Конструкционные углеродистые стали

Обыкновенного качества общего назначения

К этой группе относят стали, содержащие до 0,5% углерода, при производстве которых не предъявляют высоких требований. Эти стали поставляются по ГОСТ 380-94. Стали маркируются порядковым номером от 0 до 6 после букв «Ст», обозначающих слово «сталь». Для обозначения степени раскисления после номера марки добавляют индексы: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная.

Стали согласно этому ГОСТу поставляются по химическому составу, который должен соответствовать нормам, указанным в таблице 5.1. Гарантируются: содержание углерода, которое растет с увеличением номера стали от 0,06 до 0,49%, содержание марганца колеблется от 0,25% до 0,8%. Имеются 3 марки с повышенным содержанием марганца (0,8 – 1,2%), в маркировку этих сталей входит буква Г, обозначающая повышенное его содержание: Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс. Содержание кремния колеблется в зависимости от степени раскисления: для кипящих сталей не более 0,05%, для полуспокойных 0,05% – 0,15%, для спокойных сталей 0,15 – 0,30%. Ограничивается содержание вредных примесей серы и фосфора, а также случайных примесей, вносимых в сталь из шихты, – хрома, никеля, меди, мышьяка.

Конструкционные стали обыкновенного качества выплавляются в крупных мартеновских печах и кислородных конвертерах. Эти стали дешевые и используются для металлоемких строительных конструкций в виде горячекатанного сортового фасонного и листового проката: балок, прутков, швеллеров, уголков, листов, труб и т.д., а также для малоответственных деталей машин: осей, валов, шестерен, втулок, болтов, гаек и т.д.

Таблица 5.1. Состав углеродистых конструкционных сталей

обыкновенного качества, % (ГОСТ 380-94)

Качественные конструкционные углеродистые стали

Для деталей машин

Качественные конструкционные углеродистые стали поставляются по химическому составу и механическим свойствам в соответствии ГОСТ 1050-88. К этим сталям по сравнению со сталями обыкновенного качества предъявляют более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04%, фосфора не более 0,035%).

Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 08, 10,15,20,25,30,35, 40, 45, 50, 55, 60. При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскиления: кп или пс. В случае спокойной стали степень раскисления не указывается.

Таблица 5.2. Состав углеродистых конструкционных качественных сталей, % (ГОСТ 1050-88)

* пп – обозначает пониженную прокаливаемость стали марки 58

Таблица 5.3. Механические свойства углеродистых конструкционных

качественных сталей

Низкоуглеродистые стали марок 05 кп, 08, 08кп, 10, 10кп обладают высокой пластичностью и невысокой прочностью. Эти стали без термообработки применяются для малонагруженных деталей (прокладки, шайбы, змеевики, штампованные детали, капоты тракторов, кузова автомобилей, элементы сварных конструкций и т.д.). Низкоуглеродистые стали с повышенным количеством углерода (15, 20, 20кп, 25) применяются после цементации и закалки с отпуском для деталей, работающих на износ: оси, втулки, шестерни, шпиндели, вилки и т.д.

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 применяются в основном после закалки и высокого отпуска для изготовления, валов, осей, зубчатых колес, шестерен, штоков, бандажей и т.д.

Высокоуглеродистые стали, содержащие углерода более 0,6% поставляются по ГОСТ 14959-79 «Сталь конструкционные рессорно-пружинная». Эти стали марок 65, 70, 75, 80, 85 используются для изготовления пружин, рессор, амортизаторов, прокатных валков, бандажей вагонов и т.д.

Таблица 5.4. Состав и свойства конструкционных углеродистых

рессорно-пружинных сталей (ГОСТ 14959-79)

Механические свойства сталей 75, 80и85 весьма высоки, так как определяются после закалки и среднего отпуска.

Инструментальные углеродистые стали

Инструментальные стали – это большая группа сталей, которые в результате термической обработки получают высокую твердость и износостойкость, необходимые при обработке материалов резанием или давлением. Углеродистые инструментальные стали содержат углерода от 0,65 до 1,35%. Эти стали подразделяются на качественные и высококачественные. Высококачественные стали отличаются от качественных меньшим содержанием вредных примесей серы (на 0,01%) и фосфора (на 0,005%). Меньшее количество серы требует уменьшения количества марганца. Кроме того, более жестко регламентируется содержание никеля и меди.

Маркируются эти стали следующим образом: впереди ставится буква «У», что значит углеродистая; за ней стоит цифра, обозначающая среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если сталь высококачественная, то после цифры стоит буква «А».

Таблица 5.5. Состав углеродистых инструментальных сталей (ГОСТ 1435-90)

С увеличением количества углерода растет износостойкость стали при незначительном увеличении твердости и падает вязкость стали.

Назначение инструментальной углеродистой стали различных марок следующее: У7-У7А применяется для инструментов и изделий, подвергающихся толчкам и ударам и требующих высокой вязкости при умеренной твердости (зубила, молотки слесарные и кузнечные, штампы, клейма, масштабные линейки, инструмент по дереву, центра токарных станков и т.д.); У8-У8А – для инструментов и изделий, требующих повышенной твердости и достаточной вязкости (пробойники, зубила, кернеры, пуансоны, ножи и ножницы по металлу, отвертки, столярный инструмент); У9-У9А– для инструментов, требующих высокой твердости при некоторой вязкости (штемпеля, кернеры, зубила, столярный инструмент); У10-У10А – для инструментов, не подвергающихся сильным толчкам и ударам и требующих высокой твердости при незначительной вязкости (строгальные резцы, фрезы, метчики, развертки, плашки, буры по твердым породам, ножовочные полотна, фасонные штампы, зубила для насечки напильников, волочильные кольца, калибры, напильники); У11-У11А, У12-У12А– для инструментов, требующих высокой твердости (напильники, шаберы, фрезы, сверла, бритвы, плашки, часовой инструмент, пилы по металлу); У13-У13А– для инструментов, которые должны иметь исключительно высокую твердость (бритвы, шаберы, волочильный инструмент, сверла, зубила для насечки напильников, косы и др.).