Евгений Банников - Сварка Страница 18

• температура плавления;

• плотность;

• температурный коэффициент;

• электросопротивление;

• теплопроводность.

Физические свойства металлов и сплавов обусловлены их составом и структурой.

Химические свойства металлов и сплавов

К химическим свойствам относится способность к химическому взаимодействию с агрессивными средами.

Технологические свойства металлов и сплавов

Технологические свойства – это способность материала подвергаться различным методам горячей и холодной обработки.

У металлов и сплавов такими свойствами являются:

• литейные свойства определяются жидкотекучестью, усадкой и т. п.;

• деформируемость – способность принимать форму под нагрузкой без разрушения;

• свариваемость – способность образовывать сварное (неразъемное) соединение требуемого качества;

• обрабатываемость режущим инструментом.

Эксплуатационные свойства металлов и сплавов

Эксплуатационные, или служебные, свойства металлов и сплавов определяются условиями работы машин или конструкций, изготовленных из этих материалов.

В зависимости от условий работы выделяют:

• коррозионную стойкость – сопротивление действию агрессивной среды;

• хладостойкость – сохранение свойств пластичности при температуре ниже 0 °C;

• жаропрочность – сохранение механических свойств при высоких температурах;

• жаростойкость – способность сплава сопротивляться окислению в газовой среде при высоких температурах;

• антифрикционность – способность сплава прирабатываться к другому сплаву.

Около 90 % выплавляемой стали и большую часть цветных металлов перерабатывают прокаткой. При прокатке металл в слитках, полученных выплавкой, проходит через специальные вращающиеся валки, деформируется и принимает различные формы в зависимости от вида прокатки и формы валков.

Сортамент проката. Классификация и маркировка сталей

Почти весь сортамент (кроме специального назначения) выпускается в соответствии с ГОСТом (Государственным общесоюзным стандартом). В ГОСТах на сортамент проката приведены площадь поперечного сечения, размеры, масса 1 п. м длины профиля и допустимые отклонения от номинальных размеров.

Форму поперечного сечения прокатанного металла называют профилем.

Совокупность форм и размеров профилей, получаемых прокаткой, называют сортаментом.

Сортамент проката

Сортамент проката делится на 4 основные группы:

• сортовой прокат – профили простой геометрической формы;

• фасонный (швеллер, рельс, уголок, тавр и т. д.);

• листовой прокат – фольга (толщина проката менее 0,2 мм);

• тонколистовой (толщина менее 4 мм);

• толстолистовой (толщина 4–160 мм);

• трубы (трубный прокат) – бесшовные трубы диаметром 30–650 мм;

• сварные (шовные) трубы диаметром 5–2500 мм;

• специальные виды проката – кольца, колеса, шары и т. п.

Классификация сталей

Стали классифицируют по назначению, химическому составу, качеству. По химическому составу классифицируют главным образом конструкционные стали.

Конструкционными называют стали, предназначенные для изготовления деталей машин и металлических конструкций. Конструкционные стали делят на углеродистые и легированные.

Углеродистые стали могут быть:

• низкоуглеродистые – с содержанием углерода не более 0,09–0,25 %;

• среднеуглеродистые – с содержанием углерода в пределах 0,25–0,45 %;

• высокоуглеродистые – с содержанием углерода 0,45–0,75 %.

По назначению применения стали подразделяют на:

• строительные стали – углеродистые и низколегированные, обыкновенного качества, т. е. для конструкций общего назначения;

• инструментальные стали для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов и т. п.;

• машиностроительные стали специализированного и общего назначения для изготовления деталей, машин, строительных конструкций;

• стали с особыми свойствами, которые подразделяют на стали с особыми физическими, химическими и технологическими свойствами (магнитные, жаропрочные, коррозионностойкие).

По качеству стали классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные, особовысококачественные.

Качество стали определяется условиями металлургического производства и содержанием в них вредных примесей.

Стали классифицируют на группы А, Б, В:

А – стали обыкновенного качества, с механическими свойствами ниже, чем у других групп сталей. Основным элементом, определяющим эти механические свойства, является углерод. Эти стали имеют повышенное содержание серы (до 0,06 %) и фосфора (до 0,07 %).

Б – качественные стали, углеродистые или легированные с содержанием серы и фосфора не более 0,035 %.

В – высококачественные, в основном легированные стали. Содержание серы и фосфора не более 0,025 %.

Особовысококачественные стали. Это стали специального назначения, с содержанием серы и фосфора не более 0,015 %.

По химическому составу стали делят на углеродистые и легированные.

По способу раскисления стали классифицируют на:

• спокойные стали, когда сталь хорошо раскислена марганцем, кремнием, алюминием и ее затвердевание проходит без выделения газов;

• кипящие стали, когда сталь раскислена только марганцем и при ее затвердении происходит бурное выделение углекислого газа, создавая впечатление кипения стали;

• полуспокойные стали – раскислены марганцем и алюминием и занимают промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью.

Маркировка сталей

Принятая буквенно-цифровая система обозначений сталей является простой и наглядной.

• Стали обыкновенного качества (группа А) обозначают Ст0–Ст6.

• Углеродистые стали.

Углеродистые стали, за исключением сталей обыкновенного качества, маркируют по содержанию углерода.

• Углеродистые качественные конструкционные стали маркируют двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Например, сталь 40 содержит 0,4 % С и т. д. Если сталь при этом раскислена не полностью, то в обозначении добавляют индексы: «пс» – для полуспокойной стали и «кп» – для кипящей стали. Для спокойных сталей индекс не применяют. Например, сталь 08кп содержит 0,08 % С, это кипящая сталь.

• Углеродистые качественные инструментальные стали маркируют буквой «У», и следующие за ней цифры указывают на среднее содержание углерода в десятых долях процента. Например, сталь У8 содержит 0,8 % С, это качественная инструментальная сталь. Если сталь при этом высококачественная, то в конце следует буква «А». Например, У12А.

• Конструкционные легированные стали. Легирующие элементы вводят в стали специально с целью изменения свойств. Легирующие элементы обозначают русскими буквами. Цифры после буквы указывают примерное содержание данного легирующего элемента, округленного до целого числа процентов.

Буквенное обозначение легирующих элементов:

А – азот, если буква находится в середине марки;

Б – ниобий;

В – вольфрам;

Г – марганец;

Д – медь;

К – кобальт;

М – молибден;

Н – никель;

П – фосфор;

Р – бор;

С – кремний;

Т – титан;

X – хром;

Ц – цирконий;

Ю – алюминий.

Таблица 3

Основные стандартные металлические профили

Цифры после буквы указывают примерное содержание данного легирующего элемента, округленного до целого числа процентов. Если после буквы цифра не поставлена, это означает, что данного элемента не более 1 %.

Две цифры в начале марки стали указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 40Х содержит 0,33–0,44 % углерода и 0,8–1,1 % хрома. Буква «А» в конце означает, что сталь высококачественная, например, сталь ЗОХГСА содержит примерно 0,3 % углерода и менее 1 % хрома, марганца и кремния, высококачественная.