5 Классификация сталей

Стали классифицируют:

• по химическому составу;

• по структуре;

• по назначению;

• по качеству;

• по степени раскисления.

Классификация по химическому составу

По химическому составу стали подразделяют на:

– углеродистые	(классификация по содержанию углерода) – низкоуглеродистые (до 0,2 %) – среднеуглеродистые (0,2–0,45 %) – высокоуглеродистые (содержащие более 0,5 %)
– легированные	(классификация по сумме легирующих элементов) – низколегированные (до 2,5 %) – среднелегированные (2,5–10,0 %) – высоколегированных (более 10,0 %)

При определении степени легирования содержание углерода во внимание не принимают, марганец и кремний считаются легирующими элементами при их содержании более 1 и 0,8 % соответственно.

Классификация по структуре

Структура стали – менее устойчивый классификационный признак, так как зависит от скорости охлаждения (толщины стенки отливок), степени легирования, режима термообработки и других изменяющихся факторов, но структура готового изделия позволяет объективно оценивать его качество.

Стали по структуре классифицируют в состояниях после отжига и нормализации.

В отожженном состоянии стали подразделяют на:

• доэвтектоидные – имеющие в структуре избыточный феррит

• эвтектоидные – структура которых состоит из перлита

• заэвтектоидные – в структуре которых имеются вторичные карбиды, выделяющиеся из аустенита

• ледебуритные – в структуре которых содержатся первичные (эвтектические) карбиды

• аустенитные

• ферритные

После нормализации стали подразделяют на следующие структурные классы:

• перлитный

• аустенитный

• ферритный

Классификация по назначению

Конструкционные – стали, предназначенные для изготовления деталей машин и элементов строительных конструкций.

Подразделяются на:

• обыкновенного качества;

• улучшаемые;

• цементируемые;

• автоматные;

• высокопрочные;

• рессорно-пружинные.

Инструментальные – стали, применяемые при изготовлении режущих и измерительных инструментов.

Подразделяются на подгруппы по изготовлению:

• для режущего инструмента;

• для измерительного инструмента;

• для штампово-прессовой оснастки.

Специального назначения – стали с особыми физическими и механическими свойствами.

Подразделяются на:

• нержавеющие (коррозионно-стойкие);

• жаростойкие;

• жаропрочные;

• износостойкие;

• магнитные;

• немагнитные и т.д.

Классификация по качеству

По качеству стали классифицируются на:

• обыкновенного качества – содержащие до 0,06 % серы и 0,07 % фосфора;

• качественные – содержащие до 0,035 % серы и 0,035 % фосфора;

• высококачественные – содержащие не более 0,025 % серы и 0,025 % фосфора;

• особо высококачественные – содержащие не более 0,015 % серы и 0,025 % фосфора.

Под качеством понимается совокупность свойств стали, определяемых металлургическим процессом ее производства (способ выплавки). Однородность химического состава, строение и свойства стали зависят от содержания вредных примесей и газов.

Классификация по степени раскисления

По степени раскисления стали классифицируют на:

• спокойные (сп);

• полуспокойные (пс);

• кипящие (кп).

Раскислением называют процесс удаления кислорода из жидкой стали.

Спокойные стали раскисляют марганцем, алюминием и кремнием в плавильной печи и ковше. Они затвердевают в изложнице спокойно, без газовыделения, с образованием в верхней части слитков усадочной раковины.

Дендритная ликвация вызывает анизотропию механических свойств. Пластические свойства стали в поперечном (по отношению к направлению прокатки или ковки сечении значительно ниже, чем в продольном.

Зональная ликвация приводит к тому, что в верхней части слитка содержание серы, фосфора и углерода увеличивается, а в нижней – уменьшается. Это приводит к значительному ухудшению свойств изделия из такого слитка, вплоть до отбраковки.

Кипящие стали раскисляют только марганцем, что недостаточно. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании слитка частично реагирует с углеродом и выделяется в виде газовых пузырей окиси углерода, создавая впечатление «кипения» стали.

Кипящая сталь практически не содержит неметаллических включений продуктов раскисления. Эти стали выплавляют низкоуглеродистыми и с очень малым содержанием кремния (менее 0,07 %), но с повышенным количеством газообразных примесей. При прокатке слитков газовые пузыри, заполненные окисью углерода, завариваются. Листовой прокат из такой стали предназначен для изготовления деталей кузовов автомобилей вытяжкой, имеет хорошую штампуемость в холодном состоянии.

Полуспокойные стали по степени их раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими сталями. Частично их раскисляют в плавильной печи и в ковше, а окончательно – в изложнице за счет содержащегося в металле углерода. Ликвация в слитках полуспокойной стали меньше, чем в кипящей, и приближается к ликвации в слитках спокойной стали.