Применение углеродистых сталей
Рядовые (обыкновенные) углеродистые стали
Рядовыми сталями обычно называют нелегированные железоуглеродистые сплавы, которые содержат до 2,0 % углерода. На практике большинство рядовых сталей также содержат до 1,0 % марганца, который неизбежно остается после процесса раскисления. Эти стали называют также сталями обыкновенного качества и обыкновенными сталями. Они являются наиболее распространенными железоуглеродистыми сплавами, которые применяются в промышленности, строительстве и быту.
Путем варьирования количества углерода в стали и выбора программы термической обработки стали для этого содержания углерода можно получать широкий ряд различных механических свойств, которые трудно получить в других металлических сплавах. Кроме того, углеродистая сталь является относительно недорогим сплавом по сравнению с легированными сталями и цветными сплавами. По-видимому самым большим недостатком этих сталей является то, что они ржавеют и приходится затрачивать большие средства для защиты их от коррозии.
Области применения углеродистых сталей
Как показано на рисунке 1 твердость рядовой углеродистой стали с увеличением содержания углерода постепенно возрастает. Обычно низкоуглеродистые и среднеуглеродистые стали применяют в строительных и конструкционных областях, тогда как высокоуглеродистые стали применяют для изготовления инструментов и других компонентов, где требуется высокая твердость и износостойкость.
Рисунок 1 – Соотношения между содержанием углерода,
микроструктурой и механическим свойствами
рядовых углеродистых сталях в нормализованном состоянии,
а также типичные области применения этих сталей [1]
Классификация углеродистых сталей
Промышленные углеродистые стали могут подразделяться на пять групп, как показано ниже. Каждому интервалу содержания углерода соответствуют его типичное применение в промышленности, строительстве, машиностроении и в быту.
Сверхнизкоуглеродистые (dead mild steels)
0,05-0,15 % С:
- цепи
- штамповки
- заклепки
- проволока
- гвозди
- сварные трубы
- горячекатаные полосы
- холоднокатаные полосы
Низкоуглеродистые стали (mild steel)
0,10-0,20 % С:
- строительные стали
- винты и шурупы
- детали машин
- жесть
- поковки
- штамповки
0,20-0,30 % С:
- детали машин и строительных конструкций
- шестерни
- быстрорежущие стали
- валы
- рычаги
- поковки
Среднеуглеродистые стали (medium carbon steel)
0,30-0,40 % С:
- тяги
- валы
- проволока
- оси
- стыковые накладки
- крановые крюки
- высокопрочные трубы
- поковки
0,40-0,50 % С:
- коленчатые валы
- оси
- шестерни
- валы
- штамповочные блоки
- роторы
- бандажи
- термоупрочненные детали машин
0,50-0,60 % С:
- бандажи локомотивов
- рельсы
- пружины
- тросы
Высокоуглеродистые стали (high carbon steels)
0,60-0,70 % С:
- ковочные матрицы
- винтовые приводы
- пилы
- оправки
- инструменты
- пустотелые сверла
0,70-0,80 % С:
- ленточные пилы
- наковальни
- молотки
- гаечные ключи
- рессоры
- бамперы
- малые поковки
- тросы
- матрицы
- большие матрицы для прессов
0,80-0,90 % С:
- долота
- лезвия
- пробойники и кернеры
- сверла по камню
- ручные инструменты
Инструментальная сталь (tool steels)
0,90-1,00 % С:
- пружины
- высокопрочная проволока
- оси
- ножи
- матрицы
- кирки и кайла
1,00-1,10 % С:
- сверла
- метчики
- фрезы
- ножи
- винтовые матрицы
1,10-1,20 % С:
- подшипники
- матрицы
- сверла
- токарные инструменты
- деревообрабатывающие инструменты
1,20-1,30 % С:
- напильники
- развертки
- ножи
- протяжки
- токарные инструменты
- деревообрабатывающие инструменты
1,30-1,40 % С:
- пилы
- бритвы
- бурильные инструменты
- отделочные инструменты
- износостойкие детали машин.
Источник:
- Engineering Metallurgy – Part I – Applied Physical Metallurgy / R. A. Higgins – 6thed. – 1993