Классификация сталей, обработка давлением, термообработка.

По химическому составу стали условно подразделяют на углеродистые (без легирующих элементов), низколегированные, легированные, высоколегированные, стали и сплавы с особыми физико-химическими свойствами.

В зависимости от количества углерода углеродистые стали подразделяют на низкоуглеродистые (до 0,25 % углерода), среднеуглеродистые (0,25 – 0,7 %), высокоуглеродистые (более 0,7 %).

Легированными называют стали, в которых кроме железа, углерода, случайных примесей и технологических добавок содержатся легирующие элементы для придания сталям специальных свойств. Основными легирующими элементами являются марганец, кремний, хром, никель, вольфрам, молибден и др.

В низколегированных сталях суммарное содержание легирующие элементов должно быть не более 2,5 % (кроме углерода), в легированных - от 2,5 до 10 %, в высоколегированных - более 10 % при содержании в них железа не менее 45 %. Сплавы на основе железа содержат железа менее 45 %, но его количество больше, чем любого другого элемента.

В зависимости от вида легирующих элементов стали называют марганцовистыми, кремнистыми, хромистыми и т.д.

По назначению выделяют следующие основные группы сталей: топочную и котельную, для железнодорожного транспорта (рельсовую, для бандажей железнодорожных колес и др.), конструкционную (для изготовления различных металлоконструкций, строительства зданий, мостов, различных машин), шарикоподшипниковую, инструментальную (для изготовления различных инструментов, резцов, валков прокатных станов, деталей кузнечно-штамповочного оборудования и др.), рессорно-пружинную, трансформаторную, орудийную, трубную и другие..

По структуре классификация в значительной степени условна.

В равновесном состоянии стали подразделяют на доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные.

После охлаждения на воздухе образцов небольшого сечения с температуры приблизительно 900 ^оС стали подразделяют на перлитные, бейнитные, мартенситные, ледебуритные, ферритные и аустенитные.

По качеству стали подразделяют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Главными признаками по качеству стали являются более жесткие требования по химическому составу и, прежде всего, по содержанию вредных примесей, таких как фосфор и сера. Категория обыкновенного качества относится только к углеродистым сталям, все остальные категории качества могут относиться к любым по степени легирования сталям.

К высоколегированным сталям и сплавам с особыми физико-химическими свойствами относят:

- коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии;

- жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения в газовых средах при температуре выше 550 °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;

- износостойкие стали и др.

Обработка металлов давлением основана на пластичности металлов.

При производстве металлических изделий применяют обработку металлов давлением как в горячем, так и в холодном состоянии. Исходными материалами для обработки металлов давлением являются слитки и заготовки различных размеров и массы. Основными способами обработки металлов давлением являются: прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка.

Прокатка.Среди различных методов пластической обработки прокатка занимает особое положение, поскольку данным способом производят как готовые изделия, пригодные для непосредственного использования в строительстве и машиностроении (шпунт, рельсы, профили сельскохозяйственного машиностроения и др.), так и заготовки для последующей обработки ковкой, штамповкой, прессованием, волочением или реза­нием.

Сущность процесса прокатки заключается в деформировании (обжатии) заготовки металла между вращающимися валками прокатных станов в целях уменьшения поперечного сечения заготовки и придания ей заданной формы.

Прокатные станы различают по назначению (обжимные (блюминги и слябинги), заготовочные, сортовые, листовые и специальные); количеству валков (двух-, трех-, четырех- и многовалковые) и схеме их расположения.

Различают горячую, холодную и теплую прокатку. Основная часть проката (заготовки, сортовой и листовой прокат, трубы, шары и др.) производится горячей прокаткой при начальных температурах стали 1000 – 1300 °С. Холодная прокатка применяется главным образом для производства листов и ленты толщиной менее 1,5 – 6 мм, прецизионных сортовых профилей и труб. Кроме того, холодной прокатке подвергают горячекатаный металл для получения более гладкой поверхности и лучших механических свойств. Теплая прокатка в отличие от холодной происходит при несколько повышенной температуре с целью снижения упрочнения (наклепа) металла при его деформации.