Классификация углеродистых сталей

• Что относится к углеродистой стали
• Технология производства
• Классификация по количеству углерода
• Классификация по качеству
• Классификация по назначению
• Классификация по способу раскисления
• Маркировка углеродистой стали
• Где применяют углеродистую сталь

Углеродистая сталь – это металлический сплав, состоящий из железа и углерода. В углеродистых сортах стали минимум дополнительных компонентов. Такие сплавы обладают хорошей пластичностью, сохраняют прочность при нагреве до 400С, могут обрабатываться как холодным, так и горячим методом.

Существует общепринятая классификация и маркировка углеродистых сталей, позволяющая определить свойства металла и область его применения.

Что относится к углеродистой стали

К углеродистым сталям относятся сплавы железа с содержанием углерода до 2,14%. При этом содержание дополнительных элементов допустимо в следующих пределах:

• кремний до 1%;
• марганец до 1%;
• сера до 0,05%;
• фосфор до 0,06%.

Технология производства

Для производства углеродистой стали используют металлический и чугунный лом, в производстве могут применяться следующие технологии:

• мартеновские установки;
• конверторные плавильные печи;
• электрические плавильные печи.

Выплавка в мартеновской установке позволяют получать углеродистые стали различного вида. Сырье загружают в плавильные камеры, под воздействием высоких температур происходит плавление.

В конверторных печах при плавлении сырья производится дополнительная обработка техническим кислородом. Для перевода примесей в шлак используют обожженную известь.

В электрических плавильных печах сталь не подвергается окислительному воздействию, что позволяет уменьшить количество водорода в готовом сплаве, следовательно, увеличить чистоту стали.

Классификация по количеству углерода

Классификация углеродистых сталей по количеству углерода зависит от процентного соотношения в сплаве С:

• низкоуглеродистая сталь (до 0,25% углерода);
• среднеуглеродиста (от 0,2 до 0,6% углерода);
• высокоуглеродистая (от 0,6 до 2% углерода).

От процентного соотношения углерода в сплаве зависят такие качества металла, как устойчивость к деформации, устойчивость к высоким нагрузкам, прочность, пластичность и т. д.

Классификация по качеству

Классификация углеродистых сталей по качеству определяет наличие в составе примесей серы и фосфора. Эти химические элементы придают сплавам краноломкость (сера) и хладноломкость (фосфор). Выделяют следующие категории качества:

• обыкновенное качество (применяется маркировка Ст, содержание фосфора и серы до 0,05%);
• качественная (серы и фосфора до 0,035%, маркировка «Сталь»);
• высококачественная (серы и фосфора до 0,025%, маркировка А);
• особовысококачественная (содержание серы и фосфора до 0,015%, маркировка Ш).

Классификация по назначению

Классификация углеродистых сталей по назначению определяет область применения сплавов. Инструментальные сплавы обладают повышенной прочностью, устойчивостью к механическим нагрузкам, устойчивостью к коррозии. Такой материал используют для изготовления инструментов, в том числе, ударных и режущих.

Область применения конструкционной стали достаточно обширна. Из металла изготавливают различные детали и элементы, в том числе, строительные металлоконструкции, элементы железнодорожных вагонов и т.д.

Классификация по способу раскисления

Важной характеристикой углеродистой стали является способ раскисления. Выделяют три вида стали: спокойные, полуспокойные кипящие. При равном процентном отношении углерода металлические сплавы будут иметь равные характеристики прочности и различные параметры пластичности.

Раскисление кипящих сталей производится при помощи марганца. Такой металл отличается неоднородностью слитка. Кипящие стали можно использовать для холодной ковки, изделия из сплавов плохо переносят пониженные температуры и не рекомендуются для использования в холодном климате.

При изготовлении полуспокойных сталей раскисление производится марганцем и алюминием. Полуспокойные стали отличает однородность слитка и стабильность характеристик. Спокойные стали раскисляются алюминием, марганцем и кремнием. Для этого вида металла характерна однородная структура, прочность, устойчивость к динамическим нагрузкам.

Маркировка углеродистой стали

Классификацию и применение углеродистой стали отображают в маркировке. Согласно принятым стандартам, применяют следующие обозначения:

• качество стали: ст – обыкновенная, сталь – качественная, А – высококачественная;
• по способу раскисления: кп – кипящая; сп – спокойная, пс – полуспокойная;
• инструментальная сталь – У (в маркировке также указывают содержание углерода в процентах);
• соответствие нормативам – Б;
• качественная сталь, которая может свариваться между собой – И.

Для высококачественной стали также применяют маркировку, показывающую область применения сплава. Из буквенных обозначений также узнают количество примесей:

• В - вольфрам;
• Н – никель;
• К - кобальт;
• Г - марганец и т.д.

Для маркировки стального проката применяют цветовое обозначение, это позволяет не путать сорта металлопроката при транспортировке и хранении. Принято использовать следующие обозначения:

• Красный – высокопрочные стали;
• Желтый – конструкционные стали;
• Синий – нержавеющие стали;
• Зеленый - сталь универсального применения.

Где применяют углеродистую сталь

Углеродистая сталь имеет широкую сферу применения. В зависимости от квалификационных характеристик материал используют для изготовления инструментов, элементов трубопровода, металлопроката. Сталь высокого качества могут использовать для изготовления деталей производственного оборудования, элементов для высокоточных приборов и т.д.