В настоящее время сталь наравне с бетоном - один из наиболее востребованных материалов на любой современной стройке: облицовка зданий, производство воздуховодов, изготовление ограждений - вот лишь наиболее распространенные способы ее применения.
Используется она в разных видах: в готовых изделиях (например, сталь угловая или уголок, швеллеры, двутавры и пр.) и в виде листового проката (сталь листовая и сталь рулонная).
Для различных нужд используют сталь с различными свойствами. Так одной из наиболее востребованных является сталь 3 - углеродистая сталь обычного качества. Большинство самых необходимых на стройке металлических изделий (уголок и прочие несущие конструкции) изготавливают из нее. В случаях когда обычного качества не достаточно, используют легированные (с улучшающими свойства химическими добавками) стали, например, сталь 20, которая является исходным материалом для жаростойких и нержавеющих материалов.
Сталь - сплав железа с углеродом (до 2 % С). По химическому составу сталь разделяют на углеродистую и легированную, а по качеству - на сталь обыкновенного качества, качественную, повышенного качества и высококачественную.
Сталь углеродистую обыкновенного качества подразделяют на три группы:
- А - поставляемую по механическим свойствам и применяемую в основном тогда, когда изделия из нее подвергают горячей обработке (сварка, ковка и др.), которая может изменить регламентируемые механические свойства (Ст0, Ст1 и др.);
- Б - поставляемую по химическому составу и применяемую для деталей, подвергаемых такой обработке, при которой механические свойства меняются, а уровень их кроме условий обработки определяется химическим составом (БСт0, БСт1 и др.);
- В - поставляемую по механическим свойствам и химическому составу для деталей, подвергаемых сварке (ВСт1, ВСт2 и др.).
Углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Стбпс, Стбсп.
Буквы Ст обозначают "Сталь", цифры - условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы "кп", "пс", "сп" - степень раскисления ("кп" - кипящая, "пс" - полуспокойная, "сп" - спокойная).
Сталь углеродистая качественная конструкционная по видам обработки при поставке делится на горячекатаную и кованую, калиброванную, круглую со специальной отделкой поверхности - серебрянку. По требованиям к испытанию механических свойств сталь подразделяют на пять категорий.
| Категория 1 | Без испытания механических свойств на растяжение и ударную вязкость | Горячекатаная, кованая, калиброванная, серебрянка |
| Категория 2 | С испытанием механических свойств на растяжение и ударную вязкость на образцах, изготовленных из нормализованных заготовок размером 25 мм (диаметр или сторона квадрата) | Горячекатаная, кованая, калиброванная, серебрянка |
| Категория 3 | С испытанием механических свойств на растяжение на образцах, изготовленных из нормализованных заготовок указанного в заказе размера, но не более 100 мм | Горячекатаная, кованая, калиброванная |
| Категория 4 | С испытанием механических свойств на растяжение и ударную вязкость на образцах, изготовленных из термически обработанных (закалка + отпуск) заготовок указанного в заказе размера, но не более 100 мм | Горячекатаная, кованая, калиброванная |
| Категория 5 | С испытанием механических свойств на растяжение на образцах, изготовленных из сталей в нагартованном или термически обработанном состоянии (отожженной или высокоотпущенной) | Калиброванная |
Легированную сталь по степени легирования разделяют на низколегированную (легирующих элементов до 2,5 %), среднелегированную (от 2,5 до 10 %), высоколегированную (от 10 до 50 %). В зависимости от основных легирующих элементов различают сталь 14 групп. К высоколегированным относят:
- коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии; межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
- жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения в газовых средах при температуре выше 50 °С, работающие в ненагруженном и слабонагруженном состоянии;
- жаропрочные стали и сплавы, работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.
Электротехнические стали - сплавы железа и 0.5-5% кремния, в зависимости от требуемого уровня магнитных свойствэлектротехническая сталь содержит различное количество кремния.
Электротехнические стали - применяются для изготовления электротехнического оборудования магнитопроводов (электродвигателей, электромагнитов, трансформаторов, генераторов, реле, стабилизаторов и т.п.).
Широкое применение находят высококачественные холоднокатаные электротехнические стали, а именно электротехническая сталь с ребровой текстурой, характеризующиеся пониженными удельными потерями. Для снятия механических напряжений, возникающих при изготовлении деталей магнитопроводов, производят дополнительную кратковременную термическую обработку при температуре 800-850°С. Некоторые электротехнические стали поставляются нетермическиобработанными, в этом случае для необходимого обеспечения уровня магнитных свойств после механической обработки требуется произвести дополнительную термическую обработку деталей.
Электротехническую тонколистовую сталь разделяют:
- по структурному состоянию и виду прокатки на классы:
- 1 - горячекатаная изотропная;
- 2 - холоднокатаная изотропная;
- 3 - холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой;
- по содержанию кремния:
- 0 - до 0,4 %;
- 1 - св. 0,4 до 0,8 %,
- 2 - св. 0,8 до 1,8 %;
- 3 - св. 1,8 до 2,8 %;
- 4 - св. 2,8 до 3,8 %;
- 5 - св. 3,8 до 4,8 %;
- химический состав стали не нормируется;
- по основной нормируемой характеристике на группы:
- 0 - удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц (P1,7/50);
- 1 - удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 Гц (P1,5/50);
- 2 - удельные потери при магнитной индукции 1,0 Тл и частоте 400 Гц (P1,0/400);
- 6 - магнитная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля 0,4 А/м (В 0, 4);
- 7 - магнитная индукция в средних магнитных полях при напряженности поля 10 А/м (В10).
Сталь легированную конструкционную в зависимости от химического состава и свойств делят на качественную, высококачественную А, особовысококачественную Ш (электрошлакового переплава).
По видам обработки при поставке различают сталь горячекатаную, кованую, калиброванную, серебрянку.
По назначению изготовляют прокат:
а) для горячей обработки давлением и холодного волочения (подкат);
б) для холодной механической обработки.
Примерное назначение углеродистой качественной конструкционной стали.
| 08кп, 10 | Детали, изготовляемые холодной штамповкой и холодной высадкой, трубки, прокладки, крепеж, колпачки. Цементуемые и цианируемые детали, не требующие высокой прочности сердцевины (втулки, валики, упоры, копиры, зубчатые колеса, фрикционные диски) |
| 15, 20 | Малонагруженные детали (валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни). Тонкие детали, работающие на истирание, рычаги, крюки, траверерсы, вкладыши, болты, стяжки и др. |
| 30, 35 | Детали, испытывающие небольшие напряжения (оси, шпиндели, звездочки, тяги, траверсы, рычаги, диски, валы) |
| 40, 45 | Детали, от которых требуется повышенная прочность (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, распределительные валы, маховики, зубчатые колеса, шпильки, храповики, плунжеры, шпиндели, фрикционные диски, оси, муфты, зубчатые рейки, прокатные валки и др.) |
| 50, 55 | Зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, бандажи, валы, эксцентрики, малонагруженные пружины и рессоры и др. Применяют после закалки с высоким отпуском и в нормализованном состоянии |
| 60 | Детали с высокими прочностными и упругими свойствами (прокатные валки, эксцентрики, шпиндели, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов). Применяют после закалки или после нормализации (крупные детали) |
Примерное назначение низколегированных тонколистовой и широкополосной универсальной сталей
| 09Г2 | Для деталей сварных конструкций, изготовляемых из листов. Обрабатывается резанием удовлетворительно |
| 09Г2С | Для паровых котлов, аппаратов и емкостей, работающих под давлением при температуре -70 - +450 °С; для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении. Хорошо свариваются. Обрабатываются резанием удовлетворительно |
| 10ХСНД | Для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в судостроении, вагоностроении |
| 15ХСНД | Для деталей вагонов, строительных свай, сложных профилей в судостроении. Обладает повышенной коррозионной стойкостью |
| 15ГФ | Для листовых сварных конструкций в вагоностроении. Обеспечивает высокое качество сварного шва. Штампуемость удовлетворительная |
Примерное назначение легированной конструкционной стали
| 15Х | Пальцы поршневые, валы распределительные, толкатели, крестовины карданов, клапаны, мелкие детали, работающие в условиях износа при трении. Хорошо цементуется |
| 20Х | Кулачковые муфты, втулки, шпиндели, направляющие планки, плунжеры, оправки, копиры, шлицевые валики и др. |
| 40Х | Для деталей, работающих на средних скоростях при средних давлениях (зубчатые колеса, шпиндели и валы в подшипниках качения, червячные валы) |
| 45Х, 50Х | Для крупных деталей, работающих на средних скоростях при небольших давлениях (зубчатые колеса, шпиндели, валы в подшипниках качения, червячные и шлицевые валы). Обладают высокой прочностью и вязкостью |
| 38ХА | Для зубчатых колес, работающих на средних скоростях при средних давлениях |
| 45Г2, 50Г2 | Для крупных малонагруженных деталей (шпиндели, валы, зубчатые колеса тяжелых станков) |
| 18ХГТ | Для деталей, работающих на больших скоростях при высоких давлениях и ударных нагрузках (зубчатые колеса, шпиндели, кулачковые муфты, втулки и др.) |
| 20ХГР | Для тяжелонагруженных деталей, работающих при больших скоростях и ударных нагрузках |
| 15ХФ | Для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы и др.) |
| 40ХС | Для мелких деталей высокой прочности |
| 40ХФА | Для ответственных высокопрочных деталей, подвергаемых закалке и высокому отпуску; для средних и мелких деталей сложной конфигурации, работающих в условиях износа (рычаги, толкатели); для ответственных сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках |
| 35ХМ | Для валов, деталей турбин и крепежа, работающих при повышенной температуре |
| 45ХН, 50ХН | Аналогично применению стали 40Х, но для деталей больших размеров |
Примерное назначение коррозионностойких сталей и сплавов
| 20Х13, 08Х13, 12Х13, 25Х13Н2 | Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах |
| 30Х13, 40Х13, 08Х18Т1 | Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др. (у стали 08Х18Т1 лучше штампуемость) |
| 06ХН28МТ | Для сварных конструкций, работающих в средне агрессивных средах (горячая фосфорная кислота, серная кислота до 10% и др.) |
| 14X17H2 | Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами |
| 95Х18 | Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа |
| 08X17T | Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже - 20 °С |
| 15X25T, 15Х28 | Аналогично стали 08X17T, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температурах от - 20 до 400 °С (15Х28 - для спаев со стеклом) |
| 20Х13Н4Г9, 10Х14АГ15, 10Х14Г14НЗ | Заменитель сталей 12X18H9, 17Х18Н9 для сварных конструкций |
| 09Х15Н8Ю, 07X16H6 | Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю - для уксуснокислых и солевых сред |
| 08X17H5M3 | Для деталей, работающих в сернокислых средах |
| 20X17H2 | Для высокопрочных тяжелонагруженных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах |
| 10Х14Г14Н4Т | Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196 °С |
| 12Х17Г9АН4, 15Х17АГ14 03Х16Н15МЗБ, 03X16H15M3 | Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12X18H9,12Х18Н10Т) Для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте |
| 15Х18Н12С4ТЮ | Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте |
| 08X10H20T2 | Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде |
| 04X18H10, 03X18H11, 03X18H12, 08X18H10, 12X18H9, 12X18H12T, 08X18H12T, 06X18H11 | Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах |
| 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ | Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80 °С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55 %-я уксусная и фосфорная кислоты) |
| 09Х16Н4Б | Для высокопрочных штампосварных конструкций и деталей, работающих в контакте с агрессивными средами |
| 07Х21Г7АН5 | Для сварных конструкций, работающих при температурах до - 253 °С и в средах средней агрессивности |
| 03Х21Н21М4ГБ | Для сварных конструкций, работающих в горячей фосфорной кислоте, серной кислоте низких концентраций при температуре не выше 80 °С, азотной кислоте при температуре до95°С |
| ХН65МВ | Для сварных конструкций, работающих при высоких температурах в серно- и солянокислых растворах, в уксусной кислоте |
| Н70МФ | Для сварных конструкций, работающих при высоких температурах в соляной, серной, фосфорной кислотах и других средах восстановительного характера |
Примерное назначение инструментальной нелегированнои стали различных марок
| У7, У7А | Для обработки дерева: топоров, колунов, стамесок, долот. Для пневматических инструментов небольших размеров: зубил, обжимок, бойков. Для кузнечных штампов. Для игольной проволоки. Для слесарно-монтажных инструментов: молотков, кувалд, бородок, отверток, комбинированных плоскогубцев, острогубцев, боковых кусачек и др. |
| У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А | Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. Для обработки дерева: фрез, зенковок, поковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых. Для накатных роликов, плит и стержней для форм литья под давлением оловянно-свинцовистых сплавов. Для слесарно-монтажных инструментов: обжимок для заклепок, кернеров, бородок, отверток, комбинированных плоскогубцев, острогубцев, боковых кусачек. Для калибров простой формы и пониженных классов точности. Для холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, берд, ламелей двоильных ножей, конструкционных мелких деталей, в т. ч. для часов и т. д. |
| У10А, У12А | Для сердечников. |
| У10, У10А | Для игольной проволоки. |
| У10, У10А, У11, У11А | Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. Для обработки дерева: пил ручных поперечных и столярных, пил машинных столярных, сверл спиральных. Для штампов холоднел штамповки (вытяжных, высадочных, обрезных и вырубных) небольших размеров и без резких переходов по сечению. Для калибров простой формы и пониженных классов точности. Для накатных роликов, напильников, шаберов слесарных и др. Для напильников, шаберов. Для холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, берд, ламелей двоильных ножей, конструкционных мелких деталей, в т. ч. для часов и т. д. |
| У12, У12А | Для метчиков ручных, напильников, шаберов слесарных. Штампов для холодной штамповки обрезных и вырубных небольших размеров и без переходов по сечению, холодновысадочных пуансонов и штемпелей мелких размеров, калибров простой формы и пониженных классов точности. |
| У13, У13А | Для инструментов с пониженной износостойкостью при умеренных и значительных удельных давлениях (без разогрева режущей кромки); напильников, бритвенных лезвий и ножей, острых хирургических инструментов, шаберов, гравировальных инструментов. |
Назначение рессорно-пружинной стали
| 60С2, 60С2А | Для рессор из полосовой стали толщиной 3 - 16 мм и пружинной ленты толщиной 0,08 - 3 мм; для витых пружин из проволоки диаметром 3 - 16 мм. Обрабатываются резанием плохо. Максимальная температура эксплуатации 250 °С |
| 70СЗА | Для тяжелонагруженных пружин ответственного назначения. Сталь склонна к графитизации |
| 50ХГ, 50ХГА | Для рессор из полосовой стали толщиной 3 - 18 мм. Обрабатывается резанием плохо |
| 50ХФА, 50ХГФА | Для ответственных пружин и рессор, работающих при повышенной температуре (до 300 °С); для пружин, подвергаемых многократным переменным нагрузкам |
| 60C2XA | Для крупных высоконагруженных пружин и рессор ответственного назначения |
| 60C2H2A, 65C2BA | Для ответственных высоконагруженных пружин и рессор, изготовляемых из калиброванной стали и пружинной ленты |
Назначение электротехнической тонколистовой стали
| 1211,1212, 1213, 22110 | Для якорей и полюсов электрических машин постоянного тока, для роторов и статоров асинхронных двигателей промышленной частоты мощностью до 100 кВт, для магнитопроводов приборов. Пластичность высокая |
| 1311, 1312 | Для роторов и статоров асинхронных двигателей мощностью от 100 до 400 кВт. Пластичность хорошая |
| 1411,1412, 2411 | Для роторов и статоров асинхронных двигателей мощностью 400 - 1000 кВт, маломощных силовых трансформаторов, для двигателей повышенной частоты. Пластичность удовлетворительная |
Маркировка материалов различных групп:
Сталь обыкновенного качества
- Ст0; ВСт0, БСт0 - Красный и зеленый
- Ст1, ВСт1кп - Желтый и черный
- Ст2, ВСт2кп - Желтый
- СтЗ, ВСтЗкп, ВСтЗ, БСтЗкп, БСтЗ - Красный
- Ст4, ВСт4кп, ВСт4, БСт4кп, БСт4 - Черный
- Ст5, ВСт5 - Зеленый
- Ст6 - Синий
Углеродистая качественная сталь
- 08, 10, 15, 20 - Белый
- 25, 30, 35, 40 - Белый и желтый
- 45, 50, 55, 60 - Белый и коричневый
Легированная конструкционная сталь
- Хромистая - Зеленый и желтый
- Хромомолибденовая - Зеленый и фиолетовый
- Xромованадиевая - Зеленый и черный
- Марганцовистая - Коричневый и синий
- Хромомарганцовая - Синий и черный
- Хромокремнистая - Синий и красный
- Хромокремнемарганцовая - Красный и фиолетовый
- Никельмолибденовая - Желтый и фиолетовый
- Хромоникелевая - Желтый и черный
- Хромоникелемолибденовая - Фиолетовый и черный
- Хромоалюминиевая - Алюминиевый
Коррозионностойкая сталь
- Хромистая - Алюминиевый и черный
- Хромоникелевая - Алюминиевый и красный
- Хромотитановая - Алюминиевый и желтый
- Хромоникелекремнистая - Алюминиевый и зеленый
- Хромоникелетитановая - Алюминиевый и синий
- Хромоникелениобиевая - Алюминиевый и белый
- Хромомарганценикелевая - Алюминиевый и коричневый
- Хромоникелемолибденотитановая - Алюминиевый и фиолетовый
Быстрорежущая сталь
- Р18 - Бронзовый и красный
- Р9 - Бронзовый
Твердые спеченные сплавы
- ВК2 - Черный с белой полосой
- ВКЗ-М - Черный с оранжевой полосой
- ВК4 - Оранжевый
- ВК6 - Синий
- ВК6-М - Синий с белой полосой
- ВК6-В - Фиолетовый
- ВК8 - Красный
- ВК8-В - Красный с синей полосой
- ВК10 - Красный с белой полосой
- ВК15 - Белый
- Т15К6 - Зеленый
- Т30К4 - Голубой