На сегодняшний день в мире существует множество вариаций металлических сплавов, используемые в промышленности. Сегодня речь пойдет об углеродсодержащей марке. Мы расскажем о ее преимуществах и недостатках, а также где применяется такой вид металла, и как можно достичь высококачественного сплава благодаря комбинации углерода с другими элементами.

Какие существуют среднеуглеродистые марки стали

С тех пор как в металлургии начали применять углерод, стало понятно, что содержание примеси углерода в сплаве не может превышать более 2%, так как свойства получаемого металла не будут отвечать требованиям, которые приемлемы в промышленности. Наиболее подходящие значения для такой стали — это 0,3-0,5 % углерода в составе.

Вся среднеуглеродистая сталь делится на две большие группы:

  • легированная;
  • нелегированная.

Легированные марки — это такой вид сплава, для которого используют добавки в виде марганца, хрома, никеля, кремния, общее содержание которых не превышает 5%. Добавление данных элементов придает продукту новые свойства, которые могут повысить прочность, пластичность или сделать сталь более универсальной для производства.

Получают среднеуглеродистую сталь разными методами:

  • в плавильной печи конвекторного типа;
  • в мартеновской печи;
  • в плавильной установке электрического типа.

В печи конвекторного типа дополнительно используется методика окисления, что в свою очередь неблагоприятно влияет на свойство марки.

Мартеновская печь — самый популярный метод выплавки, так как лишен недостатков, кроме сложности технологического процесса.

В плавильных установках электрического типа используется источник нагревания, который не вызывает возникновения окислительной среды, что придает стали лучшие свойства. Также при таком типе производства уменьшена концентрация водорода, что исключает появление в сплаве флокенов.

На данный момент существует несколько марок стали, содержащие среднее количество углерода:

  • 40Г — получают методом закаливания и отпуска с добавлением марганца и кремния, что дает возможность обеспечить высокую степень расплавки, а также повысить качество сплава;
  • 50Г — обладает высокой прочностью и упругостью, что достигается путем нормализации, закаливания и отпуска;
  • 40ХН — отлично поддается ковке, обладает хорошей прочностью и упругостью;
  • 50ХФ — получается путем образования сплава хрома и ванадия, что дает возможность применять такую сталь в изготовлении пружин;
  • 60, 65, 70 (Г) — изготавливают с помощью закалки с отпуском, поверхностного упрочнения и нормализации. Применяют в изделиях, которые подвержены трению, вибрации и повышенному давлению.

Отдельно стоит номенклатура, обозначаемая буквой “У” — это марки, которые применяются для изготовления различных инструментов.

Качества среднеуглеродистых марок стали

В зависимости от количества примесей, методов изготовления, качество стали может изменяться, что в свою очередь влияет на область применения такого материала.

Среднеуглеродистая сталь марки 40(Г) относится к качественному типу. Количество углерода не превышает 0,45%, также содержит такие элементы как: кремний, марганец, медь. Обладает высокой твердостью, ударной вязкостью, а также имеет хороший предел выносливости и длительный срок службы. Данные свойства позволяют изготавливать такие материалы: тонко- и толстолистовой прокат в листах, рулонах, фасонный и сортовой прокаты, трубы, крепежи, втулки роторы, диски.

Марка 50 — конструкционная сталь нелегированная, при добавлении марганца изготавливают легированный сплав 50(Г). Обладает более высокой твердостью чем 40(Г), предел значения температурной критической точки схож с предыдущим вариантом, свариваемость сплава ограничена, а её предел прочности высокий. Применяют для изготовления деталей сцепления, рессор, валов, а также других подвижных деталей механического транспортного средства.

Марка 40ХН — легированная среднеуглеродистая сталь, обладает повышенной прочностью. Из недостатков стоит отметить следующее — трудная свариваемость, флокеночувствительность, отпускная хрупкость. Как и предыдущую марку используют для изготовления валов, полуосей, коленвалов, а также болтов и реек.

Марка 50ХФ — легированная сталь, которая содержит элементы ванадия и хрома. Обладает высокой прочностью, не чувствительна к флокенам, мало склонна к отступной хрупкости. Из недостатков: данная марка не применяется для создания сварных конструкций. На основе сплава изготавливают пружины повышенной прочности и отвесные детали, подверженные высоким нагрузкам.

Марки 60-70 (Г) — легированный сплав, обладающий высокой прочностью и упругостью. При содержании марганца более 1% склонна к отпускной хрупкости. Малочувствительна к флокенам, а также не применяется для сварных конструкций. Применяется для изготовления деталей пружинного типа, тормозных барабанов, втулок, лент, скоб.

Существующая маркировка стали

Общепринятой классификацией в металлургии является маркировка стали буквами и цифрами, каждая из которых обозначает различные качества сплава. 

  1. А — механические свойства.
  2. Б — химический состав.
  3. В — механические свойства с отдельными химическими качествами.

Если же в номенклатуре начальная буква отсутствует, марка по умолчанию относится к группе (А).

Далее идет сокращение Ст, что относит марку к углеродистой стали обыкновенного качества, после чего указывается количество углерода — числом от 1 до 6. Наличие в номенклатуре буквы Г свидетельствует о присутствии в сплаве марганца, что указывается исключительно после углерода.

Заканчивается маркировка обозначением степени раскисления:

  • кп — кипящая с низким уровнем раскисления;
  • пс — полуспокойная, со средним уровнем раскисления;
  • сп — спокойная, уровень раскисления минимален.

Соответственно, если в литературе встречается пример маркировки БСт1кп, это будет означать оптимальный химический состав, содержание углерода 1 и низкий уровень раскисления.