Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей

1.

Влияние углерода и постоянных примесей на
свойства сталей
Углеродистая сталь содержит постоянные примеси:
кремний, марганец, серу и фосфор.
От содержания углерода в стали зависит ее структура, а
следовательно, и свойства.
Феррит придает стали мягкость и пластичность; перлит
- прочность и твердость; цементит увеличивает твердость
и хрупкость.
С увеличением содержания углерода увеличивается
твердость и прочность стали, уменьшается пластичность и
вязкость; углерод ухудшает свариваемость стали и
способность деформироваться в горячем и, особенно, в
холодном состояниях.
1

2.

2

3.

Кроме углерода на свойства стали оказывают влияние
постоянные примеси (марганец, кремний, сера, фосфор,
кислород, водород, азот и др.).
Марганец и кремний полезные примеси в стали. Их
добавляют при выплавке для удаления оксидов железа.
Марганец (до 0,8%) и кремний (до 0,4%) растворяются
в феррите и повышают его твердость и прочность, но
снижают пластичность.
Марганец
увеличивает
уменьшает влияние серы.
прокаливаемость
стали,
3

4.

Азот и кислород, образуя нитриды и оксиды в стали,
снижают
механические
свойства
(пластичность,
прочность) и являются концентраторами напряжений.
Водород может стать причиной
внутренних трещин и надрывов в металле.
образования
Сера и фосфор - вредные примеси. Они попадают в
сталь из руды и кокса.
Сера придает стали красноломкость - появление
трещин при деформации стали в нагретом состоянии,
а фосфор - хладноломкость - сталь становится хрупкой
при обычной температуре.
4

5.

Классификация сталей
Стали классифицируются по химическому составу,
назначению и качеству.
I. По химическому составу стали подразделяются
на
- углеродистые,
- легированные.
II. По назначению стали делят на
- конструкционные,
- инструментальные,
- стали и сплавы с особыми свойствами коррозионностойкие, жаропрочные, магнитные и др. 5

6.

III. По качеству различают стали
- обыкновенного качества,
- качественные,
- высококачественные,
- особовысококачественные.
6

7.

Углеродистые конструкционные стали: виды, свойства
у маркировка по ГОСТу, применение на железнодорожном
транспорте
Конструкционные стали - стали, применяемые для
изготовления деталей машин, механизмов, конструкций и
сооружений.
I. Углеродистые стали классифицируются по содержанию
углерода на
- низкоуглеродистые (до 0,25 % углерода);
- среднеуглеродистые (0,25-0,6 % углерода);
- высокоуглеродистые (более 0,6 % углерода).
7

8.

II. По содержанию серы и фосфора различают стали
- обыкновенного качества - серы до 0,06 %, фосфора до
0,07 %;
- качественные - серы до 0,04 %, фосфора до 0,035 %;
- высококачественные - серы до 0,025 %, фосфора до 0.025
%.
III. По степени раскисления:
- кипящие;
- полуспокойные;
- спокойные.
8

9.

Стали обыкновенного качества.
В зависимости от назначения и гарантированных свойств
стали обыкновенного качества подразделяются на группы А, Б
и В (ГОСТ 380-94).
Стали группы А поставляются по механическим
свойствам, без уточнения химического состава.
Стали
маркируются
буквами
Ст
и
цифрами,
обозначающими порядковый номер стали, с ростом которого
растет прочность, но уменьшается пластичность стали.
Например, Ст1, Ст2 ... Ст6.
Стали группы Б поставляются по химическому составу,
без уточнения механических свойств.
В обозначении марки стали впереди ставится буква Б.
9
Например, БСт1кп, БСт6сп, БСт5пс.

10.

Стали группы В поставляются по химическому составу и
по механическим свойствам.
Механические свойства стали ВСт3сп такие же, как у
стали Ст3сп, а химический состав, как у стали БСт3сп.
В обозначении марки стали впереди ставится буква В.
Например, ВСт1кп, ВСт5сп
10

11.

Стали качественные.
От сталей обыкновенного качества отличаются более
узкими
пределами
химического
состава,
меньшим
содержанием серы, фосфора и неметаллических включений.
При одинаковом содержании углерода качественные стали
по сравнению со сталями обыкновенного качества более
пластичны и имеют более высокий предел текучести (ГОСТ
1050-88).
Низкоуглеродистые стали содержат до 0,30% углерода,
малопрочные, высокопластичные.
Стали маркируются словом Сталь и цифрами,
обозначающими содержание углерода в сотых долях процента.
Сталь 15, Сталь 20, Сталь 25, Сталь 30.
11

12.

Среднеуглеродистые стали - до 0,6% углерода,
они более прочные и менее пластичные,
низкоуглеродистые.
Марки 35, 40, 45, 50, 55, 60.
Высокоуглеродистые стали - более 0,6 % углерода,
прочные
с
высокими
упругими
свойствами
износостойкостью.
Марки 65, 75, 70, 80 и 85.
чем
и
12