Металобази м. Харків

Металобази м.Чугуїв

Склад і відлив стали

Склад сталі, її властивості і класифікація

Автор:  Iron Group
2019-01-16



Міцність і довговічність сталі - головна перевага цього матеріалу, що дозволяє сталевим виробам витримувати великі навантаження і служити протягом десятків років. Як відомо, сталь відносять до чорних або залізовмісних металів. А що ще ми знаємо про сталі?

Сталь являє собою металевий сплав заліза з вуглецем. У цьому з'єднанні вміст заліза становить понад 50%, а вуглецю - не перевищує 2.14%. Вуглець необхідний, щоб поліпшити експлуатаційні властивості сплаву, надавши йому твердість. Але при надлишку вуглецю метал стає дуже крихким.

Фізичні та хімічні властивості

Найважливішими фізичними властивостями металів є крихкість і пластичність. Це дві протилежні властивості. Пластичність визначається здатністю твердого тіла подовжуватися (деформуватися) під навантаженням і витримувати при цьому великі залишкові деформації без його руйнування. Крихкість, що також зветься твердістю, позначає зворотну властивість матеріалу незначно подовжуватися навіть при критичних навантаженнях (граничне розтягування становить від десятих часток до 5 відсотків) і руйнуватися без утворення істотних залишкових деформацій.

Для керування цими властивостями в потрібному напрямку зазвичай використовується процес термообробки - певна серія нагрівів до критичних температур з наступним охолодженням, яка веде до зміни внутрішньої структури металу.

Шкідливі домішки і слабкі сторони

Крім вуглецю, в сталі присутні інші елементи, що відносяться до шкідливих або корисних домішок. До шкідливих домішок відносять такі елементи: фосфор (P), сірка (S), кисень (O), водень (H) і азот (N). Зміст цих домішок строго регламентується і визначається десятими або сотими частками відсотків, в залежності від класу якості сталі: звичайної якості, якісна, високоякісна і особливо високоякісна.

Фосфор зменшує пластичність металу при нагріванні і підвищує його крихкість при низьких температурах. А сірка сприяє його красноламкості - появі тріщин в металі при нагріванні. Кисень і азот - гази, високий вміст яких у сплаві значно погіршує його пластичні властивості.

Головна слабкість металів - їх схильність до корозії або іржавіння під впливом вологого або іншого агресивного середовища. При взаємодії заліза з киснем або кислотними елементами, що містяться у зовнішньому середовищі, відбувається окислення. В результаті метал поступово кородує або іржавіє зі швидкістю, яка залежить від агресивності середовища. Це призводить до небажаного і передчасного старіння і руйнування металевих виробів. Причому, коли даний процес відбувається всередині металу, то це може призвести до утворення в ньому мікротріщин і їх поступового розростання в тріщини. В результаті сталева будова або виріб може раптово зруйнуватися з дуже серйозними негативними наслідками.

Для протидії цьому явищу і підвищенню стійкості сталі до корозії застосовують кілька способів захисту:

Однак специфіка застосування кожного з цих способів строго обмежена умовами і особливостями зовнішнього середовища, для якого вони призначені. Тому захист, що працює в одних розрахункових умовах, не спрацює при виникненні інших агресивних чинників. А це означає, що абсолютного та універсального захисту сталі від корозії поки не існує!

Види та маркування сталі

Для поділу сталевих сплавів на групи за їх хімічним складом і фізичними властивостями використовується спеціальна класифікація у вигляді маркування. На сьогодні відомо понад 700 марок сталі і для точного визначення властивостей і призначення заданої марки вже навряд чи вийде обійтися без спеціальних знань, довідників і таблиць. Позначення марок сталі задається в вигляді короткої послідовності букв і цифр (наприклад, Ст3пс, 40х, 12Х1МФ).

Застосовувана на сьогодні в Україні класифікація марок сталі заснована, як на розроблених ще за часів СРСР промислових стандартах ГОСТ, так і поступово впроваджуваних національних ДСТУ та міжнародних ISO стандартах.

Хімічний склад сплаву - найважливіший параметр для визначення класу сталі. За цим критерієм сталь поділяють на 2 види: легована і вуглецева.

Чорний металопрокат
Чорний металопрокат.
Трубний прокат зі сталі
Трубний прокат зі сталі.

Вуглецева сталь і її види

Вуглецева сталь додатково поділяється на підвиди за вмістом у ній вуглецю:

Легована сталь і її види

Марки легованої сталі, на відміну від нелегованої, мають інше позначення, оскільки в їх склад вводяться інші елементи, необхідні для забезпечення заданих фізичних або механічних властивостей. Додавання до складу сталі легуючих металів (наприклад, хром, нікель, титан) дозволяє значно поліпшити її механічні, магнітні, електричні властивості та опірність до корозії. Термообробка також підвищує ці властивості, але в значно меншій мірі!

Ось деякі з металів, що використовуються в якості корисних домішок в сталевих сплавах:

Призначення легованої сталі служить основою для її класифікації

  Поділіться:

Іконка поділитися у Facebook Іконка поділитися в Twitter Іконка поділитися в Pinterest Іконка поділитися в VK
Кнопка Вгору