Влияние углерода на свойства углеродистых сталей и их применение

Влияние углерода на свойства углеродистых сталей и их применение

• Влияние углерода на свойства углеродистой стали и его применение Основным элементом стали является углерод, и это единственная примесь, которая специально вводится в сталь. По мере увеличения содержания углерода прочность стали значительно возрастает за счет увеличения количества цементита в фазовом составе стали(рис. 4.1). Низкоуглеродистая сталь составляет 0,25% C. 

Они довольно мягкие, пластичные и хорошо деформируются как в холодной, так и в горячей стали. Средняя углеродистая сталь составляет 0,3-0,6% C. Они имеют хорошие прочностные свойства с небольшой пластичностью и вязкостью. Сталь с таким содержанием углерода является распространенным конструкционным материалом для деталей, работающих при нормальной силовой нагрузке. ГЕМОГЛОБИН Трехтысячный. Двухтысячный. Тысяча. Абу МПа K. CU, МДЖ / м2-1200-Lv A / NV 2.4- ф \ / — 800. / Л \ * 1,2- / / \<в /Г ч. ■ 400d \ 0.8- — СИ ДЖЕЙ 0 0 0 4 Рис 4.5. Влияние углерода на свойства горячекатаной стали

Высокоуглеродистая сталь содержит более 0,6% C (до 1,3-1,4%), поэтому она имеет высокую твердость, очень низкую пластичность и вязкость. Людмила Фирмаль

Когда содержание углерода в Стали превышает 1,3%, хрупкость значительно увеличивается, так что его использование очень ограничено. Сталь с содержанием углерода, превышающим 0,7%, в основном используется для холодной и горячей штамповки и изготовления инструмента. Кроме того, из этих сталей изготавливаются режущие и измерительные инструменты, применяемые в различных отраслях народного хозяйства. 80KCU, МДЖ / м2 Рис 4.6. Влияние углерода на хладноломкость Как уже упоминалось, увеличение количества углерода увеличивает количество цементита в Стали, которая характеризуется высокой твердостью и хрупкостью.

Таким образом, можно сказать, что при увеличении содержания углерода прочность и твердость повышаются, пластичность и вязкость уменьшаются(фиг. 4.5). Помимо снижения ударной вязкости, углерод значительно увеличивает верхний порог холодного разрушения, тем самым расширяя температурный интервал перехода стали в хрупкое состояние (рис. 4.6). Каждая десятая часть процента углерода повышает температуру перехода примерно на 20°С. При содержании углерода 0,4% порог холодного разрушения составляет 0°C. At более высокие концентрации углерода, хрупкие В частности, это сильно влияет на влияние углерода на неравновесную структуру стали.

• После закалки в мартенсит сопротивление временной легированной стали резко возрастает с ростом углерода, достигая максимального значения при 0,4%с(рис. 4.7). Как использовать 4.7, с высоким содержанием углерода подшипник, B теряет стабильность из-за хрупкого разрушения стали. Эти стали являются дешевыми материалами, но сочетают в себе хорошие механические свойства и хорошую обрабатываемость резанием и давлением, а также повышают легированную сталь (то же содержание углерода). O^MPa KCU, МДЖ/м2, углеродистая сталь、 0 0.2 0.4 0.6 с,% Рис 4.7. Влияние углерода на характеристики закаленной стали В отличие от легирования, существует меньше технологий в термической обработке.

Следует также отметить, что эти стали обладают очень малой обжиговой способностью (до 12 мм), что резко сужает размеры деталей, которые могут быть упрочнены термической обработкой. Габаритные детали изготавливаются из стали без термической обработки-горячей прокатки или увеличения содержания металла в структуре в нормированном состоянии. Сталь обычного качества (ГОСТ380-90) выпускается в виде проката (прутка, 81balki, лист, угол, пробка, канал, etc.) Нормализованное состояние, разделенное на группы по назначению и комплексным свойствам: А, Б, В. Сталь маркируется комбинацией букв CT и цифр (0-6), указывающих на номер марки, а не на среднее содержание углерода в подшипнике марки, но по мере увеличения числа члены углеродосодержащих групп B и B стали имеют буквы B и B перед штампом, указывая, что они принадлежат к этим группам.

Группировки и спецификации марок стали не указываются. Людмила Фирмаль

Степень раскисления зависит от мягкой стали — «СП», полутвердой-«ПС», кипящей -«КП», а также от категории нормируемых свойств (кроме категории 1), которая указана на следующих рисунках. В их составе различное содержание кремния: спокойное-0,12-0,30, полуспокойное-0,05-0,17;кипящее<0,07, например Стзсп, Бстзпс или Встзсп5(конец 5-й категории). Ст1-СТБ, ст1-СТ4 стали спокойными и полуспокойными во всех трех группах. Сталь СТО не делится по степени раскисления. Сталь группы А поставляется с гарантированными механическими свойствами(табл.4.1), без указания химического состава. Т а б л и Ц А4. 1. Механические свойства обычной качественной углеродистой стали группы А (образец толщиной до 20 мм) сталь а б, МПа а т,

Мпа5,%сталь а б,%КИО менее Т>310-23СТ4 420-5540 240-270 24ст1 320-420-34СТ5 500-640-290 20СТ2 340-430 200З 320СТБ 320-490600 меньше ст, 210Т и величина 5 1% по сравнению с аналогичным количеством тихой и полу-тихой стали Со стола. 4.1 следует отметить, что с увеличением количества марок прочность увеличивается, а пластичность стали уменьшается. Сталь группы А применяется в состоянии поставки изделий без высокотемпературной обработки. При этом они сохраняют нормированную структуру и механические свойства, гарантированные стандартом.

Сталь марки СТЗ используется в условиях поставки без обработки давлением и сварки. Химический состав этой группы стали существенно отличается. Он широко используется в строительстве для изготовления металлических конструкций. 82steels группы Б поставляются с гарантированным химическим составом, а механические свойства не гарантируются. Сталь этой группы применяется для изделий, изготовленных методом горячей обработки (ковка, сварка и, возможно, термообработка), при которой не сохраняются исходная структура и механические свойства, а важная информация о химическом составе необходима для определения режима горячей обработки такой стали. Сталь группы b поставляется с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.

Сталь группы В стоит дороже, чем сталь групп А и в, они используются для важных деталей (для изготовления сварных конструкций). В этом случае важно знать начальные механические свойства стали, так как она не изменяется в областях, которые не получают тепла при сварке. Для оценки свариваемости важна информация о химическом составе. Свойства растяжения для каждой марки стали группы в соответствуют стандарту для аналогичных марок стали группы А(см. таблицу. 4.1), а химический состав-норма для такого же количества марок группы В (табл. 4.2). Например, сталь Vst4sp имеет механические свойства растяжения подобные стали St4sp, и свой химический состав это же как сталь Bst4sp. Т а б л и Ц А4. 2. Группа B обычная качественная углеродистая сталь химический

состав（%） Сталь и MP Si в стали S R CP PS SP не S > OLE Bsto<0,23 — — — — 0,06 0,07 Bst1 0,06— 0,12 0,25— 0,5 0,05 0,05— 0,17 0,12— 0,3 0,05 0,04 Bst2,09— 0,15 0,25— 0,5 0,05 0,05— 0,17 0,12— 0,3 0,05 0,04 BLS0,14— 0,22 0,30— 0,65 0,07 0,05— 0,17 0,12— 0,3 0,05 0,04 Bst4 0,18— 0,27 0,40— 0,70 0,07 0,05— 0,17 0,12— 0,3 0,05 0,04 Bst5 0,28— 0,37 0,50— 0,80 — 0,05— 0,17 0,15— 0,35 0,05 0,04 Bstb0,38— 0,49 0,50— 0,80 — 0,05— 0,17 0,15— 0,35 0,05 0,04 П Р и М е ч а н и я: 1. В стали Бст1-Бстб не допускалось более 0,3%SG, 0,3%Ni;0,3% si, 0,08% As;0,08%N. 2. Для стали, выплавленной из Керченской руды, допускается до 0,15% As и 0,05% P Обычная качественная углеродистая сталь(все три группы) предназначена для изготовления различных металлоконструкций, а также легкогруженых деталей машин и оборудования.

Углеродистая сталь обычного качества широко применяется в строительстве при изготовлении железобетонных конструкций. Возможность сварки- № 83 также для холодной обработки давлением изготавливают сварные фермы, различные каркасы, металлоконструкции, так как они соответствуют номерам 1-4 групп В и в стали. Среднеуглеродистая сталь № 5 и 6 предназначена для рельсовых, железнодорожных колес, валов, шкивов, шестерен и других деталей подъемно-транспортных и сельскохозяйственных машин, обладающих высокой прочностью. Некоторые части этих сталей в группах В и в подвергаются термообработке с последующим закаливанием с последующим высоким отпуском.

Недостатки углеродистой стали обычного качества не обеспечивают необходимых свойств для холодостойкости при эксплуатации сварных металлоконструкций в Сибири и на Крайнем Севере, где более суровые климатические условия. Поэтому повышение прочности строительной стали и повышение холодостойкости является важной экономической проблемой. Эти задачи решаются применением термического упрочнения углеродистых и низколегированных сталей

Смотрите также:

Методические указания по материаловедению

Углеродистые качественные стали	Классификация углеродистых сталей
Автоматные стали	Влияние постоянных примесей на углеродистые стали