Марки сталей и их применение

Сталь — сплав двух компонентов: железа и углерода. Содержание последнего составляет не больше 2,14%. Более высокий показатель обеспечивает металлу хрупкость, из-за которой работать с ним становится невозможно. В железе присутствуют различные примеси: кремний, сера, фосфор, марганец.

Сплав повсеместно применяется в строительстве, изготовлении инструментов, деталей в машиностроении, его используют для производства техники, осветительных и отопительных приборов.

Основные характеристики металла:

• прочность и твердость;
• плотность и упругость;
• выносливость и вязкость;
• тепло- и электропроводность;
• жаропрочность и жаростойкость;
• устойчивость к коррозии.

Сплав классифицируется на марки в зависимости от химического состава, физических и механических свойств. Разбираться в типах стали необходимо для того, чтобы правильно выбирать марку для изготовления металлоконструкций.

Существует 5 основных параметров, по которым классифицируют металл. Они отражаются в обозначении, которое помогает специалисту понять, какая перед ним марка стали.

Рассмотрим каждый из критериев.

Качество
Качество стали зависит от количества примесей в железе. Наличие фосфора делает металл менее пластичным, а сера является причиной трещин при нагреве на высоких температурах.
Разновидности сплавов:

• качественные — доля примесей не больше 0,035%;
• высококачественные — примесей не более 0,025%;
• особо высококачественные — содержат не больше 0,015% серы и 0,02% фосфора.

Существует сталь обыкновенного качества, у которой показатели варьируются от 0,045 до 0,060% для примесей серы, и 0,04–0,07% для фосфора.
Металл обыкновенного качества используют для изготовления второстепенных деталей, элементов конструкций — арматуры, настилов, обшивок, качественную — используют в машиностроении.

Буква А в конце маркировки говорит о том, что сплав относится к высококачественным. Принадлежность к особо высококачественной группе обозначают аббревиатурами Ш, ВД, ВИ, ПД.

Химический состав
В зависимости от химического состава металл делят на углеродистый и легированный.
Первый содержит только железо, углерод и примеси, которые характерны для железоуглеродистых сплавов. Других элементов нет. Выделяют три вида углеродистого металла: высокоуглеродистый, среднеуглеродистый и низкоуглеродистый. Разделение обусловлено массовой долей углерода.

Легированная сталь содержит и другие элементы, которые называют легирующими. Например: азот, алюминий, бор, кремний, молибден, медь, марганец. Благодаря им повышаются механические, электрические, коррозионные свойства. Сплавы разделяют на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные.
Например, обыкновенная нелегированная сталь обозначается аббревиатурой Ст, после которой идет число, отвечающее за процентное содержание углерода. Качественная углеродистая — буквой К на конце маркировки.

Назначение
По назначению марки сплавов делятся на:

• конструкционные — в категорию входят металлы, способные выдерживать различные виды механических нагрузок: ударные, растягивающие, сталь обладает при этом стойкостью к усталости, трещинам, повышенной прочностью;
• инструментальные — из металла производят режущий, ударный, измерительный инструмент для дерево- и металлообработки;
• специальные — сплавы со специфическими свойствам: жаро- и коррозионно стойкостью, жаропрочностью, кислотостойкостью, используют в судостроении, электротехнической промышленности.

Еще одним популярным видом является строительная сталь (С). Низколегированный металл обыкновенного качества применяют в сфере строительства, он обладает высокой свариваемостью. Углеродистую инструментальную сталь обозначают буквой У. На специальных видах можно найти буквенные обозначения ШХ, А.

Структура
Сплавы отличаются и по структуре. На нее влияют массовая доля углерода, количество легирующих элементов, техника изготовления. Структура стали — это строение, узоры химических связей, которые зависят от среды и скорости охлаждения.

Металл классифицируют в отожженном и нормализованном состоянии.

В отожженном состоянии сплавы разделяют на шесть классов:

• доэвтектоидные;
• эвтектоидные;
• заэвтектоидные;
• ледебуритные;
• аустенитные;
• ферритные.

В нормализованном состоянии сплавы делятся на несколько классов: перлитный, мартенситный, аустенитный, ферритный.

Разделение на классы обусловлено тем, как изменяется металлическое строение в результате температурного и механической обработки.

Степень раскисления
Раскисление — процесс удаления оксида железа, который является причиной коррозионности металла. Процесс отличается по длительности и числу веществ-раскислителей.

По степени раскисления сплавы делятся на:

• кипящие (КП) — в процессе используют минимальное количество раскислителей, материал имеет невысокое качество и хрупкость;
• спокойные (СП) — структура однородна, газов и неметаллических включений практически нет, такую сталь используют для дорогостоящих сплавов;
• полуспокойные (ПС) — промежуточный вариант, который обладает достаточно хорошими свойствами.

Спокойные сплавы имеют высокую стоимость из-за большого количества реагентов, полуспокойные — оптимальную цену благодаря упрощенному производству.

Каждый параметр, характеризующий сплав, обозначается буквами или цифрами. На самом металле можно увидеть маркировку, которая все о нем расскажет.

Профессионалы хорошо разбираются в обозначениях и их порядке, поэтому для них расшифровка марки стали — дело несложное.

Присутствие химических элементов обозначается буквами:

• К — кобальт;
• М — молибден;
• Х — хром;
• Н — никель.

Качество стальных изделий напрямую зависит от выбранной марки, и насколько она подходит для изготовления данной продукции.