Содержание

1)Описание углеродистой конструкционной стали

2)Плюсы и минусы углеродистой конструкционной стали

3)Недостатки углеродистых сталей

4)Разновидности углеродистой конструкционной стали в машиностроении

5)Характеристики углеродистой конструкционной стали в строительстве

6)Ограничения по использованию углеродистых конструкционных сталей

Список литературы

1.Описание углеродистой конструкционной стали

Широкое применение углеродистых сталей объясняется их относительной дешевизной и удовлетворительными механическими свойствами. Эти стали выпускают обыкновенного качества и качественные.

Углеродистые стали обыкновенного качества. Это наиболее дешевые стали, изготавливаемые в виде проката (прутки, листы, швеллеры, трубы и др.) и поковок. Углеродистые стали обыкновенного качества предназначены для изготовления различных металлоконструкций, а также слабонагруженных деталей машин и приборов. Состав и свойства сталей определяются по ГОСТ 380-94. В зависимости от гарантируемых свойств их поставляют трех групп − А, Б и В.

Стали маркируются сочетанием букв Ст, цифрой 0-6, показывающей номер марки, и индексами, указывающими степень раскисления стали (сп, пс, кп).

Стали группы «А» поставляются с гарантированными механическими свойствами. С увеличением номера марки повышается прочность и снижается пластичность стали. Стали этой группы используют для изделий, производство которых не сопровождается горячей обработкой, а, следовательно, в них сохраняется исходная прочность. Буква «А» в обозначении стали не указывается. Пример обозначения: Ст5сп.

Сталь группы «Б» поставляется с гарантированным химическим составом и предназначена для изделий, изготавливаемых с применением горячей деформации или термической обработки. Высокотемпературная обработка приводит к изменению первоначальных механических свойств, а для выбора режимов нагрева необходимо знание содержания углерода. Содержание углерода в стали повышается при увеличении номера стали. Первая буква марки указывает на способ получения стали (

---

М – мартеновская, К – конверторная). Пример обозначения: МСт5пс.

Стали группы «В» поставляются с гарантированными механическими свойствами и химическим составом для производства сварных конструкций. Механические свойства сталей этой группы соответствуют нормам для сталей группы «А», а химический состав − нормам для тех же марок стали группы «Б». Знание химического состава необходимо для подбора сварочных материалов и режимов сварки, а гарантированные механические свойства стали сохраняются на не нагреваемых участках. Группу стали указывает буква «В» в начале марки стали. Пример обозначения: ВСт4сп.

В соответствии с ГОСТ 380-94 стали углеродистые обыкновенного качества на группы не подразделяются и маркируются только в соответствии с содержанием углерода.

Углеродистые качественные стали. Эти стали характеризуются более низким содержанием вредных примесей и неметаллических включений. Они поставляются в виде проката, поковок с гарантированным химическим составом и механическими свойствами. Стали маркируются словом «сталь» и двухзначными числами 05, 08, 10, 15, 20 ...85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента (ГОСТ 1050-74). Спокойные углеродистые качественные стали маркируются без индекса, полуспокойные и кипящие с добавлением соответственно «пс» и «кп». Например, сталь 20кп.

Инструментальные углеродистые стали содержат более 0,7 % С и отличаются высокой твердостью и прочностью. Эти стали делятся на:

− качественные (ГОСТ 1437-74): У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13;

− высококачественные: У7А, У8А, У13А.

Цифры в марке показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента.

Стали У7, У8, У9 имеют достаточно высокую вязкость и применяются для инструментов, подвергающихся ударам: столярного, слесарного, кузнечного инструмента, матриц, пуансонов и др.

Стали У10, У11, У12 применяют для инструмента с высокой твердостью на рабочих гранях (НRС 62-64). Это напильники, пилы, метчики, резцы, калибры и т. д.

Сталь У13 используют для инструментов, требующих наиболее высокую твердость: шаберов, гравировального инструмента.

Высококачественные стали имеют то же назначение, что и качественные, но из-за большей вязкости их применяют для инструментов с тонкой режущей кромкой.

---

2.Плюсы и минусы углеродистой конструкционной стали

Преимущества подобного металла становятся очевидны после того, как изделия проходят термическую обработку. Поэтому в процессе производства их подвергают воздействию температуры, чтобы проявить такие достоинства:

• 
  Закалка и отпуск позволяют усилить сопротивление материала пластическим деформациям. В итоге данный показатель углеродистой конструкционной стали становится выше, чем у углеродистых сплавов при равном содержании углерода.
  
• 
  В идентичных условиях конструкционная сталь прокаливается сильнее углеродистой. Из-за чего внешние элементы, имеющие значительную толщину, рекомендуется изготавливать из конструкционной стали с легирующими добавками. Благодаря составу, деталь прокаливается насквозь.
  
• 
  Термическая обработка подобной стали может проходить с применением так называемых «мягких» охладителей, то есть масла. При помощи данного подхода серьезно сокращается вероятность растрескивания, коробления в процессе закалки.
  
• 
  После термообработки и легирования у конструкционной стали возрастает вязкость, порог хладноломкости. Поэтому техника, в составе которой присутствуют детали из этого металла, считается более надежной.
  

3.Недостатки углеродистых сталей

Недостатки углеродистой стали  существенно ограничивают область ее применения.
Углеродистые стали (ГОСТ 1435-54) имеют высокую твердость HR 62—63), прочность, износоустойчивость и низкую твердость в отожженном состоянии (НВ 187—217), К недостаткам углеродистых сталей надо отнести склонность их к образованию трещин и значительной деформации при термической обработке  и низкую теплостойкость (Г=200—250°С).

Недостатками углеродистых сталей являются:

а) повышенная чувствительность к перегреву при закалке, резко ухудшающему механические свойства

б) пониженная закаливаемость, требующая резкого охлаждения в воде (водных растворах )

Недостатки углеродистых сталей заключаются в том, что при закалке возникают большие 

---

внутренние напряжения и деформации. По этой причине из углеродистой стали  не изготовляют инструмент сложной формы и большой длины.
Прокаливаемость из-за малой устойчивости переохлаждения аустенита слишком мала, что является основным недостатком углеродистых сталей. Критический диаметр цилиндрического образца при закалке в воду (мартенситная структура) для различных углеродистых сталей  составляет 10-20 мм и увеличивается в указанных пределах при повышении содержания углерода от 0,3 до 0,8 %. В сечении диаметром около 40 мм даже при закалке в воду в центре происходит ферритно-перлитное превращение.
В силу указанного недостатка углеродистая сталь  применяется в тех случаях, когда от инструмента не требуется большой производительности и обработка ведется при пониженных скоростях и небольших сечениях стружки.
Инструментальная легированная сталь для режущего инструмента. К числу недостатков углеродистых сталей относится низкая теплостойкость — твердость сохраняется лишь при нагреве до 200° С, — и небольшая прокаливаемость критический диаметр при закалке в воде равен 10—12 мм, в масле — 5—6. мм. Поэтому углеродистую сталь  можно применять для инструмента небольшого диаметра, либо для неполностью прокаливающегося инструмента (напильников, зенкеров и др.).
4.Разновидности углеродистой конструкционной стали в машиностроении

Особенности химического состава позволяют выделить в конструкционных сталях, используемых для производства машиностроительной продукции, две большие группы:

• 
  мало- и среднеуглеродистые;
  
• 
  низко- и среднелегированные.
  

Состав и свойства углеродистых машиностроительных сталей

Реклама

Углеродистые стали, используемые для производства различной продукции в машиностроительной отрасли, должны соответствовать целому ряду качественных и механических характеристик, к самым значимым из которых относятся:

---

• 
  ударная вязкость;
  
• 
  пластичность;
  
• 
  прочность.
  

Структура большей части конструкционных углеродистых сталей, используемых для производства машиностроительной продукции, относится к доэвтектоидному перлитному типу. Наиболее популярными марками таких сталей являются 30Х2ГСН2ВМ, 30ХГСН2А, 40ХН2СМА, 25Х2ГНТРА и др. Чтобы увеличить вязкость углеродистых сплавов данного типа, в их состав вводят молибден и никель.

На различные типы машиностроительные конструкционные стали подразделяют еще и в зависимости от того, подвергнуты ли упрочнению изделия, которые из них изготовлены. Так, различают изделия:

• 
  не подвергавшиеся упрочнению;
  
• 
  у которых упрочнению подвергнут только поверхностный слой;
  
• 
  у которых упрочнению подвергнут весь объем металла.
  

Отдельные марки машиностроительных конструкционных сплавов (08кп, 15кп, Ст3 и др.), из которых изготавливается преимущественно листовой металл, не подвергаются никакой термической обработке. Поскольку такой листовой металл используется для производства различных изделий методом деформирования в холодном состоянии, к его пластичности предъявляются повышенные требования. Такую пластичность обеспечивает минимальное количество кремния и углерода. Кроме способности хорошо деформироваться в холодном состоянии, стали данных марок характеризуются и отличной свариваемостью.

Конструкционные стальные сплавы, относящиеся к категории качественных, в обязательном порядке подвергаются термической обработке:

• 
  закалке поверхностного слоя, после которой может быть проведен отпуск металла;
  
• 
  закалке, выполняемой по стандартной технологии, после которой в обязательном порядке проводится процедура отпуска (сочетание данных типов термообработки металла дает хорошую свариваемость изделий из него);
  
• 
  нормализации металла.
  

5. Характеристики углеродистой конструкционной стали в строительстве

Для строительных нужд используются углеродистые конструкционные стали с небольшой концентрацией легирующих элементов, то есть хрома, марганца и кремния. Доля углерода в них не выходит за пределы 0,1–0,2 %. Данный металл отличается хорошей свариваемостью и другими важными при изготовлении строительных конструкций свойствами. К ним относятся:

---

Смотрите также файлы

• Задание 1 Составьте классификацию неосознаваемых явлений и осознаваемых процессов (не менее 10 примеров по каждому процессу).docx

• Конспект урока Истоки и своеобразие русской культуры.docx

• Правила ведения дневника наблюдений.doc

• Они определяются специалистами поразному, в зависимости от экономических, социокультурных, политических, юридических и других критериев. Однако можно увидеть, что на протяжении iv vi вв.docx

• Фокусировка зрения на мониторе компьютера, который находится на определенном расстоянии от человека вследствие чего возникает застой сетчаткиотслоение сетчатки пропадает фокусировка зрения.doc