Что такое качественная сталь? Состав, марки, классификация

Углеродистая качественная сталь – универсальный сплав, широко применяющийся в строительстве, различных отраслях машиностроения и других направлениях промышленного производства. При изготовлении к этому материалу применяются повышенные требования по точности химического состава, соблюдению технологических требований к плавке, способам разливки.

Химический состав сплава

Качественная сталь может быть углеродистой или легированной, она производится в соответствии с требованиями ГОСТ 1577. При маркировке таких сплавов указывается доля углерода в процентном соотношении, например 30, 35, 40.

Качественные стали отличаются от сплавов обыкновенного качества несколькими важными параметрами:

• Минимальное количество примесей. В составе таких сплавов содержится очень небольшое количество серы, фосфора и других посторонних включений, снижающих качество металла.
• Точное соответствие количество углерода указанному в маркировке процентному соотношению. Узкий диапазон гарантирует, что сплав будет соответствовать заявленным в стандарте свойствам.
• Повышенное содержание кремния и марганца. Добавление легирующих компонентов повышает прочность сплава, делает его более устойчивым к различным механическим нагрузкам.

Ключевыми характеристиками таких сталей являются прочность пластичность и ударная вязкость. Сплав противостоит деформациям, что позволяет использовать его для различных строительных и иных конструкций.

Классификация качественной стали

В зависимости от состава качественной стали ее принято делить на следующие категории:

• Низкоуглеродистые стали марок 05-10. Благодаря низкому содержанию углерода такие сплавы обладают хорошей свариваемостью, при нагревании и охлаждении металла на нем не образуются трещины.
• Низкоуглеродистые стали марок 12-20. Они широко применяются для изготовления неответственных малонагруженных конструкций, сплав подходит для обработки с помощью штамповки, вытяжки ил резания.
• Среднеуглеродистые стали марок 25-35. Они предназначены для изготовления конструкций, рассчитанных на средние нагрузки и невысокое напряжение.
• Среднеуглеродистые стали марок 40-45 и 50-55. Благодаря повышенному содержанию углерода они приобретают высокую твердость, однако у таких сплавов снижается пластичность. Чтобы упростить обработку резанием, такие сплавы подвергаются отжигу.
• Высокоуглеродистые 60-80. Они обладают повышенной устойчивостью к механическим нагрузкам, поэтому могут использоваться для изготовления деталей, подвергающихся постоянному трению.

В особую группу входят качественные котельные стали, маркируемые обозначением 12К-22К. Для повышения свариваемости в состав дополнительно вводится титан, для раскисления сплава используется алюминий. Благодаря особенностям производства сплав приобретает повышенную устойчивость к высоким температурам и давлению, его используют для производства деталей котлов, турбин, другого промышленного оборудования. Еще одной специальной разновидностью является качественная автоматная сталь, применяемая для изготовления деталей автомобилей и других узлов, рассчитанных на большие статические нагрузки.

По способы изготовления принято разделять стали на катаные, кованые и калиброванные. Наибольшее распространение получили стальные изделия, изготовленные методом горячей и холодной прокатки.

Марки качественной стали и их обозначения

Маркировка качественных сталей включает в себя числовое и буквенное обозначение. Для указания особенностей состава и основных характеристик используются следующие способы:

• Цифровой индекс указывает процентное содержание углерода в составе (0,00%).
• Буквы СП, ПС или КС указывают на степень раскисления стали.
• Присутствие буквы Г в маркировке указывает на повышенное содержание марганца, Ю – алюминия, Ф – ванадия, другими буквами показываются другие легирующие компоненты. После буквенного обозначения цифрами указывается процентное соотношение. Например, марка 52КФ11 говорит о том, что количество ванадия в составе сплава составляет 11%.
• Буквой А перед числом указывает на автоматный сплав, буква К – на котловой. Другими буквами в маркировке также могут обозначаться способы производства. Например, буквы ПВ указывают на то, что сталь изготовлена методом горячей прокатки.

Расшифровка маркировки дает возможность получить точную информацию о свойствах и составе сплава, а также о возможностях его применения.

Использование качественной стали в промышленности

Качественная сталь отличается от сплавов обыкновенного качества более узким диапазоном содержания углерода и точным добавлением в состав легирующих компонентов. Это дает возможность использовать такие сплавы в различных отраслях:

• В машиностроении. Высокоуглеродистые качественные славы используются при изготовлении пружин, эксцентриков, рессор, других деталей, среднеуглеродистые и низкоуглеродистые стали применяются в изготовлении различного крепежа. Детали из качественных сплавов широко применяются при сборке автомобилей, судов, промышленного и сельскохозяйственного оборудования.
• В изготовлении строительных конструкций: ферм, балок, колонн, других деталей каркасов. Для этой цели используются конструкционные качественные стали, изготовленные в соответствии с ГОСТ 1050-88. Конструкционные сплавы могут использоваться для изготовления болтовых или сварных соединений.
• При производстве неответственных деталей. Сталь применяется для изготовления настилов, перил, деталей трубопроводов.

Качественные стали различных марок изготавливаются в строгом соответствии с ГОСТ. В стандарте прописывается допустимый диапазон содержания углерода, массовая доля других элементов, сортамент выпускаемой продукции. Изделия из качественной стали соответствуют самым высоким требованиям надежности и долговечности.