Специализированные сплавы, обладающие определенным набором технологических свойств, обусловленных тщательным подбором химического состава и детальным соблюдением всех правил и норм выплавки, получили общее название – конструкционная сталь и широко используются в машиностроении и строительстве.
Высококачественная углеродистая сталь выпускается в виде проката и поковок, применяемых для производства различных деталей машин и сварных конструкций, подвергающихся статическим и динамическим механическим нагрузкам.
Популярные марки конструкционных сталей
Конструкционные углеродистые стали разделяют на две категории:
- Обыкновенного качества – повышенное содержание серы и фосфора
- Высококачественные – с максимальным содержанием примесей до 0,04%
Качественная углеродная сталь более пластична и имеет узкие пределы содержания углерода от 0,07 до 0,08%. Также в отельную категорию входит легированная сталь, содержащая добавки для улучшения механических свойств (кремний, вольфрам, молибден, никель, хром и др.).
Наиболее распространенные марки конструкционных сталей представлены в таблице:
ГОСТ |
Европейские стандарты |
Стандарты США |
|
10 |
1.1121 |
C10E |
1010 |
10XГН1 |
— |
||
14 ХН3 М |
1.6657 |
14 NICRMO1-3-4 |
9310 |
15 |
1.1141 |
C15 Е |
1015 |
15 Г |
1.1148 |
С16 Е |
1016 |
16 ХГ |
1.7131 |
16 МNCR5 |
5115 |
16XГР |
1.7160 |
16MN CRB5 |
— |
16 ХГН |
1.5714 |
16NICR4 |
— |
17 Г1 С |
1.0117 |
S235J2G4 |
— |
17 ХН3 |
1.5752 |
15NICR13 |
Е3310 |
18 ХГМ |
1.7243 |
18CRMO4 |
4120 |
18 Х2 Н2 М |
1.6587 |
18CRNIMO7-6 |
— |
20 |
1.1151 |
C22E |
1020 |
20 ХМ |
1.7320 |
20MOCR3 |
4118 |
20 ХГНМ |
1.6523 |
20MOCR2-2 |
8617 |
25 |
1.1158 |
C25E |
1025 |
25 ХМ |
1.7218 |
25CRMO4 |
4130 |
28 Г |
1.1170 |
28MN6 |
1330 |
30 |
1.1178 |
C30E |
1030 |
34 Х |
1.7033 |
34CR4 |
5130 |
34 Х2 Н2 М |
1.6582 |
34CRNIMO6 |
4340 |
35 |
1.1181 |
C35E |
1035 |
36 ХНМ |
1.6511 |
36CRNIMO4 |
9840 |
36 Х2 Н4 МА |
1.6773 |
36NICRMO16 |
— |
40 |
1.1186 |
C40E |
1040 |
42 ХМ |
1.7225 |
42CRMO4 |
4140 |
45 |
1.1191 |
C45E |
1045 |
46 Х |
1.7006 |
46CR2 |
5045 |
50 |
1.1206 |
C50E |
1050 |
50 ХГФ |
1.8159 |
50CRV4 |
6150 |
Все марки конструкционных сталей изготавливают согласно ГОСТУ, регламентирующему качество и свойства материала. Цифры в маркировке обозначают, среднее содержание углерода в стали, а буквы – вид добавок улучшающих ее технические характеристики. Для удобства расшифровки маркировки стали, используют специальные марочные справочники с детальными характеристиками материала.
Применение конструкционных сталей
Основная сфера использования конструкционной стали – изготовление узлов и механизмов в различных отраслях машиностроения. Так сталь обыкновенного качества используются для возведения всевозможных строительных конструкций, различных деталей крепежа и профильного металлопроката.
Качественные конструкционные стали применяют для изготовления деталей, к которым предъявляются повышенные требования к пластичности, а также стойкости к механической нагрузке: винты, сварные изделия, зубчатые колеса, болты и прочее.
Качество конструкционной стали напрямую зависит от количества вредных примесей входящих в ее состав. В основном это процентное содержание фосфора (придает материалу хрупкость) и сера (сталь с повышенным содержанием серы отличается красноломкостью). В составе высококачественной конструкционной стали процент содержания фосфора и серы не должен превышать 0,025%, для обыкновенного качества пороговое значение составляет 0,05%.
Дополнительная классификация конструкционной стали
В промышленности широко применяются следующие категории стали:
- Легированные конструкционные стали. Обладают наибольшей конструктивной прочностью благодаря добавлению легирующих элементов.
- Теплоустойчивые. Отличаются повышенной рабочей температурой и используются для изготовления котлов, паропроводов, а также в различных отраслях промышленности, где повышенная температура является постоянным фактором. Для придания теплостойкости сталь легируют добавками хрома, ванадия или молибдена.
- Подшипниковые. Наличие высоких локальных нагрузок предъявляет повышенные требования к стали. Подшипниковая сталь легируется хромом для обеспечения высокой статистической грузоподъемности.
Назначение конструкционной стали обыкновенного качества
В отличие от легированного металла, назначение конструкционной стали обыкновенного качества определяет широкую сферу их применения. Это конструкции, работающие при относительно невысоком напряжении, с заниженными требованиями к механической прочности материала. Данная сталь считается наиболее востребованным вариантом по причине оптимального соотношения стоимости и эксплуатационных характеристик. При этом достаточно большой ассортимент стали обыкновенного качества с различным содержанием углерода позволяет выбрать оптимальный вариант для конкретной области применения.