются их химические свойства.
Стали группы В регламентируются по химическому составу и по механическим характеристикам.
Качественные стали получаются по средствам лучшего выжигания или удаления серы и фосфора из выплавленной руды.
В них: Si<0,004%, P≤0.035%.
Качественные стали подразделяются на 3 группы:
1. низкоуглеродистые стали (С< 0,25%): сталь 8; 10; 15; 20; 25; эти стали не подвергаются закалке, имеют хорошие пластические свойства, но подвергаются цементации;
2. среднеуглеродистые стали: стали 30; 35; 40; 45; 56;
3. высокоуглеродистые стали: стали 60; 65; 70; 75; 80; 98.
Специальные углеродистые стали – автоматные стали: А12, А20, А30. Эти стали изготавливаются в виде пруткового материала, имеют точные размеры по диаметру, содержат немного серы. В процессе обработки таких сталей появляется стружка, которая обладает высокой ломкостью, чтобы не ломать инструмент. Применятся в токарных станках, автоматах.
ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ
Углеродистые стали не обладают достаточно хорошими физико-механическими свойствами. С целью увеличения прочности, пластичности эрозионной стойкости, износостойкости в процессе выплавки в них вводятся другие элементы: хром, никель, кремний, марганец. Кроме этих элементов и вместе с ними вводят вольфрам, молибден, титан, бор и др.
Эти вводимые элементы называются легирующими, а сами стали – легированными.
Для маркировки легированных сталей вводятся специальные обозначения легирующих элементов:
Сr – X Si – C V – Ф B – P
Ni – H Ti – T Co – K Cu – D
Mn – Г W – B P – П Al – Ю
Пример: 12ХН3А – 0,12% содержания углерода, легирован однопроцентным хромом (Х), содержит 3% никеля (Н3), сталь улучшенная (А).
Некоторые легированные стали имеют оригинальную маркировку: ШХ15, сталь Е320. Р18, Р9 – инструментальные стали, предназначены для изготовления сверл, резцов, металлорежущих инструментов. Р18 – жаростойкая сталь.
Влияние легирующих элементов.
Наиболее широко используется хром. Он увеличивает прочность, износостойкость, коррозионную стойкость. Если в стали содержится более 12% хрома, то сталь становится нержавеющей.
Cr > 12% - нержавеющая сталь;
20-30% - жаростойкая сталь.
Наиболее универсальным является никель. Это дефицитный материал, увеличивает вязкость, прочность, жаростойкость сталей, используется во всех легированных сталях.
Mn улучшает механические свойства, увеличивает хрупкость сталей.
Кремний улучшает магнитные и упругие свойства сталей.
Кобальт улучшает механические свойства, увеличивает вакуумную плотность сталей. Его часто добавляют в установки высокого вакуума.
Легированные стали классифицируются по химическому элементу, стоящему в маркировке первым:
Кремнистые стали:
55С2 60С2Х2
60С2 60С2Х2Ф1А
Марганцевые стали:
15Г1 25Г1 70Г1 30Г2 65Г
20Г1 30Г1 20Г2 40Г2
Хромистые стали:
15Х 30Х
20Х 40Х
Хромомарганцевые стали:
30ХГС; 35ХГС – высокая прочность на растяжение σвр=130 кгс/мм2
Хромоникелевые стали:
20ХН; 30ХН; 12ХН3А; 18КН9Т и др.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ
Из них изготавливаются металлорежущие инструменты, рабочие части штампов, рабочие части пресс-форм, рабочие части измерительных приборов.
Требования к инструментальным сталям для металлорежущих инструментов:
1. обеспечение высокой износостойкости;
2. жаростойкость;
3. высокая прочность.
Для изготовления металлорежущих инструментов используются:
1. У8 (У8А) – С = 0,8%; У10 (10А), ЛЭ = 3-4%; У11 (У11А), С = 1,1%;
2. полутеплостойкие – 11Х, 13Х, 9ХС, ХВСГ, С = 0,6-0,7%, Сr = 4 – 68%, HRC < 66 – 65, V = 5 м/мин.;
3. теплостойкие: Р18, P9, to = 600o-620o, v=30-40 м/мин.
| марка | химический состав | |||
| С, % | W, % | Cr, % | V, % | |
| Р18 | 0.7-0.8 | 17-19 | 4-6 | 1-1.4 |
| Р9 | 0.8-0.9 | 8-10 | 4-6 | 2-2.26 |
Требования при изготовлении измерительного инструмента:
Износостойкость: ХВГ, 18ХА, 15Х, 36Н.
Технологическая оснастка: У11, У12, 11УФ, ХВСГ, Х12Ф1 (не обладает теплостойкостью).
Для увеличения производительности механической обработки, увеличения теплостойкости, прочности, износостойкости для изготовления металлорежущих инструментов, штампов применяются твердые сплавы и материалы. Они получены на основе металлических порошков W, Ti, Co методом порошковой металлургии.
Их подразделяют на 2 группы: ВК и ТК.
| марка | W, % | Co, % | Ti, % |
| ВК2 | |||
| ВК6 | |||
| ВК15 | |||
| Т5К10 | |||
| Т15К6 | |||
| Т60К5 |
