На сьогоднішній день в світі існує безліч варіацій металевих сплавів, які використовуються в промисловості. Сьогодні мова піде про вуглецевмісні марки. Ми розповімо про її переваги та недоліки, а також де застосовується такий вид металу, і як можна досягти високоякісного сплаву завдяки комбінації вуглецю з іншими елементами.

Які існують середньовуглецеві марки сталі

З тих пір як в металургії почали застосовувати вуглець, стало зрозуміло, що зміст домішки вуглецю в сплаві не може перевищувати більш 2%, так як властивості одержуваного металу не відповідатимуть вимогам, які прийнятні в промисловості. Найбільш підходящі значення для такої сталі — це 0,3-0,5% вуглецю в складі.

Вся середньовуглецева сталь ділиться на дві великі групи:

  • легована;
  • нелегована.

Леговані марки — це такий вид сплаву, для якого використовують добавки у вигляді марганцю, хрому, нікелю, кремнію, загальний вміст яких не перевищує 5%. Додавання даних елементів надає продукту нові властивості, які можуть підвищити міцність, пластичність або зробити сталь більш універсальною для виробництва.

Отримують середньовуглецеву сталь різними методами:

  • в плавильній печі конвекторного типу;
  • в мартенівській печі;
  • в плавильній установці електричного типу.

У печі конвекторного типу додатково використовується методика окислення, що в свою чергу несприятливо впливає на властивість марки.

Мартенівська піч — найпопулярніший метод виплавки, так як позбавлений недоліків, крім складності технологічного процесу.

У плавильних установках електричного типу використовується джерело нагрівання, яке не викликає виникнення окислювального середовища, що надає сталі кращих властивостей.Також при такому типі виробництва зменшена концентрація водню, що виключає появу в сплаві флокенов.

На даний момент існує кілька марок сталі, що містять середню кількість вуглецю:

  • 40Г — отримують методом загартовування і відпустки з додаванням марганцю і кремнію, що дає можливість забезпечити високу ступінь розплавлення, а також підвищити якість сплаву;
  • 50Г — має високу міцність і пружністю, що досягається шляхом нормалізації, загартування та відпуску;
  • 40ХН — відмінно піддається куванню, володіє хорошою міцністю і пружністю;
  • 50ХФ — виходить шляхом утворення сплаву хрому і ванадію, що дає можливість застосовувати таку сталь у виготовленні пружин;
  • 60, 65, 70 (Г) — виготовляють за допомогою гарту з відпуском, поверхневого зміцнення і нормалізації. Застосовують у виробах, які схильні до тертя, вібрації і підвищеного тиску.

Окремо стоїть номенклатура, що позначається буквою "У" — це марки, які застосовуються для виготовлення різних інструментів.

Якість середньовуглецевих марок сталі

Залежно від кількості домішок, методів виготовлення, якість сталі може змінюватися, що в свою чергу впливає на область застосування такого матеріалу.

Середньовуглецева сталь марки 40 (Г) відноситься до якісної типу. Кількість вуглецю не перевищує 0,45%, також містить такі елементи як: кремній, марганець, мідь. Володіє високою твердістю, ударною в'язкістю, а також має хорошу межу витривалості і тривалий термін служби. Дані властивості дозволяють виготовляти такі матеріали: тонко- і товстолистовий прокат в листах, рулонах, фасонний і сортовий прокати, труби, кріплення, втулки ротори, диски.

Марка 50 — конструкційна сталь нелегована, при додаванні марганцю виготовляють легований сплав 50 (Г). Має більш високу твердість, ніж 40 (Г), межа значення температурної критичної точки схожий з попереднім варіантом, зварюваність сплаву обмежена, а її межа міцності висока. Застосовують для виготовлення деталей зчеплення, ресор, валів, а також інших рухомих деталей механічного транспортного засобу.

Марка 40ХН — легована середньовуглецева сталь, має підвищену міцність. З недоліків варто відзначити наступне — важка зварюваємость, флокеночутливість, відпускна крихкість. Як і попередню марку використовують для виготовлення валів, піввісь, колінвалів, а також болтів і рейок.

Марка 50ХФ — легована сталь, яка містить елементи ванадію і хрому. Володіє високою міцністю, не чутлива до флокенов, мало схильна до відступної крихкості. З недоліків: дана марка не застосовується для створення зварних конструкцій. На основі сплаву виготовляють пружини підвищеної міцності і стрімкі деталі, схильні до високих навантажень.

Марки 60-70 (Г) — легований сплав, що володіє високою міцністю і пружністю. При вмісті марганцю понад 1% схильна до відпускної крихкості. Малочутлива до флокенов, а також не застосовується для зварних конструкцій. Застосовується для виготовлення деталей пружинного типу, гальмівних барабанів, втулок, стрічок, скоб.

Існуюче маркування сталі

Загальноприйнятою класифікацією в металургії є маркування сталі буквами і цифрами, кожна з яких позначає різні якості сплаву. 

  1. А — механічні властивості.
  2. Б — хімічний склад.
  3. В — механічні властивості з окремими хімічними властивостями.

Якщо ж в номенклатурі початкова буква відсутня, марка за замовчуванням відноситься до групи (А).

Далі йде скорочення Ст, що відносить марку до вуглецевої сталі звичайної якості, після чого вказується кількість вуглецю — числом від 1 до 6. Наявність в номенклатурі букви Г свідчить про присутність в сплаві марганцю, що вказується виключно після вуглецю.

Закінчується маркування позначенням ступеня розкислення:

  • кп — кипляча з низьким рівнем розкислення;
  • пс — напівспокійна, із середнім рівнем розкислення;
  • сп — спокійна, рівень розкислення мінімальний.

Відповідно, якщо в літературі зустрічається приклад маркування БСт1кп, це буде означати оптимальний хімічний склад, вміст вуглецю 1 і низький рівень розкислення.