Конструкционные стали

Конструкционные стали их виды и обозначения

Конструкционные стали предназначены для изготовления деталей машин, приборов, метизов, сооружений и конструкций. Она обладает рядом механических, физико-химических и технологических свойств.

Бывают:

  1. Углеродистые
  2. Автоматные
  3. Хромистые, цементируемые
  4. Легированные стали
  5. Инструментальные стали
  6. Рессорно-пружинные стали
  7. Шарикоподшипниковые стали
  8. Коррозионностойкие стали
  9. Жаростойкие и жаропрочные стали.

Углеродистые стали в сою очередь бывают:

- низкоуглеродистые

-среднеуглеродистые

-высокоуглеродистые

Низкоуглеродистые в зависимости от назначения, химического состава и механических свойств изготовляются из марок:Ст 1, Ст 2, Ст 3, 4, 5, 6. Где цифры- условный номер марки стали. С увеличением номера возрастает количество углерода, а также ее прочность, но снижается ее пластичность.

Низкоуглеродистые стали не поддаются термообрабатке.

Марка Назначение
Ст 1 Для производства: шайбы, прокладки, заклепки.
Ст 3 Для производства: заклепки, шайбы, перфарированные ленты.
 

Из нее изготовляют: уголки, прутки, трубы, ограждения, шайбы, заклепки, т.е. детали и конструкции неответственного назначения. Сталь имеет высокую пластичность и низкий предел текучести.

Среднеуглеродистые сталиимеют более повышенную прочность и достаточную пластичность после термообработки, поэтому широко применяется для изготовления различных деталей: болты, винты, гайки, шпильки.

Ст 10, Ст 15, Ст 20 производят винты, шайбы плоские, заклепки вытяжные st/st и т.д.

Ст 10 в сыром виде кл.пр 3.6, при холодной высадке кл.пр. 3.8 (шурупы, винты ТЕХ)

Хорошо цементируется.

Ст 20 - болты, гайки, шпильки кл.пр. 4.8; 5.6; 5.8.

Ст 35; Ст 45 – болты, винты, гайки, шпильки, молотки(ст45) фундаментные болты и гайки к ним, более высокого класса прочности.

Ст 35 в сыром виде кл.пр 7.6; 7.8

Ст 45 в сыром виде кл.пр. 8.6; 8.8

Марки сталей Назначение
10 Детали, не требующие высокой прочности, изготавливаемые штамповкой и холодной высадкой: крепежные детали кл.пр. 3.6, кожухи, детали кузовов; цементуемые и цианируемые детали.
35/45 Болты, шпильки кл.пр. 7.6-8.8.
80 Пружинящие детали и детали, подвергаемые абразивному износу: пружины, торсионы, шайбы Гровера, рессоры, ножевки по дереву, ножи и т.д.
 

Высокоуглеродистые стали (Ст 80) обладают высокой прочностью и износостойкостью, имеют высокий предел упругости, поэтому используют при изготовлении высоконагруженных деталей: прокатные валки, пружины, шайбы Гровера, рессоры, цанги, ножи, диски и т.д.

Автоматные стали для обработки на станках автоматах А12, А20, А30.

Эти стали имеют пониженную вязкость и пластичность, а так же низкую коррозионную стойкость, поэтому применяются для изготовления крепежных и мелких, слабонагруженных деталей машин и приборов.

Хромистые стали 30Х, 35Х, 40Х, 40ХС.

Могут иметь твердость до  71 ед.

Изготовляют высокопрочные болты и гайки.

Кл.пр. 10.9 – твердость 32-39 ед.

Кл.пр. 12.9 – твердость 41-47 ед.

Легированные стали на основе углеродистых сталей, в которые введены легирующие элементы. Легирующие элементы придают стали повышенные свойства: прочность, вязкость, износостойкость и т.д.

Для этого стали легируют Mn, Si,Cr,B,W, Mo, Ti и т.д.

30ХГСА - высоколегированная сталь.

30 ХГСА – 30% хром

                   30% марганец

                   30% кремний

В сыром виде кл.пр. 10.9, хорошо термообрабатывается, не требуется глубокий отпуск, слабо подвержен коррозии.

№ п/п Марка стали Назначение
1 40Х Крепежные детали кл.пр. 8.8-12.9
2 30ХГСА Ответственные крепежные детали кл.пр. 10.9-14.6

 

 

 

Инструментальные стали  9ХС, У7, У8, У9, У12,Ст 45, Ст50, Х6ВФ, Р6М5.

 9ХС– пилы по дереву

У7, У8, У9 – плоскогубцы

У12 – бокорезы, кусачки, твердость режущей кромки не менее 61-64 ед.

Ст 45, Ст50 – молотки

Х6ВФ, Р6М5 – режущий инструмент

Рессорно-пружинные.Такие стали должны обладать высоким пределом упругости и выносливости. Сталь содержит марганец, который придает ей пружинистые свойства. Из этой стали изготовляют  пружины, рессоры, шайбы Гровера и т.д.

65Г, Ст 70, 60С2.

Шарикоподшипниковые стали применяются для изготовления подшипников качения (ролики, шарики, кольца, плунжеры). Сталь обладает высокой твердостью и высокой коррозионной стойкостью. Имеет легирующие элементы (Cr, Mn, Si, Ni) и подвергается термообработке, после чего имеет твердость HRC 60-66 ед. Наиболее часто применяемая сталь ШХ15. Применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой твердости, износостойкости и контактной прочности.

(C=1%, Cr = 1,5%). Из стали ШХ15 и ШХ15СГ так же изготовляют штангенциркули.

Коррозионностойкие стали в зависимости от свойств могут применяться в воде, щелочной и кислотной среде, морской воде, влажной атмосфере или почве. Коррозионностойкие стали легируются в основном Cr и Ni, а также Ti,Mn,Mo,Nb,Al, эти элементы придают стали высокие коррозионностойкие свойства в определенных средах.

Наиболее широко распространенной коррозионностойкой сталью являются 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т. Сталь имеет высокие технологические и механические свойства и может применяться в среде, где присутствует азотная кислота, в щелочной среде, хлористых солей и морской воде.

12Х18Н10Т содержит 0,12% - углерод

                                           18% - хром

                                           10% - никель

                                          Титан не превышает 1-1,5%

Сталь 12Х18Н10Т имеет класс прочности 6.6

 

13Х13, 20Х13 – шайба Гровер – А2

60Х13, 65Х13, 40Х13 – шайба Гровер – А4

 

Коррозионностойкие стали делятся на:

- Ферритныестали, с большим содержанием железа 12Х13, 12Х17, 20Х13.

Производят оснастку для печей, корыта, емкости, а также пружинные шайбы и кольца  с разными классами коррозионной стойкости.

Сталь термообрабатывается.

- Мартенситныестали имеют высокую коррозионную стойкость, содержат большее количество легирующих элементов.

 30Х13, 40Х13, 65Х13, 95Х18.

Мартенситные нержавеющие стали хорошо термообрабатываются.

Используют для производства медицинского инструмента, высокопрочныйкрепеж до 16 класса прочности, шайбы Гровер и т.д.

Кроме того мартенситные стали широко применяются в приборостроении и производстве посуды определенного назначения.

- Аустенитные стали не магнитные, т.к. содержат мало железа.

Не термообрабатывается, имеет высокую коррозионную стойкость, но вязкая. 08Х18Н9(Н7, Н10)Т, 12Х18Н10Т.

Сталь 08Х18Н10Т имеет рабочую температуру до 680 С

Сталь 12Х18Н10Т имеет рабочую температуру 850-920 С

Изготовляют трубы, детали печной арматуры, патрубки, конечно болты, гайки и т.д.

№ п/п Марка Структура Назначение
1 12Х13 20Х13 Феррит + мартенсит Высокопрочный нержавеющий крепеж А2
2 30Х13 40Х13 Мартенсит Режущий, мерительный и хирургический инструмент, высокопрочный крепеж А4.
3 12Х18Н10Т Аустенит Изготовление крепежа работающего в среде высокой агрессивности: крепеж печной арматуры, крепеж теплообменников, кислотостойкий крепеж для судов и кораблей.

 

 

 

 

Жаростойкие стали имеют способность сопротивляться окислению в газовой среде при высокой температуре. Для повышения жаростойкости сталь легируется элементами, которые изменяют состав окалины. Такими элементами являются Cr,Al,Si.Изготовляют электронагреватели печей, газопроводы, теплообменники, жаропрочный крепеж для систем выхлопа и т.д.

40Х9С2 рабочая температура 600-650 С

14Х17Н3 рабочая температура до 1000 С

15Х25Т – 800-1000 С

Х23Ю5Т – 1350-1400 С

Жаропрочные стали имеют способность сопротивляться деформации и разрушению в области высоких температур. Для повышения жаропрочности стали легируют элементами Cr,Mo,W,Al,Ti,Nb, которые образуют карбиды.

Изготовляют клапаны тракторов, клапаны легковых машин, трубы пароперегревателей для котлов.

30Х13Н7С2 - рабочая температура 900 С

Х6С – рабочая температура 700 С

15ХМ – рабочая температура 550 С

№ п/п Марка Рабочая температура оС Назначение
1 Х17 600-650 1000-1100 Фланцевый крепеж котлоагрегатов.
2 Х13Ю4 900-950 Крепеж рекуператоров, теплообменники, колосники.
3 14Х17Н2 800-1000 Крепеж выхлопных систем и котлоагрегатов.
4 Х23Ю5Т 1350-1400 Крепления камеры сгорания химических установок.

 

 

 

 

Конструкционные стали общего назначения: 09Г2С, 10Г2С, 08Г2Р.

Сталь 09Г2С низколегированный сплав, содержит 96% железа.

Имеет хорошую свариваемость, устойчива к механическим разрушениям.

Используется при температуре от -70 до +425 С

Но сталь подвержена коррозии.

Конструкционные стали общего назначения применяются для производства метизов, в машиностроении, нефтяной промышленности (прокладка труб), в строительстве (несущие конструкции, ограждения)