КАКОВЫ ТИПЫ СТАЛИ? МАРКИ СТАЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Сталь является одним из самых популярных и используемых материалов в мире. Он используется, в частности, в промышленности, строительстве, автомобилестроении, гастрономии, а также в медицине. Его основными компонентами являются железо и углерод, но характеристики стали определяются другими металлами, элементами или неметаллическими включениями, добавляемыми в сплав. По данным Всемирной ассоциации производителей стали (международная торговая организация черной металлургии), существует более 3500 различных марок стали, каждая из которых имеет определенные физические, химические и экологические свойства. Другие виды стали используются для тяжелых и прочных конструкций, а другие используются на кухне или для создания медицинских инструментов. Каковы типы и области применения стали?

Что такое сталь и как она производится?

Этот термин определяется как сплав железа с углеродом, подвергнутый пластической обработке и термообработке. Согласно стандартам РФ, первый компонент (в данном случае железо) составляет большую часть смеси, а второй компонент (уголь) не более 2,11%.

В случае более высокого содержания углерода его называют чугуном или легированной сталью. Чрезвычайно важными компонентами стали являются те, которые определяют ее свойства. К ним относятся в основном металлы – обычно:

• алюминий – элемент, препятствующий росту аустенитных зерен и обладающий раскисляющим действием,
• хром – повышает прочность и твердость, повышает ударную вязкость. В инструментальных сталях повышает прокаливаемость, а в случае нержавеющих сталей — определяет коррозионную стойкость, например марка стали 30Х13
• марганец – элемент, повышающий эластичность и стойкость к истиранию, а за счет пластичности материала улучшающий прочность и твердость сплава,
• кремний – обладает раскисляющим действием, а также повышает прочность и твердость стали,
• вольфрам — повышает прочность и стойкость к истиранию
• никель – отвечает за повышение твердости и прочности стали и снижение температуры порога хрупкости,
• медь – имеет сходные физические свойства с чистым железом, но гораздо более устойчива к коррозии.

Такие элементы, как кислород, азот, сера и неметаллические включения, главным образом оксиды серы и фосфора, называются примесями.

Есть несколько способов получения стали. Его получают из чугуна в процессе рафинирования (селективного окисления с удалением нежелательных компонентов) или с применением конвертерных, дуговых и вакуумных печей, позволяющих получать сплав высокого качества. Расплавленная сталь не имеет большой ценности, поэтому ей следует придать окончательную форму, а затем защитить ее от процессов коррозии металла. Обычно сталь отливают в готовые формы.

Какие бывают виды стали? Типы стали

Мы уже знаем, что существует множество разновидностей стали. Различные типы стали производятся в соответствии со свойствами, необходимыми для их применения, и используются разные системы классификации, чтобы различать стали на основе этих свойств. Стоит знать, что существуют разные квалификации и названия стандартов — в статье мы используем польские стандарты PN-EN 10020:2003.

Наиболее важными факторами, благодаря которым мы делим сталь на группы, являются:

• химический состав (нелегированные и легированные стали)
• использование пластмасс и легирующих добавок (конструкционных и инструментальных сталей или специальных сталей, в том числе коррозионностойких).
• степень чистоты.

Виды стали — нелегированная сталь

Ее еще называют углеродистой сталью, для нее характерно содержание углерода до 2,11% от общей массы. Он содержит незначительное количество других элементов, а это означает, что, как правило, нет определенного содержания хрома, никеля, кобальта, титана или других элементов для достижения желаемого эффекта легирования. На его долю приходится 90% всего производства стали. Важной особенностью углеродистой стали также является возможность ее производства из переработанной стали и первичной стали.

Твердость, сопротивление и гибкость конечного материала зависят от содержания углерода. Нелегированные стали можно разделить на три группы.

1. Низкоуглеродистая сталь

Также известная как мягкая сталь, обычная или низкоуглеродистая сталь, она содержит только до 0,3% углерода. Важными его свойствами являются высокая гибкость, пластичность и легкость обработки (в том числе холодной). Он чрезвычайно широко используется и в настоящее время является одним из самых популярных видов стали.

2. Среднеуглеродистая сталь

Это наиболее оптимальное сочетание прочности и пластичности сплава. Количество углерода измеряется в пределах 0,3 — 0,6%, и чем выше его содержание, тем лучше термообработка. В среднеуглеродистую сталь часто добавляют легирующие элементы в виде хрома или никеля. Этот тип используется, например, для производства автомобильных деталей, таких как оси, шестерни и муфты, или для производства железнодорожных рельсов.

3. Высокоуглеродистая сталь

Самый прочный из этого подразделения, он содержит в своем составе 0,6 – 1% углерода. Большое его количество влияет на сопротивление резанию и изгибу этого сплава, что делает его идеальным для производства, например, пружин или проволоки. Из-за своего использования он имеет альтернативное название инструментальной стали. Сравнивая ее со средне- и низкоуглеродистой сталью, она намного лучше по прочности и твердости, но однозначно менее пластична.

Виды стали — легированная сталь

Это разновидность стали, в сплав которой введены другие добавки (элементы) в количестве от нескольких до нескольких десятков процентов. Согласно польским стандартам их масса должна быть равна или больше указанной в таблице с допустимой концентрацией. В процессе производства стали чаще всего используются марганец, хром, ванадий, никель, вольфрам, а также кобальт, медь, церий, ниобий, титан, олово, цинк, свинец и цирконий. Отдельные добавки могут, например:

• повысить прокаливаемость стали,
• получить определенные прочностные характеристики,
• изменить структуру сплава,
• облегчить и ускорить его термическую обработку
• придают стали новые химические и физические свойства.

Легированные стали можно разделить на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные. Их различие связано с содержанием углерода и отдельных примесей. Они отличаются высокой прочностью, твердостью и устойчивостью к износу и коррозии. Применяются довольно нетрадиционные продукты, поскольку они обладают специфическими свойствами, связанными с легирующими добавками. Они используются для производства, среди прочего, электродвигателей, трансформаторов, электрогенераторов, лопаток турбин реактивных двигателей и даже ядерных реакторов.