Классификацию сталей по назначению. Статья

По назначению стали и сплавы классифицируются на следующие группы:

• конструкционные стали;
• инструментальные стали;
• стали с особыми физическими и химическими свойствами.

Конструкционные стали

Классификация конструкционных сталей может быть представлена следующими пунктами.

Строительные стали

К строительным сталям относятся углеродистые стали обыкновенного качества, а также низколегированные стали. Основное требование к строительным сталям - их хорошая свариваемость.

Пример строительных сталей: С255, С345Т, С390К, С440Д.

Стали для холодной штамповки

Для холодной штамповки применяют листовой прокат из низкоуглеродистых качественных марок и марок нормального качества стали.

Пример сталей для холодной штамповки: 08Ю, 08пс и 08кп.

Цементируемые стали

Цементируемые стали применяют для изготовления деталей, работающих в условиях поверхностного износа и испытывающих при этом динамические нагрузки. К цементируемым относятся малоуглеродистые стали, содержащие 0,1-0,3% углерода (такие, как 15, 20, 25), а также некоторые легированные стали (15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХН 12ХНЗА, 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ЗОХГТ, 20ХГР).

Пример цементируемых сталей: 15, 20, 25, 15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХН 12ХНЗА, 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ЗОХГТ, 20ХГР.

Улучшаемые стали

К улучшаемым сталям относят стали, которые подвергают улучшению - термообработке, заключающейся в закалке и высоком отпуске. К ним относятся среднеуглеродистые стали (35, 40, 45, 50), хромистые стали (40Х, 45Х, 50Х), хромистые стали с бором (ЗОХРА, 40ХР), хромоникелевые, хромокремниемарганцевые, хромоникельмолибденовые стали.

Пример улучшаемых сталей: 35, 40, 45, 50, 40Х, 45Х, 50Х, 3ОХРА, 40ХР.

Высокопрочные стали

Высокопрочные стали - это стали, у которых подбором химического состава и термической обработкой достигается предел прочности примерно вдвое больший, чем у обычных конструкционных сталей. Такой уровень прочности можно получить в среднеуглеродистых легированных сталях.

Пример высокопрочных сталей: 30ХГСН2А, 40ХН2МА, ЗОХГСА, 38ХНЗМА, 03Н18К9М5Т, 04Х11Н9М2Д2ТЮ.

Рессорно-пружинные стали

Рессорно-пружинные стали сохраняют в течение длительного времени упругие свойства, поскольку имеют высокий предел упругости, высокое сопротивление разрушению и усталости. К пружинным относятся углеродистые стали (65, 70) и стали, легированные элементами, которые повышают предел упругости - кремний, марганец, хром, вольфрам, ванадий, бор (60С2, 50ХГС, 60С2ХФА, 55ХГР).

Пример рессорно-пружинных сталей: 65, 70, 60С2, 50ХГС, 60С2ХФА, 55ХГР.

Подшипниковые стали

Подшипниковые (шарикоподшипниковые) стали имеют высокую прочность, износоустойчивость, выносливость. К подшипниковым предъявляют повышенные требования на отсутствие различных включений, макро- и микропористости. Обычно шарикоподшипниковые стали характеризуются высоким содержанием углерода (около 1%) и наличием хрома (ШХ9, ШХ15).

Пример подшипниковых сталей: ШХ9, ШХ15

Автоматные стали

Автоматные стали используют для изготовления неответственных деталей массового производства (винты, болты, гайки и др.), обрабатываемых на станках-автоматах. Для повышения обрабатываемости резанием в такие стали дополнительно вводится сера, селен, теллур, а также свинец, что способствует образованию короткой и ломкой стружки, а также уменьшает трение между резцом и стружкой. Недостаток автоматных сталей - пониженная пластичность.

Пример автоматных сталей: А12, А20, АЗО, А40Г, АС11, АС40, АЦ45Г2, АСЦЗОХМ, АС20ХГНМ.

Износостойкие стали

Износостойкие стали применяют для деталей, работающих в условиях абразивного трения, высокого давления и ударов (крестовины железнодорожных путей, траки гусеничных машин, щеки дробилок, черпаки землеройных машин, ковши экскаваторов и др.). В качестве износостойкой стали применяют высокомарганцовистую сталь.

Пример износостойких сталей: 110Г13Л.

Инструментальные стали

Классификация сталей инструментального назначения может быть представлена следующими пунктами.

Стали для режущих инструментов

Стали для режущих инструментов должны быть способными сохранять высокую твердость и режущую способность продолжительное время, том числе и при нагреве. В качестве сталей для режущих инструментов применяют углеродистые, легированные инструментальные, быстрорежущие стали.

Углеродистые инструментальные стали

Углеродистые инструментальные стали содержат 0,65-1,32% углерода. К данной группе, помимо нелегированных углеродистых инструментальных сталей, условно относят также стали с небольшим содержанием легирующих элементов, которые не сильно отличаются от углеродистых.

Пример углеродистых инструментальных сталей: У7, У7А, У13, У13А.

Легированные инструментальные стали

В данную группу сталей входят стали, содержащие легирующие элементы в количестве 1-3%. Легированные инструментальные стали имеют повышенную теплостойкость - до +300 °С. Легированные инструментальные стали широко используют для производства сверл малых и больших диаметров, фрез, зенкеров, протяжек, разверток и пр.

Пример легированных инструментальных сталей: 9ХС, ХВГ, ХВГС.

Быстрорежущие стали

Быстрорежущие стали применяют для изготовления различного режущего инструмента, работающего на высоких скоростях резания, так как они обладают высокой теплостойкостью - до +650вС. Наибольшее распространение получили быстрорежущие стали марок

Пример быстрорежущих сталей: Р9, Р18, Р6М5, Р9Ф5, Р10К5Ф5.

Стали для измерительных инструментов

Инструментальные стали для измерительных инструментов помимо твердости и износостойкости должны сохранять постоянство размеров и хорошо шлифоваться.

Сталь для измерительных инструментов применяют в производстве плиток, калибров, шаблонов, измерительных скоб, шкал, линеек и других плоских и длинных инструментов. Для получения рабочей поверхности с высокой твердостью и износостойкостью инструменты подвергают цементации и закалке.

Пример сталей для измерительных инструментов: У8...У12, X, 12X1, ХВГ, Х12Ф1, 15, 15Х.

Штамповые стали

Штамповые стали обладают высокой твердостью и износостойкостью, прокаливаемостью и теплостойкостью.

Стали для штампов холодного деформирования

Эти стали должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью, также должны быть теплостойкими. Во многих случаях для изготовления штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали.

Пример сталей для штампов холодного деформирования: Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ, 6Х5ВЗМФС, 7ХГ2ВМ.

Стали для штампов горячего деформирования

Эти стали должны иметь высокие механические свойства (прочность и вязкость) при повышенных температурах и обладать износостойкостью, окалиностойкостью, разгаростойкостью и высокой теплопроводностью.

Пример сталей для штампов горячего деформирования: 5ХНМ, 5ХНВ, 4ХЗВМФ, 4Х5В2ФС, ЗХ2В8Ф, 4Х2В5МФ.

Валковые стали

Данные стали применяют для рабочих, опорных и прочих валков прокатных станов, бандажей составных опорных валков, ножей для холодной резки металла, обрезных матриц и пуансонов.

Пример валковых сталей: 9X1, 55Х, 60ХН, 7Х2СМФ.

Стали с особенными химическими и физическими свойствами

Кроме всех вышеперечисленных, существуют также марки сталей с особыми свойствами.

Электротехническая сталь

Электротехническая сталь – это сплав железа и кремния, иногда легированный алюминием. Применяется данная сталь при производстве магнитопроводов разнообразного электротехнического оборудования.

Суперинвар

Суперинвар – это сплав железа, никеля и кобальта, применяемый при изготовлении высокоточного оборудования.

Жаростойкая сталь

Жаростойкая сталь обладает повышенной стойкостью против разрушения при температурах от 900 °C. Данная сталь легируется алюминием, кремнием, никелем.

Жаропрочная сталь

Жаропрочная сталь применяется для изготовления деталей газотурбинных установок. Такие стали призваны работать в нагруженном состоянии при высокой температуре в течение некоторого времени.