Влияние азота, кислорода и водорода

Азот и кислород присутствуют в стали в виде хрупких неметаллических включений. Они являются концентратами напряжений, сильно понижают предел выносливости,вязкость. Очень вредным является растворенный в стали водород, который сильно охрупчивает сталь. Он приводит к образованию в катанных заготовках и крупных поковках флокенов. Это очень тонкие трещины овальной или округлой формы.

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕй

Конструкционные:Обычного качества, Качественные. Инструментальные: Качественные, Высококачественные.

1.по химическому составу они могут быть: -низкоуглеродистыми ( менее 0,3 % С); -среднеуглеродистые ( 0,3-0,6 % С); -высокоуглеродистые ( свыше 0,7 % С).

2. по качеству: -стали обыкновенного качества; -качественные; -высококачественные. Под качеством стали понимают совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства.

Нормы содержания Стали обыкновенного качества содержат до 0,06% серы и 0,07 % фосфора. Качественные стали - не более 0,04 % серы и 0,03 % фосфора. Высококачественные - не более 0,025 % серы и 0,025 % фосфора. Особовысококачественные - не более 0,015 % серы и 0,025 % фосфора.

3.По способу производства: стали подразделяются на: Бессемеровскую Мартеновскую Кислородно-конвертерную Электростали

4.По способу раскисления и характеру затвердевания: -Спокойные (СП); -Полуспокойные (ПС); -Кипящие (КП)

Раскисление –это процесс удаления из жидкого металла кислорода, проводимый для предотвращения хрупкого разрушения стали при горячей деформации.

Спокойные стали – раскисляют марганцем, кремнием, алюминием. Они содержат мало кислорода и затвердевают спокойно без газовыделений. Кипящие стали –раскисляют только марганцем. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании, частично взаимодействия с углеродом, удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название. Полуспокойные стали –промежуточные между кп и сп.

5 . По назначению стали подразделяются на: -конструкционные– (идущие для изготовления деталей машин и приборов, конструкций, подвергающихся механическим нагрузкам). Основное требование, предъявляемое к ним – конструкционная прочность. Как правило, они содержат до 0,6 % С. инструментальные– ( идущие для изготовления инструментов) Главное требование – высокая твердость и износостойкость. Содержание углерода в них как правило более 0,6% С.

УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА

Они наиболее дешевы, в них допускается повышенное содержание вредных примесей, а также газонасыщенность и загрязненность неметаллическими включениями. Углеродистую сталь обыкновенного качества изготавливают следующих марок: Ст0 Ст1кп Ст2кп Ст3кп Буквы Ст – обозначают «сталь», цифра – условный номер марки в зависимости от химического состава, кп,сп, пс – степень раскисления.

Из сталей обыкновенного качества изготавливается: балки, швеллеры, уголки прутки, а также листы, трубы, поковки.

УГЛЕРОДИСТЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ СТАЛИ

Эти стали выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и ведения плавки и разливки. К ним предъявляют более высокие требования по хим. Составу и структуре. Содержание серы - не более 0,04 % фосфора – не более 0,035-0,04 %.Различают следующие марки качественных углеродистых сталей: 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 49, 45, 50, 55, 60, 65 Цифра – показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Спокойные стали маркируются без индекса,, полуспокойные и кипящие с индексом- пс или кп.

Низкоуглеродистые стали (С менее 0,25%) 05кп, 08,10,10кп – обладают невысокой прочностью и высокой пластичностью. Среднеуглеродистые стали (0,3-0,5%С) Высокоуглеродистые стали60,65,70 –в основном используются для изготовления пружин и рессор.

Инструментальные углеродистые сталиУ7,У8,У8АГ,У9,У10,У11,У12,У13Маркируются буквой У и цифрами, показывающими среднюю массовую долю углерода в десятых долях % . Г – повышенная массовая доля марганца

Автоматные сталиЭто стали с улучшенной обрабатываемостью резанием. Достигается это введением в конструкционную сталь серы, свинца, фосфора. Автоматные стали маркируют буквой «А»- автоматная, присутствие свинца обозначается С» «. Цифра – среднее содержание углерода в сотых долях процента

ЧУГУНЫ

Чугуны - это сплавы железа, содержащие от 2,14 до 6,67% углерода. Чугуны – более дешевый материал, чем стали. Они обладают пониженной температурой плавления, хорошими литейными свойствами. За счет этого из чугунов можно делать отливки более сложных форм, чем из сталей. Чугуны плохо деформируются (в обычных условиях не поддаются ковке). Благодаря сочетанию высоких литейных свойств с достаточно высокой прочностью и износостойкостью, а также относительной дешевизне чугуны широко применяются в машиностроении. Детали машин, полученные из чугунных отливок, значительно дешевле, чем детали, изготовленные обработкой резанием или из поковок или штамповок.

В зависимости от того, в каком состоянии находится углерод в сплавах, различают следующие виды чугунов: белые - углерод или часть его находится в связанном состоянии. серые- углерод или часть его находится в виде графита пластинчатой формы. высокопрочные - графит шаровидной формы. ковкие- графит в виде хлопьев. В структуре чугунов с графитом различают включения графита и металлическую основу, которая может быть - ферритная, феррито-перлитная или перлитная.

Белый чугун

Такое название он получил по виду излома, который имеет белый, блестящий вид. Углерод в белом чугуне находится в связанном состоянии, в виде цементита. В зависимости от содержания углерода белые чугуны могут быть: доэвтектическими ( перлит +цементит + ледебурит), эвтектическими (ледебурит) заэвтектическими ( цементит и ледебурит)

Серый чугун

Такое название чугун получил по виду излома, который имеет серый цвет. В структуре серого чугуна весь углерод или его часть находится в виде графита. Графит - это аллотропическая модификация чистого углерода. Кристаллическая решетка графита - гексагональная, слоистая, что делает графит малопрочным и мягким. Процесс образования в чугунах графита называется графитизацией.

Высокопрочные чугуны

Высокопрочным называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. По содержанию остальных элементов высокопрочный чугун не отличается от серого.

Ковкие чугуны

Ковкими называют чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Ковкие чугуны – условное название более пластичного по сравнением с серым чугуна