Стали по ГОСТ, класифікація, властивості.
Сталь - деформується (ковкий) сплав заліза з вуглецем (до 2%) і іншими елементами. Це найважливіший матеріал, який застосовується в більшості галузей промисловості. Існує велика кількість марок сталей, що розрізняються за структурою, хімічним складом, механічними і фізичними властивостями.
Основні характеристики стали:
- густина
- модуль пружності і модуль зсуву
- коефіцієнт лінійного розширення
- та інші
За хімічним складом сталі поділяються на вуглецеві і леговані. Вуглецева сталь поряд з залізом і вуглецем містить марганець (0,1-1,0%), кремній (до 0,4%).
Сталь містить також шкідливі домішки (фосфор, сірку, гази - непов'язаний азот і кисень). Фосфор при низьких температурах надає їй крихкість (хладноломкость), а при нагріванні зменшує пластичність. Сірка призводить до утворення дрібних тріщин при високих температурах (красноломкость).
Щоб надати стали будь-які спеціальні свойст (корозійної стійкості, електричні, механічні. Магнітні, і т.д.), в неї вводять легуючі елементи. Зазвичай це метали: алюміній, нікель, хром, молібден, і ін. Такі стали називають легованими.
За призначенням сталі діляться на конструкційні, інструментальні і стали з особливими властивостями.
Конструкційні сталі застосовують для виготовлення будівельних конструкцій, деталей машин і механізмів, суднових і вагонних корпусів, парових котлів. Інструментальні стали служать для виготовлення різців, штампів та інших ріжучих, ударно-штампова і вимірювальних інструментів. До сталям з особливими властивостями відносяться електротехнічні, нержавіючі, кислотостійкі та ін.
2Fe + O2 = 2FeO + Q
Утворений оксид заліза (II) FeO, перемішуючись з розплавом, окисляє, кремній, марганець, фосфор і вуглець, що входять до складу чавуну:
Si + 2FeO = SiO2 + 2 Fe + Q
Mn + FeO = MnO + Fe + Q
C + FeO = CO + Fe - Q
Щоб довести до кінця окислювальні реакції в розплаві, додають так звані раскислители - феромарганець, феросиліцій, алюміній.
Марки сталі вуглецевої
Вуглецева сталь звичайної якості в залежності від призначення підрозділяється на три групи:
- група А - поставляється за механічними властивостями;
- група Б - поставляється за хімічним складом;
- група В - поставляється за механічними властивостями і хімічним складом.
Букви Ст означають сталь, цифри від 0 до 6 - умовний номер марки стали в залежності від хімічного складу і механічних властивостей. З підвищенням номера стали зростають межі міцності (σв) і плинності (σт) і зменшується відносне подовження (δ5).
Марку стали Ст0 привласнюють стали, відбраковані з яких-небудь ознаками. Цю сталь використовують в невідповідальних конструкціях.
У відповідальних конструкціях застосовують сталь Ст3сп.
Букви Б і В вказують на групу стали, група А в позначенні не вказується.
Якщо сталь відноситься до киплячої, ставиться індекс "кп", якщо до напівстійкою - "пс", до спокійної - "сп".
Марки стали легованої
Леговані стали крім звичайних домішок містять елементи, спеціально вводяться в певних кількостях для забезпечення необхідних властивостей. Ці елементи називаються Лігір. Лігувати стали поділяються залежно від змісту Лігір елементів на низьколеговані (2,5% легуючих елементів), середньолеговані (від 2,5 до 10% і високолеговані (понад 10%).
ЛІГІР добавки підвищують міцність, корозійну стійкість стали, знижують небезпеку крихкого руйнування. Як легуючі добавки застосовують хром, нікель, мідь, азот (в хімічно зв'язаному стані), ванадій і ін.
Нержавіюча сталь. Властивості. Хімічний склад
Нержавіюча сталь - легована сталь, стійка до корозії на повітрі, у воді, а також в деяких агресивних середовищах. Найбільш поширені хромонікелева (18% Cr b 9% Ni) і хромистая (13-27% Cr) нержавіюча сталь, часто з додаванням Mn, Ti та інших елементів.
Добавка хрому підвищує стійкість стали до окислення і корозії. Така сталь зберігає міцність при високих температурах. Хром входить також до складу зносостійких сталей, з яких роблять інструменти, шарикопідшипники, пружини.
Приблизний хімічний склад нержавіючої сталі (в%)