Что такое сталь

• 14 января 2023

Классификация сталей

В разных сферах высококачественная сталь занимает большое место в мире в изготовлении различных инструментов, материалов, промышленного оборудования. От качества этого продукта черной металлургии будет зависеть и стоимость готового изделия или техники. Понимание особенностей стального проката позволяет использовать в соответствии с назначением любые строительные стальные элементы. Также важно разобраться, что такое сталь?

Определение стали

В современном понимании сталь это сплав двух металлов, одним из которых является железо, а вторым углерод. Благодаря добавлению второго элемента повышается физические и механические свойства материала: прочность, ковкость, свариемость, долговечность. Он становится похож на кремень. Но при этом снижается пластичность и вязкость. Кроме того, могут добавляться и другие компоненты, например, часто содержится сера или фосфор. При добавлении в сплав некоторых активных включений, которые не являются металлами, он будет называться легированным. Такие сплавы характеризуются стойкостью к воздействию температур, нагрузкам и имеет повышенную ударную прочность, поэтому часто применяется в строительстве. Для защиты сталей при контакте с водой используется метод цинкования.

Особенность стали заключается в высокой ковкости и приятном серебристом оттенке. Также она устойчива к процессам коррозии. Этот сплав пользуется большим спросом в разных отраслях промышленности для изготовления разнообразных конструкций. Современная сталь это сплав, покрытие которого может выдерживать бесконечное количество циклов эксплуатации. Срок ее службы превышает норму. Благодаря повторной переработке стали отходы производства мало загрязняют окружающую среду.

Как производят сталь?

Производство стальных сплавов является основным во многих странах промышленного типа, но больше всего этот сплав производит Китай. Эта страна выпускает половину стальных изделий, которые обращаются на мировом рынке, причем приоритет отдается производству бюджетных сталей.

Сталь получают с помощью 3-х способов:

• термического, когда сплав изготавливают следующим образом. Его отжигают, нагревают, медленно охлаждают с разной скоростью. При нагреве больше критической температуры происходит перекристаллизация сплава. Затем металл быстро охлаждают. При прокалке сталь приобретает мартенситную структуру. Отпуском называется процедура, которая позволяет уменьшить предел напряжения в сплаве. Процесс нормализации проводится на открытом воздухе;
• термомеханического способа. После нагрева сплава выполняется его хорошая высокотемпературная закалка, что повышает прочность дешевой стали. При низкотемпературной ТМО получают холоднокатаные стали;
• при применении термохимического способа соблюдается следующее правило. Производится нагрев сплавов, а затем их выдерживают в специальных химических средах. Благодаря этому можно получить верхний слой с высокой износостойкостью, обеспечить более высокую стойкость к процессам коррозии во вредных условиях, повысить производительность процесса получения стали.

Во время производства сплава можно выделить 2 этапа:

• рафинирование чугуна в конвертере в расплавленном виде в связи с удалением примесей. Эта процедура выполняется в состоянии продувания чугуна кислородом;
• в мартеновских печах осуществляется подовый процесс. Также он может проводиться в добавок в электрических печах.

Разновидности стали

Существует такая классификация сталей по гост:

• сталь, которая относится к углеродистому типу, представляет собой особенный высокопрочный сплав. Он состоит из железа и углерода в количестве 2%. В таком стальном сплаве не присутствуют другие примеси;
• легированная сталь имеет в составе высоколегированные элементы, которые улучшают ее свойства. К ним относятся: никель, хром, вольфрам и другие. Эти вещества, в том числе, примесь хрома, вводятся в сердцевины стали во время плавки. На нашем сайте можно посмотреть примеры образцов стали.

Какие виды стали можно выделить в зависимости от металлургических баз?

В нашей стране имеется 3 металлургических базы:

• на Урале;
• в центральной России;
• в Сибири.

Сталь, которая поставляется с этих металлургических баз, славится своим высоким качеством.

Какие виды стали можно выделить в зависимости от того места, где добывают руду?

Самым важным сырьем для изготовления стального сплава можно считать железную руду, залежи которой имеются в нашей стране в большом количестве. Но распределяются они неравномерно по территории России. Основные месторождения находятся в зоне Курской аномалии. Также залежи руды находятся в Кузбассе и в бассейне реки Печоры. При этом виды стали, произведенные из разной железной руды, отличаются между собой количеством дополнительных компонентов. Эти недостатки устраняются путем легирования железа. Наш завод готовы выполнить любые, самые ответственные заказы. Мы изготавливаем любые нужные виды сталей.

Маркировка

Благодаря маркировке стали стоит различать изделия из этого сплава. В маркировке обозначают состав сплава, его основные свойства, степень качества, способ дальнейшего применения. Целью маркировки является выяснение характеристик стали, что способствует повышению срока службы стальных изделий и не допускает их разрушения. Особенно важно обращать внимание на структуру массы и состав легирующих сплавов. Это особенно важно, когда свариваются разные детали.

Как выполняется маркировка стали по количеству химических элементов?

Все свойства стали cr становятся более заметными после введения в ее состав других элементов. Чтобы обозначить характеристики металла по марке, чаще всего используются маркировки международного типа.

Как расшифровать буквенные обозначения марок стали?

В этом случае необходимо знать следующее:

• вид обработки обозначается первой цифрой, например, если горячекатаный, то используется цифра 1, а если калиброванный, то цифра 2;
• следующая цифра означает, что сталь является нелегированной или средне легированной. В таком случае используется 0. Сталь с нормируемым коэффициентом старения обозначается цифрой 1;
• группу в зависимости от основной характеристики показывает следующая цифра.

Все элементы легирования обозначаются буквами, например, никель – Н. Для обычных конструкционных нелегированных сталей используются буквы СТ.

Классификация

Для классификации стали на группы используются несколько признаков:

• степень качества;
• показатель текучести в мпа;
• упругость;
• прокаливаемость;
• жаростойкость или жаропрочность;
• вид назначения, которое определяется перед покупкой стали;
• особенности структуры;
• способ, с помощью которого производится раскисление;
• описание состава.

Особенности химического состава стального сплава

По такому признаку, как состав стали, можно точно разделить ее на 2 группы, причем между ними имеется некоторое различие:

• стали легированные, которые образуют многокомпонентную структуру. Их преимущества заключаются в возможности решения специальных задач. Такая сталь содержит разные жаропрочные примеси, доля которых рассчитывается в соответствии с выставленными требованиями;
• углеродистая сталь ni не содержит дополнительных примесей. При этом концентрация углерода в указанных металлах достаточно низкая. Если данный показатель составляет меньше 0,3 десятых %, то стали будут называться низкоуглеродистые. При превышении углерода более 0,6% стали называются высокоуглеродистые. При постоянных средних показателях сплавы будут среднеуглеродистые. На практике среднелегированные стали имеют невысокую стоимость.

Как можно классифицировать сталь в зависимости от ее качества?

Качество стали зависит от особенностей ее изготовления, применяемых материалов и других факторов. В качественном продукте должно быть низкое содержание таких элементов, как сера, фосфор. Также в качественной стали имеется низкая концентрация газов, например, кислорода.

По степени качества стальные сплавы делятся на такие виды:

• недорогая универсальная сталь, в которой количество фосфора составляет 0,07%, а серы 006%;
• сталь более высокого класса, в которой по сравнению с первой имеет значение 0,04% фосфора, серы;
• сталь высокого качества с содержанием серы 0,02% и 0,03% фосфора;
• особая сталь с очень высоким качеством имеет в составе 0,025% фосфора и 0,015% серы. Также могут быть спокойные, полуспокойные, ферритные, цементируемые или кипящие стали(кп). В нашей компании можно выбрать изделие из любого вида стали.

Назначение

Конструкционные стали требуются обычно в производстве работающих тяжелых металлоконструкций любой формы в машиностроении. Одним из видов конструкционной стали является так называемая автоматная сталь, которая применяется в изготовлении деталей с помощью станков-автоматов. Инструментальные быстрорежущие стали необходимы для производства режущего инструмента разных размеров для промышленности, листового проката, измерительного оборудования, неметалических изделий, подшипников, котлов, паровых машин, материалов mn si для сварки, горячей и холодной штамповки. Из них изготавливаются пружины- рессоры автомобилей и обратные клапаны. Для их получения необходима пружинная сталь. Специальные или легированные стали обладают теплостойкостью, значительным уровнем электротехнического сопротивления. Они применяются в производстве сварных конструкций, космического оборудования и научных приборов.

Способ раскисления

В момент раскисления из стали удаляется железо, так как оно часто подвергается коррозии. Также во время этой фазы удаляются последние примеси, причина ухудшения свойств стали, например, водород, азот. Для раскисления в начале в материал вливают кипящие металлы, например, алюминий.

Особенности структуры стального сплава

Сталь может иметь разные примеси в структуре, например, цементит с перлитом, карбид, феррит с перлитом или просто перлит. Для получения низколегированной стали используют чаще всего вольфрам и никель. Одним из видов нержавеющей стали являются аустенитные сплавы, в которые добавляют никель, марганец и азот. Также распространена перлитная и шарикоподшипниковая сталь.

Виды технологий, которые применяются при получении стали

Технология производства стали зависит от типа изделий, которые из нее изготавливаются. Обычно в основе возможно применять три технологии, которые использовались еще в 19 столетии.

Характеристика Бессемеровского процесса

Данная технология предполагает обработку жидкого чугуна путем его продувки с помощью сжатого воздуха, обогащенного кислородом, под давлением. Такая процедура, которая выполняется в конвертерах, - начало окисления чугуна. Но данный метод не позволяет получать сталь высокого качества.

Томасовский процесс

Эта технология, история которой началась в 19 веке, позволяет выполнять обработку чугуна без больших производственных затрат. Но готовая сталь имеет невысокую прочность при низкой температуре, что приводит к хрупкости. При обработке поверхностной стали в конвертере вводят известь в небольшом количестве. Таким образом, появляется возможность добиться снижения концентрации фосфора. Также процесс создания стали не сопровождается увеличением количества лома.

Какие печи называются мартеновскими?

В такой печи внутри находится кирпич, который выдерживает очень высокий температурный режим. В печи, которая имеет название мартеновская, находится сплав, на поверхность которого вдувают в конце газ в раскаленном виде. Для этого применяются специальные клапаны. При этом тепло распределяется в мартеновской печи очень равномерно.

Современные технологии

Множество изделий из стали изготавливается с помощью кислородно-конвертерной технологии. Также часто применяется термообработка стали методом электроплавления. Многие предприятия до сих пор делают сталь полностью в системе мартеновского типа, что снижает затраты на покупку дорогого оборудования. Но спрос на такие изделия сокращается, поэтому процент изготовленных во внутренних мартеновских печах стальных изделий также уменьшается. В сочетании с современными экономичными технологиями готовые изделия из стали получают определенные технические изменения и характеристики.

Что характерно для стального сплава?

Все стальные изделия отличаются общими характеристиками:

• процедура отжига металла происходит при температуре, которая достигает более 1450 градусов;
• сталь имеет плотность 7900 кг/м;
• показатель удельного веса составляет не более 77500 Н/м;
• параметр теплоемкости равен 462 Дж/кг;
• показатель прочности, когда происходит растяжение сплава составляет не более 1,52 сотых Гпа.

Также все стальные изделия имеют серебристый цвет и большой вес. Детали из стали отличаются небольшой устойчивостью к магниту из-за количества углерода в сплаве. Чем больше его влияние, тем выше магнитные способности стали. Стальные изделия можно найти во всех отраслях, которые связаны с агрессивными средами, и где сохраняются сложные условия труда.

Как углерод, а также другие легирующие элементы влияют на характеристики стали?

Данные примеси придают стали 18хгт новые свойства. Обычно во время выплавки стали используют такую примесь, как углерод. Это позволяет соблюсти все стандарты, повысить прочность и уменьшить степень износа стального сплава. Также лист становится очень твердый и ковкий. Но использование углерода меняет вязкость, теплопроводность и пластичность стали в сторону уменьшения. Процесс легирования с помощью требуемых металлов способствует появлению более прочной стали, но важно соблюдать умеренность при добавлении компонентов. Добавление большого количества легирующих компонентов имеет минусы, например, сталь становится хрупкой. Также это может вызывать другую негативную реакцию.

Для легирования стали mo чаще всего идут в ход хром, кобальт, марганец, бор, никель, свинец, титан, вольфрам, цирконий, ванадий, ниобий, молибден и др. Хром является практически самым распространенным видом легирующей примеси. Все хромистые стали имеют пониженную стоимость. Более дорогим и редким считается никель. Этот условный металл позволяет быстрее уменьшить ломкость стали, если она используется при охлаждении. Реже всего в сплав входят вольфрам и молибден. Эти элементы хорошо повышают устойчивость стали к высокой температуре, что увеличивает срок ее использования.

Сегодня сталь применяется в самых разных сферах производства. Наш завод металлоизделий выпускает самые разные технологические виды стали, которые отличаются соответствующей прочностью, надежностью и, в том числе, уникальными характеристиками. Благодаря этому их можно использовать во всех крупных отраслях промышленности, начиная от перерабатывающих и заканчивая космическими. На нашем заводе всегда имеется наличие необходимого количества материала.