классификация стали

Что такое сталь? Классификация сталей

Сталь — это материал, который представляет собой сплав железа (не менее 45%) с углеродом (не более 2,14%) и другими химическими элементами. Считается одним из первых сплавов, который человек научился получать самостоятельно, переплавляя железную руду в специальной печи. До этого практически все металлы, известные человеку, получались из готовых самородков. Главными преимуществами стали являются высокая прочность при доступности сырья и относительно простой способ производства. Именно это сочетание делает сплавы железа абсолютным лидером.

Преимущества и недостатки стали

Преимущества:

  • высокий уровень прочности и твердости;
  • разнообразие свойств благодаря различным добавкам;
  • вязкость и упругость;
  • легкость механической обработки;
  • высокая износостойкость, долговечность;
  • экономически выгодный метод производства.

Недостатки:

  • материал не устойчив к коррозии;
  • способность сплава накапливать электричество;
  • большой вес сплавов;
  • процесс изготовления изделий содержит много этапов.

Примеси в стали и легирующие элементы

Нежелательные компоненты в составе стали называются примесями. Химические вещества, которые вводятся для повышения характеристик стали, называются легирующими элементами. К нежелательным и вредным добавкам относятся фосфор и сера. Они вызывают хладноломкость и красноломкость металла.

Наличие примесей в стальных слитках строго регламентируется соответствующими документами и постоянно контролируется в процессе производства.

Классификация сталей

Стали классифицируют по нескольким характеристикам: назначению, химическому составу, качеству, структуре.

Классификация сталей по химическому составу

Легированная сталь — это сплав, который содержит специальные легирующие добавки, позволяющие в значительной степени менять ряд ее механических и физических характеристик. К основным легирующим компонентам относятся хром, никель, марганец. Также для улучшения характеристик применяют кремний молибден, вольфрам, кобальт, титан, ванадий и другие химические элементы. По типу легирующих веществ стали подразделяют на хромовые, никелевые и т. д. Легированная сталь находит применение в нефтяной промышленности, энергетическом машиностроении и химической индустрии. Используется для создания специальных конструкций, которые пребывают в условиях сильного контраста температурного режима.

Углеродистая сталь — это сплав, который содержит большой процент железа (до 99%), углерод (до 2,07%), при этом не имея (или почти не имея) легирующих добавок. При повышении количества углерода до 0,8–1% прочность и твердость материала возрастает, но значительно понижается ее пластичность и вязкость. Обычно углеродистую сталь применяют в производстве различных инструментов, элементов сложных металлических конструкций, машин и механизмов, изделий холодного деформирования и горячей ковки.

Классификация сталей по назначению

Конструкционная сталь — это сплав, который характеризуется повышенным свойством текучести и хорошими показателями механической обрабатываемости. Конструкционные стали и сплавы активно применяют в машиностроительной и строительной сфере, как технологичные, качественные и дешевые материалы.

Нержавеющая сталь — это разновидность легированной стали. Сплав устойчив к коррозии за счет содержания хрома – 12% и более. Имеет высокую коррозийную устойчивость в агрессивных средах. Используется чаще всего в строительной сфере. Из нее изготавливают перила, дверные и оконные проемы, лифты, бассейны, противопожарные двери. Используется в качестве декоративного материала при изготовлении оборудования.

Инструментальная сталь — сталь, в которой содержание углерода от 0,7 % и выше. Характеризуется высокими показателями по твердости, прочности и износостойкости. Ее в основном используют для производства режущего и штамповочного инструмента.

Жаропрочная — это разновидность стали, использующаяся в условиях повышенной температуры (от 0,3 части от температуры плавления) в течение определённого времени и в условиях сложнонапряжённого состояния. Температура плавления жаропрочной стали составляет 1400-1500 С. Жаропрочная сталь используются на электростанциях, при перекачке нефти и нефтепродуктов, природного газа, гидрогенизации топлива.

Классификация сталей по качеству

Качество стали определяется по содержанию в них вредных добавок.

Стали особовысококачественные при изготовлении подвергаются электрошлаковому переплаву, который обеспечивает эффективное очищение от сульфидов и оксидов. Эти сплавы являются исключительно легированными. Содержание серы и фосфора не более 0,01% и 0,025% соответственно.

Стали высококачественные. Это сплав с содержанием вредных добавок не более: фосфора 0,025 %, серы 0,025 %.

Стали качественные. По химическим характеристикам могут быть углеродистые или легированные. Область их применения велика: строительство, различные отрасли машиностроительной сферы, медицинская техника, автомобилестроение.

Стали обыкновенного качества (рядовые). Это сплав с содержанием до 0,6% С. Эти сплавы менее очищены от вредных добавок. В них содержится больше серы и фосфора. Считаются наиболее дешевыми. Сплав поставляют без термообработки в горячекатаном состоянии. Изготовленные из нее конструкции чаще всего тоже не подвергают последующей термообработке.