Сталі та сплави, їх призначення
Сталь - сплав заліза з вуглецем (до 2 % С). За хімічним складом сталь поділяють на вуглецеву і леговану, а за якістю - на сталь звичайної якості, якісні, підвищеної якості і високоякісну.
Вуглецеву Сталь звичайної якості поділяють на три групи
- Поставляється по механічних властивостях і застосовується в основному тоді, коли вироби з неї піддають гарячої обробці (зварювання, кування та ін), яка може змінити регламентовані механічні властивості (Ст0, Ст1 і ін);
- Поставляється по хімічному складу і застосовується для деталей, що піддаються такій обробці, при якій механічні властивості змінюються, а рівень їх крім умов обробки визначається хімічним складом (БСт0, БСт1 та ін);
- Постачається за механічними властивостями та хімічним складом для деталей, що піддаються зварюванні (ВСт1, ВСт2 та ін).
Вуглецеву сталь звичайної якості виготовляють наступних марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Стбпс, Стбсп.
Букви Ст позначають "Сталь", цифри - умовний номер марки залежно від хімічного складу, літери "кп", "пс", "сп" - ступінь розкислення ("кп" - кипляча, "пс" - полуспокойная, "сп" - спокійна).
Сталь вуглецева якісна конструкційна за видами обробки при поставці ділиться на горячекатаную і ковані, калібровану, круглу зі спеціальною обробкою поверхні - сріблянку. За вимогами до випробування механічних властивостей сталь поділяють на п'ять категорій.
Категорія 1 | Без випробування механічних властивостей на розтяг і ударну в'язкість | Гарячекатана, кована, калібрована, сріблянка |
Категорія 2 | З випробуванням механічних властивостей на розтяг і ударну в'язкість на зразках, виготовлених із нормалізованих заготовок розміром 25 мм (діаметр або сторона квадрата) | Гарячекатана, кована, калібрована, сріблянка |
Категорія 3 | З випробуванням механічних властивостей на розтяг на зразках, виготовлених із нормалізованих заготовок зазначеного в замовленні розміру, але не більше 100 мм | Гарячекатана, кована, що калібрується |
Категорія 4 | З випробуванням механічних властивостей на розтяг і ударну в'язкість на зразках, виготовлених з термічно оброблених (гартування + відпуск) заготовок зазначеного в замовленні розміру, але не більше 100 мм | Гарячекатана, кована, що калібрується |
Категорія 5 | З випробуванням механічних властивостей на розтяг на зразках, виготовлених із сталей в нагартованому або термічно обробленому стані (відпалений або высокоотпущенной) |
Леговану сталь за ступенем легування поділяють на низьколеговану (легуючих елементів до 2,5 %), среднелегированную (від 2,5 до 10 %), високолеговану (від 10 до 50 %). В залежності від основних легуючих елементів розрізняють сталь 14 груп. До высоколегированным відносять:
- Корозійностійкі (нержавіючі) сталі та сплави, що володіють стійкістю проти електрохімічної та хімічної корозії; міжкристалітної корозії, корозії під напругою та ін;
- Жаростійкі (окалиностойкие) стали і сплави, що володіють стійкістю проти хімічного руйнування в газових середовищах при температурі вище 50 °С, що працюють в ненавантаженому і слабонагруженном стані;
- Жароміцні сталі і сплави, що працюють в навантаженому стані при високих температурах протягом визначеного часу і які володіють при цьому достатньою жаростійкістю.
Електротехнічну тонколистову сталь поділяють:
- За структурним станом і видом прокатки на класи:
- Гарячекатана изотропная;
- Холоднокатана изотропная;
- Холоднокатана анізотропна з ребрової текстурою;
- За змістом кремнію:
- до 0,4 %;
- св. 0,4 до 0,8 %-,
- св. 0,8 до 1,8 %;
- св. 1,8 до 2,8 %;
- св. 2,8 до 3,8 %;
- св. 3,8-4,8 %,
- За основною нормованою характеристикою на групи:
- Питомі втрати при магнітній індукції 1,7 Тл і частоті 50 Гц (P1,7/50);
- Питомі втрати при магнітній індукції 1,5 Тл і частоті 50 Гц (P1,5/50);
- Питомі втрати при магнітній індукції 1,0 Тл і частоті 400 Гц (P1,0/400);
- Магнітна індукція в слабких магнітних полях при напруженості поля 0,4 А/м (0, 4);
- Магнітна індукція в середніх магнітних полях при напруженості поля 10 А/м (В10).
Леговану Сталь конструкційну в залежності від хімічного складу і властивостей ділять на якісну, високоякісну А, особовысококачественную Ш (електрошлакового переплаву). За видами обробки при поставці розрізняють сталь горячекатаную, ковану, калібровану, сріблянку. За призначенням прокат виготовляють:
- а) для гарячої обробки тиском і холодного волочіння (підкат);
- б) для холодної механічної обробки.
Зразкове призначення вуглецевої якісної конструкційної сталі | |
Маркування | Опис |
08кп, 10 | Деталі, виготовлені холодним штампуванням і холодної висадкою, трубки, прокладки, кріплення, ковпачки. цементуемые і цианируемые деталі, які не потребують високої міцності серцевини (втулки, валики, упори, копіри, зубчасті колеса, фрикційні диски) |
15, 20 | Малонагруженные деталі (валики, пальці, упори, копіри, осі, шестерні). тонкі деталі, що працюють на стирання, важелі, гаки, траверерсы, вкладиші, болти, стяжки та ін |
30, 35 | Деталі, що зазнають невеликі напруги (осі, шпинделі, зірочки, тяги, траверси, важелі, диски, вали) |
40, 45 | Деталі, від яких вимагається підвищена міцність (колінчасті вали, шатуни, зубчасті вінці, розподільні вали, маховики, зубчасті колеса, шпильки, храповики, плунжери, шпинделі, фрикційні диски, осі, муфти, зубчасті рейки, прокатні валки та ін) |
50, 55 | Зубчасті колеса, прокатні валки, штоки, бандажі, вали, ексцентрики, малонагруженные пружини і ресори і ін. застосовують після гартування з високим відпуском і в нормалізованому стані |
60 | Деталі з високими міцностними та пружними властивостями (прокатні валки, ексцентрики, шпинделі, пружинні кільця, пружини і диски зчеплення, пружини амортизаторів). застосовують після гарту або після нормалізації (великі деталі) |
Зразкове призначення низьколегованих тонколистової та широкосмугового універсальної сталей | |
Маркування | Опис |
09Г2 | Для деталей зварних конструкцій, виготовлених з листів. Обробляється різанням задовільно |
09Г2С | Для парових котлів, апаратів і ємностей, що працюють під тиском при температурі -70 - +450 °С; для відповідальних зварних листових конструкцій в хімічному та нафтовому машинобудуванні, суднобудуванні. Добре зварюються. Обробляються різанням задовільно |
10ХСНД | Для зварних конструкцій хімічного машинобудування, фасонних профілів в суднобудуванні, вагонобудуванні |
15ХСНД | Для деталей вагонів, будівельних паль, складних профілів в суднобудуванні. Володіє підвищеною корозійною стійкістю |
15ГФ | Для зварних листових конструкцій у вагонобудуванні. Забезпечує високу якість зварного шва. Штампуємість задовільна |
Зразкове призначення легованої конструкційної сталі | |
Маркування | Опис |
15Х | Пальці поршневі, розподільні вали, штовхачі, хрестовини карданів, клапани, дрібні деталі, що працюють в умовах зносу при терті. Добре цементуется |
20Х | Кулачкові муфти, втулки, шпинделі, напрямні планки, плунжери, оправки, копіри, шліцеві вали і ін |
40Х | Для деталей, що працюють на середніх швидкостях при середніх тисках (зубчасті колеса, диски і вали в підшипниках кочення, черв'ячні вали) |
45Х, 50Х | Для великих деталей, що працюють на середніх швидкостях при невеликих тисках (шестерні, шпинделі, вали в підшипниках кочення, черв'ячні та шліцьові вали). Володіють високою міцністю і в'язкістю |
38ХА | Для зубчастих коліс, які працюють на середніх швидкостях при середніх тисках |
45Г2, 50Г2 | Для великих малонавантажених деталей (шпинделі, вали, зубчасті колеса важких верстатів) |
18ХГТ | Для деталей, що працюють на великих швидкостях при високих тисках і ударних навантаженнях (шестерні, шпинделі, кулачкові муфти, втулки та ін) |
20ХГР | Для важконавантажених деталей, що працюють при великих швидкостях і ударних навантаженнях |
15ХФ | Для дрібних деталей, що піддаються цементації і гартування з низьким відпуском (зубчасті колеса, поршневі пальці та ін) |
40ХС | Для дрібних деталей високої міцності |
40ХФА | Для відповідальних високоміцних деталей, що піддаються загартуванню і високому відпуску; для середніх і дрібних деталей складної конфігурації, що працюють в умовах зносу (важелі, штовхачі); для відповідальних зварних конструкцій, що працюють при знакозмінних навантаженнях |
35ХМ | Для валів, деталей турбін і кріплення, що працюють при підвищеній температурі |
45ХН, 50ХН | Аналогічно застосуванню сталі 40Х, але для деталей великих розмірів |
Зразкове призначення корозійностійких сталей і сплавів | |
Маркування | Опис |
20Х13, 08Х13, 12Х13, 25Х13Н2 | Для деталей з підвищеною пластичністю, що піддаються ударним навантаженням; деталей, що працюють в слабоагресивних середовищах |
30Х13, 40Х13, 08Х18Т1 | Для деталей з підвищеною твердістю; ріжучий, вимірювальний, хірургічний інструмент, клапанні пластини компресорів та ін. (у сталі 08Х18Т1 краще штампуємість) |
06ХН28МТ | Для зварних конструкцій, що працюють в середньо агресивних середовищах (гаряча фосфорна кислота, сірчана кислота до 10% та ін) |
14X17H2 | Для різних деталей хімічної та авіаційної промисловості Володіє високими технологічними властивостями |
95Х18 | Для деталей високої твердості, що працюють в умовах зносу |
08X17T | Рекомендується в якості замінника сталі 12Х18Н10Т для конструкцій, що не піддаються ударним впливам при температурі експлуатації не нижче - 20 °С |
15X25T, 15Х28 | Аналогічно стали 08X17T, але для деталей, що працюють в більш агресивних середовищах при температурах від - 20 до 400 °С (15Х28 - для спаїв зі склом) |
20Х13Н4Г9, 10Х14АГ15, 10Х14Г14НЗ | Замінник сталей 12X18H9, 17Х18Н9 для зварних конструкцій |
09Х15Н8Ю, 07X16H6 | Для високоміцних виробів, пружних елементів; сталь 09Х15Н8Ю - для оцтовокислих і сольових середовищ |
08X17H5M3 | Для деталей, що працюють в сірчанокислих середовищах |
20X17H2 | Для високоміцних важконавантажених деталей, що працюють на стирання і удар в слабоагресивних середовищах |
10Х14Г14Н4Т | Замінник стали 12Х18Н10Т для деталей, що працюють в слабоагресивних середовищах, а також при температурах до 196 °С |
15Х18Н12С4ТЮ | Для зварених виробів, що працюють в повітряному і агресивних середовищах, у концентрованій азотній кислоті |
08X10H20T2 | Немагнітна сталь для деталей, що працюють в морській воді |
04X18H10, 03X18H11, 03X18H12, 08X18H10, 12X18H9, 12X18H12T, 08X18H12T, 06X18H11 | Для деталей, що працюють в азотній кислоті при підвищених температурах |
12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ | Для зварних конструкцій в різних галузях промисловості Для зварних конструкцій, що працюють при температурі до 80 °С сірчаної кислоти різних концентрацій (не рекомендуються 55 %-я оцтова і фосфорна кислоти) |
09Х16Н4Б | Для високоміцних штампосварных конструкцій і деталей, що працюють в контакті з агресивними середовищами |
07Х21Г7АН5 | Для зварних конструкцій, що працюють при температурах до - 253 °С і в середовищах середньої агресивності |
03Х21Н21М4ГБ | Для зварних конструкцій, що працюють в гарячій фосфорної кислоти, сірчаної кислоти низьких концентрацій при температурі не вище 80 °С, азотній кислоті при температурі до95°С |
ХН65МВ | Для зварних конструкцій, що працюють при високих температурах в сірчано - і солянокислих розчинах, в оцтовій кислоті |
Н70МФ | Для зварних конструкцій, що працюють при високих температурах в соляної, сірчаної, фосфорної кислоти і інших середовищах відновного характеру |
Зразкове призначення інструментальної нелегированнои сталі різних марок | |
Маркування | Опис |
У7, У7А | Для обробки дерева: сокир, колунов, стамесок, доліт. Для пневматичних інструментів невеликих розмірів: зубил, обтискачів, бойків. Для ковальських штампів. Для голкової дроту. Для слюсарно-монтажних інструментів: молотків, кувалд, борідок, викруток, комбінованих плоскогубців, гострогубців, бічних кусачок і ін. |
У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А | Для виготовлення інструментів, що працюють в умовах, не викликають розігріву ріжучої кромки. Для обробки дерева: фрез, зенковок, поковок, сокир, стамесок, доліт, поздовжніх і дискових пив. Для накатних роликів, плит і стрижнів, форм для лиття під тиском олов'яно-свинцовистых сплавів. Для слюсарно-монтажних інструментів: обтискачів для заклепок, кернер, борідок, викруток, комбінованих плоскогубців, гострогубців, бічних кусачок. Для калібрів простої форми і низьких класів точності. Для холоднокатаної термообробленої стрічки товщиною від 2,5 до 0,02 мм, призначеної для виготовлення плоских і кручених пружин і пружних деталей складної конфігурації, клапанів, щупів, берд, ламелей двоільних ножів, конструкційних дрібних деталей, в т. ч. для годинників і т. д. |
У10А, У12А | Для сердечників. |
У10, У10А | Для голкової дроту. |
У10, У10А, У11, У11А | Для виготовлення інструментів, що працюють в умовах, не викликають розігріву ріжучої кромки. Для обробки дерева: пилок ручних поперечних та столярних, пив машинних столярних, спіральних свердел. Для штампів холоднел штампування (витяжних, высадочных, обрізних та вирубних) невеликих розмірів і без різких переходів по перерізу. Для калібрів простої форми і низьких класів точності. Для накатних роликів, напилків, шаберов слюсарних та ін. Для напилків, шаберов. Для холоднокатаної термообробленої стрічки товщиною від 2,5 до 0,02 мм, призначеної для виготовлення плоских і кручених пружин і пружних деталей складної конфігурації, клапанів, щупів, берд, ламелей двоільних ножів, конструкційних дрібних деталей, в т. ч. для годинників і т. д. |
У12, У12А | Для ручних мітчиків, напилків, шаберов слюсарних. Штампів для холодного штампування обрізних та вирубних невеликих розмірів і без переходів по перерізу, холодновысадочных пуансонів і штемпелів дрібних розмірів калібрів простої форми і низьких класів точності. |
У13, У13А | Для інструментів з зниженою зносостійкістю при помірних та значних питомих тисках (без розігріву ріжучої кромки); напилків, бритвених лез і ножів, гострих хірургічних інструментів, шаберов, гравірувальних інструментів. |
Призначення ресорно-пружинної сталі | |
Маркування | Опис |
60С2, 60С2А | Для ресор зі смугової сталі товщиною 3 - 16 мм і пружинної стрічки товщиною 0,08 - 3 мм; для витих пружин з дроту діаметром 3 - 16 мм. Обробляються різанням погано. Максимальна температура експлуатації 250 °С |
70СЗА | Для важконавантажених пружин відповідального призначення. Сталь схильна до графітизації |
50ХГ, 50ХГА | Для ресор зі смугової сталі товщиною 3 - 18 мм. Обробляється різанням погано |
50ХФА, 50ХГФА | Для відповідальних пружин і ресор, що працюють при підвищеній температурі (до 300 °С); для пружин, що піддаються багаторазовим змінних навантажень |
60C2XA | Для великих високонавантажених пружин і ресор відповідального призначення |
60C2H2A, 65C2BA | Для відповідальних високонавантажених пружин і ресор, виготовлених із каліброваної сталі і пружинної стрічки |
Призначення електротехнічної тонколистової сталі | |
Маркування | Опис |
1211,1212, 1213, 22110 | Для якорів і полюсів електричних машин постійного струму, для роторів і статорів асинхронних двигунів промислової частоти потужністю до 100 кВт, для магнітопроводів приладів. Висока пластичність |
1311, 1312 | Для роторів і статорів асинхронних двигунів потужністю від 100 до 400 кВт. Пластичність хороша |
1411,1412, 2411 | Для роторів і статорів асинхронних двигунів потужністю 400 - 1000 кВт, малопотужних силових трансформаторів, для двигунів підвищеної частоти. Пластичність задовільна |
- Моменти затягування метричних болтів, гвинтів і гайокЗначення крутного моменту для конкретного розміру болта залежить від: Матеріалу та класу міцності болта. Матеріалу деталей, що з'єднуються (сталь, кольоровий метал або пластик). Наявність або відсутність антикорозійного покриття у гвинта. Чи є кріплення сухим, чи в мастилі. Довгі різі.
- Чи можна повторно використовувати болтиПеред повторним використанням болтів завжди треба враховувати рівень безпеки збирання й економічні чинники. Механікам часто бракує ключової інформації — наприклад, про те, чи перевищена робоче навантаження на вузол, чи то він занадто сильне нагрівання. Оскільки втомлені тріщини важко виявити, використання нового болта (гвинта, гайки або шайби) часто рекомендується з міркувань безпеки, а також для того, щоб уникнути юридичних наслідків.