Сталь - сплав заліза і вуглецю, зміст якого не перевищує 2,14%. Має високу ковкість і прокативаемостью, ніж обумовлено його широке застосування в промисловості, машинобудуванні та в інших галузях.
У металургійному виробництві, де прокат відрізняється не тільки профілем, а й марками сталі, маркування кожної штуки прокатаних виробів давно стала неодмінним правилом. Розшифровка сталей дає можливість відразу зробити висновок про можливість застосування даного металу для тієї чи іншої технологічної операції або для конкретного виробу взагалі.
Маркування наноситься на торець кожної одиниці профілів методом "гарячого клейма" в потоці виробництва так званими клеймовочнимі машинами. Маркування містить: марку стали, номер плавки, клеймо виробника. Крім того, кожна заготовка маркується незмивною фарбою в комбінації кольорів по групах сталей на охололи заготовках. За угодою сторін, кольорове маркування може наноситися на окремі профілі в пакеті в кількості 1-3 штук на пакет. Пакет - зв`язка профілів загальною вагою 6-10 тонн, упакована обв`язкою з катаної дроту діаметром 6 мм в 6-8 ниток.
стали леговані
Таблиця розшифровки сталей за складом представлена нижче.
позначення | Хім. елемент | Найменування | позначення | Хім. елемент | Найменування |
| Х | Cr | хром | А | N | азот |
| З | Si | кремній | Н | Ni | нікель |
| Т | Ti | Титан | До | Co | кобальт |
| Д | Cu | мідь | М | Mo | молібден |
| В | Wo | вольфрам | Б | Nb | ніобій |
| Г | Mn | Марганець | Е | Se | селен |
| Ф | W | ванадій | Ц | Zr | цирконій |
| Р | B | Бор | Ю | Al | алюміній |
Якщо в назві є літера "Ч", значить до складу легуючих елементів входять рідкоземельні елементи - ніобій, лантан, церій.
Церій (Ce) - впливає на характеристики міцності і пластичність.
Лантан (La) і неодим (Ne) - знижують вміст сірки і зменшують пористість металу, призводять до зменшення зернистості.
Розшифровка сталей: приклади
Для прикладу розшифровки розглянемо найпоширенішу марку стали 12Х18Н10Т.
Цифра "12" на початку назви марки - показник вмісту вуглецю в цій стали, він не перевищує 0,12%. Далі йде позначення "Х18" - отже, в стали є елемент хром в кількості 18%. Абревіатура "Н10" говорить про присутність нікелю в обсязі 10%. Буква "Т" свідчить наявність титану, відсутність цифрового виразу означає, що його там менше 1,5%. Очевидно, що кваліфікована розшифровка сталей за складом відразу дає поняття про її якісні характеристики.
Якщо порівнювати позначення легованих і вуглецевих сталей, це стає помітним відмінністю, що свідчить про особливі властивості металу, обумовлених спеціально введеними легирующими добавками. Розшифровка сталей і сплавів вказує на їх хімічний склад. Основними легуючими добавками є:
- нікель (Ni) - знижує хімічну активність і покращує прокаліваемость металу;
- хром (Cr) - підвищує межу міцності і межа плинності сплавів;
- ніобій (Nb) - підвищує кислотостійкість і стійкість до корозії зварних з`єднань;
- кобальт (Co) - підвищує жароміцність і ударну в`язкість.
Легування - механізм впливу легуючих елементів
Складна розшифровка сталей. Матеріалознавство комплексно вивчає цей предмет.
Зміст легуючих добавок в стали може змінюватися в широких межах, в залежності від того, які властивості потрібно надати металу. Так, нікель і хром можуть бути присутніми в стали в кількості до 1%, в деяких випадках і більше. Молібден, ванадій, титан і ніобій - 0,1-0,5%, марганець і кремній - від 1% і більше.
Вплив легуючих добавок в будь-якому випадку пов`язане з спотворенням кристалічної решітки заліза, впровадженням в неї чужорідних атомів іншого розміру.
Як полегшується розшифровка сталей (матеріалознавство)? Таблиця дає корисну інформацію.
| елемент | позначення | Хім. знак | Вплив елементу на властивості металів і сплавів |
| нікель | Н | Ni | Корозійну стійкість нікель надає сплавів через посилення зв`язків між вузлами кристалічної решітки. Посилена прокаліваемость таких сплавів визначає стійкість властивостей протягом тривалого часу. |
| хром | Х | Cr | Поліпшення механічних властивостей - підвищення меж міцності і плинності - обумовлено наростанням щільності кристалічної решітки |
| алюміній | Ю | Al | Подається в струмінь металу при розливанні для розкислення, велика частина залишається в шлаку, але частина атомів переходить в метал і настільки сильно спотворює кристалічну решітку, що це призводить до багаторазового підвищення міцності. |
| Титан | Т | Ti | Застосовується для підвищення жароміцності і кислотоустойчивости сплавів. |
Позитивні сторони легування
Особливості властивостей найбільш явно проявляється після термообробки, в зв`язку з цим всі деталі з такої сталі піддаються обробці перед застосуванням.
- Покращені легированием стали і сплави мають більш високі механічні властивості в порівнянні з конструкційними.
- Легуючі добавки сприяють стабілізації аустеніту, покращуючи показник прокаливаемости сталей.
- Через зниження ступеня розпаду аустеніту знижується утворення гартівних тріщин і викривлення деталей.
- Підвищується ударна в`язкість, що призводить до зниження хладоломкості, і деталі з легованих сталей мають більш високу довговічність.
Негативні сторони
Поряд з позитивними сторонами легування сталей має і ряд характерних недоліків. До них можна зарахувати такі:
- У виробах з легованих сталей спостерігається оборотна відпускна крихкість другого роду.
- Сплави класу високолегованих включають залишковий аустеніт, що знижує показник твердості і опірності втомним факторам.
- Схильність до утворення дендритних ліквації, що призводить до виникнення строчечного структур після прокатки або кування. Для усунення ефекту застосовується дифузний відпустку.
- Такі стали схильні до утворення флокенов.
Класифікація сталей
Як здійснюється розшифровка стали за складом? Матеріали, що мають в своєму складі менше 2,5% легуючих добавок, класифікуються як низьколеговані, з кількістю від 2,5 до 10% вважаються легованими, більше 10% - високолегованої.
Вмістом вуглецю в складі сталей обумовлено поділ їх на:
- високовуглецеві;
- середньовуглецеві;
- низьковуглецеві.
Хімічний склад визначає поділ сталей на:
- вуглецеві;
- леговані.
чавуни
Чавун - сплав заліза і вуглецю з вмістом останнього вище 2,15%. Розділяється на нелегований і легований з масовою часткою марганцю, хрому, нікелю та інших легуючих добавок.
Відмінності в структурі поділяють чавун на два види: білий (має злам сріблясто-білого кольору) і сірий (злам характерного сірого кольору) Форма вуглецю в білому чавуні - цементит. У сірому - графіт.
Сірий чавун поділяється на кілька різновидів:
- ковкий;
- жароміцний;
- високоміцний;
- жаростійкий;
- антифрикційний;
- коррозионностойкий.
Позначення марок чавуну
Різні марки чавуну призначені для використання в різних цілях. Основними з них є наступні:
- Переробні чавуни. Позначаються як "П1", "П2" і призначаються для переплавки при виробництві сталі-чавун з позначеннями "ПЛ" застосовуються в ливарному виробництві для виготовлення отлівок- переробний з підвищеним вмістом фосфору, позначається буквами "ПФ" - переробний високої якості позначається абревіатурою "ПВК ".
- Чавун, в якому графіт знаходиться в пластинчастому вигляді - "СЧ".
- Антифрикційні чавуни: сірий - "АЧС" - високої міцності - "АЧВ" - ковкий - "АЧК".
- Чавун з кулястим графітом, застосовуваний в ливарному виробництві, - "ВЧ".
- Чавун з легуючими добавками, наділений спеціальними властивостями, - "Ч". Легуючі елементи позначені буквами так само, як для сталі. Позначення буквою "Ш" в кінці назви марки чавуну гворю про кулястому стані графіту в таку марку.
- Чавун ковкий - "КЧ".
Розшифровка сталей і чавунів
Для чавунів, званих сірими, характерною формою графіту є пластинчаста. Вони маркуються буквами СЧ, цифри після літерного позначення говорять про мінімальному значенні величини межі міцності на розрив.
Приклад 1: ЧС20 - чавун сірий, має межа міцності при розтягуванні до 200Мпа. Для сірих чавунів характерні високі ливарні властивості. Він добре піддається обробці різанням, має антифрикційними характеристиками. Вироби з сірого чавуну здатні добре гасити вібрації.
У той же час вони не досить стійкі до розтягуючих навантажень, не мають ударної стійкості.
Приклад 2: ВЧ50 - чавун високої стійкості з опором при розтягуванні до 500Мпа. Володіючи структурою у вигляді кулястого графіту, він має характеристики міцності більш високі в порівнянні з сірими чавунами. Вони мають якусь пластичністю і більш високою ударною в`язкістю. Поряд з сірими, високоміцним чавунів властиві хороші ливарні властивості, антифрикційні та демпфирующие властивості.
Ці чавуни застосовуються при виробництві важких деталей, таких як станини пресового устаткування або прокатні валки, коленвали ДВС та інше.
Приклад 3: КЧ35-10 - чавун ковкий, володіє межею міцності до 350 МПа і допускає відносне подовження до 10%.
Чавуни ковкі, в порівнянні з сірими, мають більшу міцність і пластичністю. Їх застосовують для виробництва тонкостінних деталей, що зазнають ударні і вібраційні навантаження: маточини, фланці, картери двигунів і верстатів, вилки карданних валів і так далі.
висновок
Широта застосування металів в промисловості вимагає здатності швидко орієнтуватися у властивостях і можливостях виробів. Такі показники, як пружність, зварюваність, зношуваність, зустрічаються чи не щодня в тій чи іншій формі.
Протягом довгих десятиліть обсяги виробництва чавуну і стали на душу населення були одними з найважливіших факторів оцінки успішності держави. Від металургії залежала, і зараз залежить, успішна робота машинобудування, автомобілебудування та багатьох інших галузей народного господарства. Від наявності великої кількості якісного металу залежить стан нашого єдиного вірного союзника - армії і флоту. Метал служить нам на воді, під водою і в повітрі.
