Прочностные свойства сталей обыкновенного качества

Буквы кп, пс, сп, стоящие за цифрой, указывают степень раскисления стали (кипящая, полуспокойная, спокойная). Из спокойных сталей наиболее полно удален кислород. В термически упрочненном состоянии они обладают высокой вязкостью и сохраняют ее до – 50 ^оС. Цифра в конце марки стали, например Ст4сп2, означает категорию стали. Чем выше категория стали, тем больше число нормируемых показателей (химический состав, временное сопротивление растяжению, предел текучести, относительное удлинение, предел прочности при изгибе в холодном состоянии, ударная вязкость при температурах + 20 ^оС, - 20 ^оС и др.).

Стали обыкновенного качества являются сталями общего назначения и используются для изготовления проката различного профиля листовой стали, крепежных деталей и другой продукции.

Стали качественные конструкционные (ГОСТ 1050-74) содержат не более 0, 035 % фосфора, не более 0, 04 % серы, 0, 05...0, 6 % углерода и выпускаются следующих марок: 05кп, 08кп, 08пс, 0, 8, 10кп, 10пс, 10, 15кп, 15пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25 и т.д.

Двузначные цифры в марке качественной конструкционной стали означают среднее содержание в ней углерода в сотых долях процента. Данные стали обладают высокой пластичностью и свариваемостью. Они могут быть использованы без упрочняющей термической обработки (прокат в состоянии поставки) или после упрочняющей термической или какой-либо другой обработки.

Стали 05кп, 08кп, 08, 10 идут на изготовление изделий сложной конфигурации получаемых методов холодной листовой и объемной штамповки. Из сталей 15кп, 15, 20 изготавливают болты, гайки, винты, пальцы, валки, оси, крюки, шпильки и другие детали неответственного назначения. Часто детали из этих сталей работают в условиях износа и поэтому подвергаются поверхностному упрочнению цементацией или нитроцементацией.

Стали 30, 35, 40, 45 применяют для изготовления деталей с высокой прочностью и вязкостью сердцевины (оси, валики, винты, шайбы, втулки, коленчатые валы, тяги, шатуны и др.).

Высокоуглеродистые стали марок 65, 70, 75, 80, 85 идут на изготовление деталей работающих в условиях трения и вибрационных нагрузок: прокатные валки (сталь 60), крановые колеса (сталь 60), диски сцепления и выпускные клапаны компрессоров (сталь 85), а также пружины и рессоры небольшого сечения (ГОСТ 14959-79).

Углеродистые качественные конструкционные стали в зависимости от условий эксплуатации деталей подвергают нормализации, закалке с последующим отпуском, поверхностной закалке с нагревом ТВЧ с отпуском или без него (ГОСТ 1050-74, ГОСТ 14959-79).

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ1435-74) выпускают качественными (У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У12, У13) с содержанием серы не более 0, 03 % и фосфора не более 0, 035 % и высококачественными (У7А, У8А, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А) с содержанием серы не более 0, 02% и фосфора не более 0, 03 %. Буква У в марке стали означает - углеродистая инструментальная сталь, буква А в конце марки стали означает, что она высококачественная. Цифра показывает содержание углерода в десятых долях процента.

Доэвтектоидная сталь У7 и эвтектоидные стали У8 и У8А обладающие наибольшей пластичностью в данной группе сталей идут на изготовление молотков, стамесок, долот, зубил, штампов и других инструментов, работающих в условиях ударных нагрузок стали У10, У11, У11А идут на производство резцов, фрез, сверл, метчиков и другого режущего инструмента для обработки мягких материалов, а также для измерительных инструментов. Из сталей У12, У13, У13А изготавливают инструмент повышенной твердости, работающий без ударных нагрузок (напильники, надфили, рашпили и др.).

Для массового изготовления резанием на станках-автоматах деталей несоответственного назначения, в основном крепежных (шайбы, болты, гайки, шпильки и др.), применяют низкоуглеродистые стали (0, 08...0, 45 % С) с повышенным содержанием серы (0, 05...0, 3 %), фосфора (0, 05...0, 16 %) и часто марганца (0, 6..1, 55 %). Такие стали называют автоматными. Обогащение границ зерен феррита фосфором, а также образование хрупких включений MnS по границам зерен стали облегчает резание, способствует дроблению и легкому отделению стружки. При использовании таких сталей увеличивается стойкость режущего инструмента и улучшается качество обработанных поверхностей.

Автоматные стали маркируют А11, А12, А20, А30, А40Г (ГОСТ 1414-75). В марке стали буква А указывает, что сталь автоматная, цифры показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Улучшение обрабатываемости стали резанием достигается также добавкой в нее свинца и селена.