Что делает сталь такой незаменимой в современном строительстве и производстве? В этой статье рассматриваются различные характеристики и области применения различных видов стали, от углеродистой конструкционной до быстрорежущей инструментальной. Читатели получат представление об уникальных свойствах, которые делают каждый тип стали пригодным для конкретных промышленных применений, таких как строительные конструкции, механические компоненты и режущие инструменты. Вы узнаете, как состав и обработка стали влияют на ее характеристики и применение в различных отраслях промышленности.
a. Метод представления оценок
Марки стали обозначаются китайским пиньином "Q", обозначающим предел текучести, за которым следует числовое значение предела текучести (в МПа).
В настоящее время стандарт включает пять марок: Q195, Q215, Q235, Q255 и Q275.
Эти марки различаются прежде всего по химическому составу, в частности содержание углерода, а также их механические свойства.
b. Основные характеристики и области применения
Углеродистая конструкционная сталь подразделяется на качественные марки в зависимости от содержания серы и фосфора.
Углеродистая конструкционная сталь - это разновидность обычной углеродистой стали, не содержащая легирующих элементов, часто называемая простой углеродистой сталью.
Среди всех видов стали углеродистая конструкционная сталь имеет самую низкую цену и обладает достаточной прочностью, хорошей пластичностью, вязкостью, технологичностью и обрабатываемостью. Этот вид стали имеет самую высокую производительность и широко используется для изготовления таких строительных конструкций, как листовой металл, профили (круглые, квадратные, плоские, шестигранные, рифленые, угловые и т.д.), катанка и нестандартные профили. Он широко используется для строительства заводов, мостов и кораблей.
Как правило, этот вид стали используется непосредственно в горячекатаном виде.
Марки стали обозначаются арабскими цифрами или комбинацией арабских цифр и символов химических элементов. Среднее содержание углерода обозначается двумя цифрами (в десятитысячных долях), например, "08F", "45", "65Mn".
a. Стандарт и класс
Национальный стандарт GB/T699-1999 устанавливает технические условия, такие как марка, химический состав, механические свойства, методы испытаний и правила приемки высококачественной углеродистой конструкционной стали.
В настоящее время в стандарте тридцать одна марка, включая "08F", "45", "85", "70Mn" и др.
b. Основные характеристики и области применения
Высококачественный карбон марки конструкционной стали различаются в основном по содержанию углерода. Высококачественная углеродистая конструкционная сталь обычно делится на низкоуглеродистую (C ≤ 0,25%), среднеуглеродистую (C 0,25-0,60%) и высокоуглеродистую (C > 0,60%) в зависимости от содержания углерода.
Низкоуглеродистая сталь используется в основном для холодной обработки и сварки конструкций. При изготовлении износостойких деталей может проводиться поверхностное науглероживание.
Среднеуглеродистая сталь в основном используется для изготовления механических деталей с повышенными требованиями к прочности. В зависимости от требуемой прочности она подвергается закалке и отпуску. Высокоуглеродистая сталь используется в основном для изготовления пружин и износостойких механических деталей.
Такая сталь обычно используется в термически обработанном состоянии. Иногда четыре марки "65", "70", "85" и "65Mn" также называют высококачественной углеродистой пружинной сталью.
Высококачественная углеродистая конструкционная сталь имеет высокую производительность и широкое применение. В основном она прокатывается или выковывается в простые формы, такие как круглые, квадратные и плоские прутки, которые затем перерабатываются конечными потребителями в различные детали и компоненты.
Перед использованием этот тип стали обычно проходит термическую обработку, такую как нормализация или закалка и отпуск. В основном она используется для изготовления общих структурных деталей и компонентов механических изделий.
a. Метод представления оценок
Номенклатура марок стали состоит из трех последовательных частей: китайского пиньинь "Q", обозначающего предел текучести, затем цифрового значения предела текучести и, наконец, обозначения марки качества (A, B, C, D, E). Например, Q390A и Q420E.
b. Стандарт и номенклатура
Национальный стандарт GB/T1591-94 устанавливает технические требования, такие как марка, химический состав, механические свойства, методы испытаний и правила приемки низколегированной высокопрочной конструкционной стали.
В настоящее время стандарт включает пять марок: Q295, Q345Q390, Q420 и Q460, которые отличаются по химическому составу и механическим свойствам.
c. Основные характеристики и области применения
Низколегированная высокопрочная конструкционная сталь - это низколегированная сталь, получаемая путем добавления небольшого количества легирующих элементов (обычно не более 3%) в углеродистую конструкционную сталь. В прошлом ее называли обычной низколегированной сталью или низколегированной конструкционной сталью.
Этот вид стали имеет низкое содержание углерода (не более 0,2%) и преимущественно содержит ванадий, ниобий, титан, марганец, бор и т.д. По сравнению с углеродистой конструкционной сталью, этот вид стали обладает более высокой прочностью, хорошей вязкостью, лучшей технологичностью, сварочными характеристиками и коррозионной стойкостью.
Низколегированная высокопрочная конструкционная сталь в основном включает в себя горячекатаный прокат, прутки и листы. Такая стальная продукция широко используется при производстве котлов, мостов, химического, горнодобывающего, судового и другого оборудования.
a. Метод представления оценок
Номенклатура марок стали состоит из арабских цифр и символов химических элементов. Среднее содержание углерода указывается двумя цифрами (в десятитысячных долях) в начале марки.
Метод представления легирующих элементов следующий:
Например, среднее содержание углерода, хрома, марганца и кремния составляет 0,35%, 1,25%, 0,95% и 1,25%, соответственно, для конкретной легированной конструкционной стали, которая представлена маркой 35CrMnSi.
Аналогично, углерод, хром и никель со средним содержанием 0,12%, 0,75% и 2,95%, соответственно, представлены в марке 12CrNi3.
b. Стандартные и Класс
Национальный стандарт GB/T3077-1999 устанавливает технические требования, такие как марка, химический состав, механические свойства, структура с малым увеличением, качество поверхности, глубина обезуглероживаниенеметаллических включений и т.д. для легированной конструкционной стали.
В настоящее время в стандарте насчитывается 77 марок в 24 группах стали (или типах стали). Группы сталей классифицируются на основе легирующих элементов, содержащихся в стали, и каждая группа содержит несколько марок. Например, группа Cr-сталей включает восемь марок, таких как "15Cr" и "50Cr".
c. Основные характеристики и области применения
Легированная конструкционная сталь производится путем добавления одного или нескольких легирующих элементов в углеродистую конструкционную сталь для повышения ее прочности, вязкости и закаливаемости.
В зависимости от химического состава (главным образом, содержания углерода), процесса термической обработки и области применения, сталь можно разделить на науглероженную, закалка и отпуск стали, а также азотирования стали.
Продукция из легированной конструкционной стали в основном включает в себя горячекатаные прутки, толстые листы, тонкие листы, холоднотянутую сталь, кованый плоский прокат и т.д. Такая сталь в основном используется для производства крупногабаритных механических компонентов и широко применяется в различных деталях трансмиссии и крепежных элементах для автомобилей, кораблей, тяжелой техники и т.д.
a. Метод представления оценок
В номенклатуре легированной инструментальной стали используется буква "G", обозначающая сталь, за которой следуют цифры, указывающие на содержание углерода (в сотых долях), и химические символы, обозначающие легирующие элементы. Например, GCr15.
b. Стандарт и класс
Национальный стандарт GB/T1299-2014 устанавливает технические требования, такие как марка, химический состав, механические свойства, неметаллические включений, качество поверхности, термообработка и т.д. для легированной инструментальной стали.
Стандарт включает 54 марки восьми категорий: быстрорежущая инструментальная сталь, инструментальная сталь для горячей обработки, инструментальная сталь для холодной обработки, сталь для пластиковых форм, мартенситно-стареющая сталь, подшипниковая стальНержавеющая сталь и сталь специального назначения.
c. Основные характеристики и области применения
Легированная инструментальная сталь - это вид стали, содержащий легирующие элементы, такие как хром, молибден, ванадий, вольфрам или кобальт, которые повышают ее твердость, износостойкость, вязкость и жаропрочность.
Он широко используется в производстве режущие инструментыШтампы, пресс-формы и другие компоненты, требующие высокой твердости и износостойкости.
Различные типы легированной инструментальной стали имеют свои специфические характеристики и области применения.
a. Метод представления оценок
Марки углеродистых инструментальных сталей обозначаются пиньиньской буквой "Т" для китайского иероглифа "углерод", арабскими цифрами и химическими символами. Арабские цифры обозначают среднее содержание углерода (в тысячных долях).
b. Стандарт и оценки
Национальный стандарт GB1298-86 устанавливает технические условия на марки, химический состав, твердость, разрушение, структуру с малым увеличением, глубину обезуглероживания, прокаливаемость и качество поверхности углеродистой инструментальной стали. Стандарт включает восемь марок: T7, T8, T8Mn, T9, T10, T11, T12 и T13.
c. Основные характеристики и области применения
Углеродистая инструментальная сталь является разновидностью высокоуглеродистой стали. Минимальное содержание углерода в ней составляет 0,65%, и может достигать 1,35%. Для улучшения общих характеристик стали в сталь "T8" добавляют 0,40-0,60% марганца, чтобы получить сталь "T8Mn".
Когда рабочая температура режущего инструмента из углеродистой инструментальной стали превышает 250oC, твердость и износостойкость инструмента (т.е. красная твердость стали) резко снижаются, и его эксплуатационные характеристики ухудшаются.
a. Метод представления оценок
Для обозначения марки легированной инструментальной стали используются символы легированных элементов и арабские цифры. Метод представления символов легированных элементов такой же, как и для легированной конструкционной стали.
Например, марка легированной инструментальной стали со средним содержанием углерода 0,88% и содержанием хрома 1,50% обозначается "9Cr2"; марка легированной инструментальной стали со средним содержанием углерода 1,58%, содержанием хрома 11,75%, средним содержанием молибдена 0,50% и средним содержанием ванадия 0,23% обозначается "
b. Стандарт и оценки
Национальный стандарт GB1299-2000 устанавливает технические требования к легированной инструментальной стали. Стандарт разделяет сплавы на шесть групп в зависимости от их использования: сталь для измерительные инструменты и режущих инструментов, сталь для ударопрочных инструментов, сталь для штампов горячей обработки, сталь для штампов холодной обработки, сталь для немагнитных штампов и сталь для пластиковых форм, всего 35 марок.
c. Основные характеристики и области применения
Легированная инструментальная сталь отличается не только высоким содержанием углерода, но и высоким содержанием элементы сплава такие как хром, вольфрам, молибден и ванадий.
Поэтому легированная инструментальная сталь обладает более высокой твердостью, износостойкостью и вязкостью, чем углеродистая инструментальная сталь, особенно способностью к закалке и отпуску и красной твердостью, которая не может быть достигнута углеродистой инструментальной сталью.
По способу обработки легированная инструментальная сталь подразделяется на сталь для обработки давлением (горячая и холодная обработка давлением) и сталь для обработки резанием.
Основными разновидностями стали являются горячекатаная и кованая круглая сталь, квадратная сталь, плоская сталь, а также холоднотянутая и сортовая сталь. Этот вид стали в основном используется для изготовления всевозможных форм для холодной и горячей деформации, а также различных измерительных инструментов и режущего инструмента.
a. Метод представления оценок
Метод представления марки быстрорежущей инструментальной стали такой же, как и для легированной конструкционной стали.
Национальный стандарт GB/T9943-88 включает 14 марок быстрорежущей инструментальной стали, а GB/T9942-1988 и GB/T9941-1988 - две и три марки, соответственно, все они входят в вышеупомянутые 14 марок.
В зависимости от содержания легирующих элементов и эксплуатационных характеристик, быстрорежущая инструментальная сталь может быть разделена на вольфрамовую быстрорежущую сталь, молибденовую быстрорежущую сталь и сверхтвердую быстрорежущую сталь.
b. Основные характеристики и области применения
Быстрорежущая инструментальная сталь широко известна как "сталь Фенга". Сталь отличается высоким содержанием углерода, в большинстве марок содержание углерода составляет не менее 0,95%. Сталь также отличается высоким содержанием таких легирующих элементов, как вольфрам, молибден, хром, ванадий и кобальт.
Основные разновидности продукции из быстрорежущей инструментальной стали включают горячекатаную, кованую, зачищенную, холоднотянутую и блестящую. стальные прутья; кованый круглый прокат большого сечения, горячекатаный и холоднокатаный стальной лист.
Быстрорежущая инструментальная сталь используется для изготовления режущих инструментов (таких как токарные резцы, фрезы, протяжки, развертки), спиральные дрелии т.д.), а также пресс-формы, ролики и износостойкие механические детали.
a. Метод представления оценок
Подшипниковая сталь делится на четыре категории в зависимости от химического состава и особенностей использования: высокоуглеродистая хромистая подшипниковая сталь, науглероженная подшипниковая сталь, высокоуглеродистая хромистая нержавеющая подшипниковая сталь и высокотемпературная подшипниковая сталь.
Метод обозначения марки высокоуглеродистой хромосодержащей стали заключается в добавлении символа "G" в начале марки, но содержание углерода не указывается. Содержание хрома представлено в тысячных долях, а метод представления других легированных элементов такой же, как и для легированной конструкционной стали. Например, марка подшипниковой стали со средним содержанием хрома 1,5% - "GCr15".
b. Стандарт и оценки
В настоящее время китайские стандарты на подшипниковую сталь включают GB/T18254-2000 "Технические условия для высокоуглеродистой хромистой подшипниковой стали", GB/T3203-1982 "Технические условия для науглероженной подшипниковой стали", GB/T3086-1982 "Технические условия для высокоуглеродистой хромистой нержавеющей подшипниковой стали", YB/T688, и GB/T1205 "Технические условия для высокотемпературной подшипниковой стали".
Эти стандарты включают 15 марок подшипниковой стали, в том числе пять марок высокоуглеродистой хромистой подшипниковой стали типа "GCr15"; шесть марок науглероженной подшипниковой стали типа "G20CrMo"; две марки высокоуглеродистой хромистой нержавеющей подшипниковой стали типа "9Cr18" и "9Cr18Mo"; и две марки высокотемпературной подшипниковой стали типа "Cr4Mo4V" и "Cr14Mo4".
c. Основные характеристики и области применения
Подшипниковая сталь обладает высокой твердостью, прочностью на разрыв, контактной усталостная прочность, и износостойкость, а также значительную прочность, удовлетворяя требованиям к коррозионной стойкости и высокотемпературным характеристикам при определенных условиях.
Основными разновидностями продукции из подшипниковой стали являются горячекатаная и кованая круглая сталь, холоднотянутая круглая сталь и проволока.
a. Метод представления оценок
Нержавеющая сталь - это аббревиатура нержавеющей кислотостойкой стали.
b. Стандарт и оценки
В настоящее время китайские стандарты на нержавеющую сталь включают 33 стандарта, такие как GB/T1220-1992 "Прутки из нержавеющей стали", GB/T4237-1992 "Горячекатаные листы из нержавеющей стали", GB/T3280-1992 "Нержавеющая сталь Холоднокатаные листы", GB/T13296-1991 "Бесшовные трубы из нержавеющей стали для котлов и теплообменников" и GB/T4356-1984 "Плоские прутки из нержавеющей стали.
Сталь, устойчивая к коррозии в слабых средах, таких как воздух, пар и вода, называется нержавеющей сталью, а сталь, устойчивая к коррозии в сильных средах, таких как кислоты, щелочи и соли, называется кислотостойкой или коррозионностойкой сталью.
Существует множество видов нержавеющей стали, которые классифицируются в зависимости от металлографической структуры стали в соответствии с китайским национальным стандартом GB/T13304-1999 "Классификация стали" и международно признанными методами классификации.
c. Основные характеристики и области применения
Основными видами продукции из нержавеющей стали являются горячекатаные листы и полосы, холоднокатаные листы и полосы, горячекатаные и кованые прутки и профили, горячекатаный плоский прокат, бесшовные трубы и сварные трубы.
Нержавеющая сталь имеет широкий спектр применения, в основном используется в производстве нефтехимического оборудования и трубопроводов, оборудования для атомной энергетики, судового оборудования, медицинских приборов, посуды и других устройств, требующих нержавеющих и коррозионностойких свойств.
a. Метод представления оценок
Метод представления марки жаропрочной стали такой же, как и у нержавеющей стали.
b. Стандарт и оценки
В действующих национальных стандартах существует три стандарта на исполнение жаропрочной стали: GB/T1221-1992 "Прутки из жаропрочной стали", GB/T4238-1992 "Пластины из жаропрочной стали" и GB/T8732-1988 "Сталь для лопаток паровых турбин".
Стандарты содержат подробные положения о технических требованиях, таких как марка, химический состав, способ выплавки, состояние поставки, механические свойства, структура с низким энергопотреблением, устойчивость к испытаниям верхней поковки и качество поверхности стали жаропрочной стали, а также специальные технические требования со стороны спроса.
В стандарте жаропрочная сталь подразделяется на четыре типа в соответствии с металлографической структурой: аустенит тип, ферритный тип, мартенситный тип и тип закалки осадком, всего 46 марок.
c. Основные характеристики и области применения
Жаропрочная сталь обладает хорошей химической устойчивостью при высоких температурах, может противостоять окислению и коррозии под воздействием других сред, а также имеет высокую прочность. Основными разновидностями продукции из жаропрочной стали являются горячекатаные и кованые профили (круглые, квадратные и т.д.) и плоский прокат, горячекатаные и холоднокатаные листы и полосы, бесшовные стальные трубы и т.д.
a. Стандарт исполнения и градации
Действующие китайские стандарты на кремнистую сталь для электротехнического применения включают GB/T5218-88 "Горячекатаная Листы из кремнистой стали для электрических целей", GB/T2521-1996 "Холоднокатаные листы и полосы из магнитной стали с зернистой и неориентированной структурой" и YB/T5224-93 "Тонкая лента из кремнистой стали с зернистой структурой", всего 72 марки.
b. Основные характеристики и области применения
Кремниевая сталь - это низкоуглеродистый железо-кремниевый магнитомягкий сплав. Углерод является вредным элементом в кремниевой стали, и содержание углерода в стали обычно не превышает 0,015%. Кремний является наиболее эффективным элементом в повышении сопротивления железа. Добавление кремния в электротехническую сталь может уменьшить потери на вихревые токи и снизить потери железа в материале.
Направление расположения зерен кристаллов железа в холоднокатаной полосе из неориентированной кремнистой стали является случайным и неупорядоченным, а сама полоса обладает изотропией. Она в основном используется для изготовления сердечника вращающихся машин. Полосы из низкокремнистой кремнистой стали используются для изготовления небольших электродвигателей для бытовых приборов, а полосы из высококремнистой кремнистой стали - для изготовления генераторов и крупных электродвигателей.
Железные зерна холоднокатаной полосы из кремнистой стали ориентированы и расположены вдоль направления прокатки. По сравнению с холоднокатаной неориентированной полосой из кремнистой стали, ее магнитные свойства вдоль направления прокатки особенно превосходны. Она в основном используется для изготовления сердечников трансформаторов для производства, передачи и распределения электроэнергии.
Тонкие полосы из зерноориентированной кремниевой стали (толщиной не более 0,20 мм) в основном используются для изготовления сердечников трансформаторов для различных источников питания, таких как импульсные трансформаторы, магнитные усилители и преобразователи, работающие на частотах выше 400 Гц.