Обыкновенного качества общего назначения

К этой группе относят стали, содержащие до 0,5% углерода, при производстве которых не предъявляют высоких требований. Эти стали поставляются по ГОСТ 380-94. Стали маркируются порядковым номером от 0 до 6 после букв «Ст», обозначающих слово «сталь». Для обозначения степени раскисления после номера марки добавляют индексы: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная.

Стали согласно этому ГОСТу поставляются по химическому составу, который должен соответствовать нормам, указанным в таблице 5.1. Гарантируются: содержание углерода, которое растет с увеличением номера стали от 0,06 до 0,49%, содержание марганца колеблется от 0,25% до 0,8%. Имеются 3 марки с повышенным содержанием марганца (0,8 – 1,2%), в маркировку этих сталей входит буква Г, обозначающая повышенное его содержание: Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс. Содержание кремния колеблется в зависимости от степени раскисления: для кипящих сталей не более 0,05%, для полуспокойных 0,05% – 0,15%, для спокойных сталей 0,15 – 0,30%. Ограничивается содержание вредных примесей серы и фосфора, а также случайных примесей, вносимых в сталь из шихты, – хрома, никеля, меди, мышьяка.

Конструкционные стали обыкновенного качества выплавляются в крупных мартеновских печах и кислородных конвертерах. Эти стали дешевые и используются для металлоемких строительных конструкций в виде горячекатанного сортового фасонного и листового проката: балок, прутков, швеллеров, уголков, листов, труб и т.д., а также для малоответственных деталей машин: осей, валов, шестерен, втулок, болтов, гаек и т.д.

 

 

Таблица 5.1. Состав углеродистых конструкционных сталей

обыкновенного качества, % (ГОСТ 380-94)

Марка стали	Углерод	Марганец	Кремний	Сера	Фосфор
Ст0	Не более 0,23	-	-	Не более 0,06	Не более 0,07
Ст1кп	0,06-0,12	0,25-0,50	Не более 0,05	Не более 0,05	Не более 0,04
Ст1пс	0,06-0,12	0,25-0,50	0,05-0,15	» 0,05	» 0,04
Ст1сп	0,06-0,12	0,25-0,50	0,15-0,30	» 0,05	» 0,04
Ст2кп	0,09-0,15	0,25-0,50	Не более 0,05	» 0,05	» 0,04
Ст2пс	0,09-0,15	0,25-0,50	0,05 - 0,15	» 0,05	» 0,04
Ст2сп	0,09-0,15	0,25-0,50	0,15-0,30	» 0,05	» 0,04
Ст3кп	0,14-0,22	0,30-0,60	Не более 0,05	» 0,05	» 0,04
Ст3пс	0,14-0,22	0,40-0,65	0,05-0,15	» 0,05	» 0,04
Ст3сп	0,14-0,22	0,40-0,65	0,15-0,30	» 0,05	» 0,04
Ст3Гпс	0,14-0,22	0,80-1,10	Не более 0,15	» 0,05	» 0,04
Ст3Гсп	0,14-0,20	0,80-1,10	0,15-0,30	» 0,05	» 0,04
Ст4кп	0,18-0,27	0,40-0,70	Не более 0,05	» 0,05	» 0,04
Ст4пс	0,18-0,27	0,40-0,70	0,05-0,15	» 0,05	» 0,04
Ст4сп	0,18-0,27	0,40-0,70	0,15-0,30	» 0,05	» 0,04
Ст5пс	0,28 - 0,37	0,50-0,80	0,05-0,15	» 0,05	» 0,04
Ст5сп	0,28 - 0,37	0,50-0,80	0,15-0,30	» 0,05	» 0,04
Ст5Гпс	0,22-0,30	0,80-1,20	Не более 0,15	» 0,05	» 0,04
Ст6пс	0,38-0,49	0,50-0,80	0,05-0,15	» 0,05	» 0,04
Ст6сп	0,38-0,49	0,50-0,80	0,15-0,30	» 0,05	» 0,04
Массовая доля хрома, никеля, меди должна быть не более 0,30%, а мышьяка не более 0,08%.

 

Качественные конструкционные углеродистые стали

Для деталей машин

Качественные конструкционные углеродистые стали поставляются по химическому составу и механическим свойствам в соответствии ГОСТ 1050-88. К этим сталям по сравнению со сталями обыкновенного качества предъявляют более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04%, фосфора не более 0,035%).

Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 08, 10,15,20,25,30,35, 40, 45, 50, 55, 60. При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскиления: кп или пс. В случае спокойной стали степень раскисления не указывается.

 

Таблица 5.2. Состав углеродистых конструкционных качественных сталей, % (ГОСТ 1050-88)

Марка стали	Массовая доля элементов, %
Углерода	Кремния	Марганца	Хрома, не более
05кп	Не более 0,06	Не более 0,03	Не более 0,40	0,10
08кп	0,05-0,12	Не более 0,03	0,25-0,50	0,10
08пс	0,05-0,11	0,05-0,17	0,35-0,65	0,10
	0,05-0,12	0,17-0,37	0,35-0,65	0,10
10кп	0,07-0,14	Не более 0,07	0,25-0,50	0,15
10пс	0,07-0,14	0,05-0,17	0,35-0,65	0,15
	0,07-0,14	0,17-0,37	0,35-0,65	0,15
11кп	0,05-0,12	Не более 0,06	0,30-0,50	0,15
15кп	0,12-0,19	Не более 0,07	0,25-0,50	0,25
15пс	0,12-0,19	0,05-0,17	0,35-0,65	0,25
	0,12-0,19	0,17-0,37	0,35-0,65	0,25
18кп	0,12-0,20	Не более 0,06	0,30-0,50	0,15
20кп	0,17-0,24	Не более 0,07	0,25-0,50	0,25
20пс	0,17-0,24	0,05-0,17	0,35-0,65	0,25
	0,17-0,24	0,17-0,37	0,35-0,65	0,25
	0,22-0,30	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25
	0,27-0,35	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25
	0,32-0,40	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25
	0,37-0,45	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25
	0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25
	0,47-0,55	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25
	0,52-0,60	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25
58 (55пп)*	0,55-0,63	0,10-0,30	Не более 0,20	0,15
	0,57-0,65	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25

* пп – обозначает пониженную прокаливаемость стали марки 58

Таблица 5.3. Механические свойства углеродистых конструкционных

качественных сталей

Марка стали	Механические свойства, не менее
Предел текучести sт, Н/мм^2 (кгс/мм^2)	Временное сопротивление разрыву sв, Н/мм^2 (кгс/мм^2)	Относительное удлинение d5, %	Относительное сужение Y, %
	196 (20)	320 (333)
	205 (21)	330 (34)
	225 (23)	370 (38)
	245 (25)	410 (42)
	275 (28)	450 (46)
	295 (30)	490 (50)
	315 (32)	530 (54)
	335 (34)	570 (58)
	355 (36)	600 (61)
	375 (38)	630 (64)
	380 (39)	650 (66)
58 (55пп)	315 (32)	600 (61)
	400 (41)	680 (69)

 

Низкоуглеродистые стали марок 05 кп, 08, 08кп, 10, 10кп обладают высокой пластичностью и невысокой прочностью. Эти стали без термообработки применяются для малонагруженных деталей (прокладки, шайбы, змеевики, штампованные детали, капоты тракторов, кузова автомобилей, элементы сварных конструкций и т.д.). Низкоуглеродистые стали с повышенным количеством углерода (15, 20, 20кп, 25) применяются после цементации и закалки с отпуском для деталей, работающих на износ: оси, втулки, шестерни, шпиндели, вилки и т.д.

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 применяются в основном после закалки и высокого отпуска для изготовления, валов, осей, зубчатых колес, шестерен, штоков, бандажей и т.д.

Высокоуглеродистые стали, содержащие углерода более 0,6% поставляются по ГОСТ 14959-79 «Сталь конструкционные рессорно-пружинная». Эти стали марок 65, 70, 75, 80, 85 используются для изготовления пружин, рессор, амортизаторов, прокатных валков, бандажей вагонов и т.д.

 

Таблица 5.4. Состав и свойства конструкционных углеродистых

рессорно-пружинных сталей (ГОСТ 14959-79)

Марка стали	Состав сталей, %	Механические свойства,не менее
С	Мn	Si	Cr	s0,2, МПа	sв, Мпа	d, %	Y, %
	0,62-0,70	0,50-0,80	0,17-0,37	не более 0,25
	0,67-0,75	0,50-0,80	0,17-0,37	» 0,25
	0,72-0,80	0,50-0,80	0,17-0,37	» 0,25
	0,77-0,85	0,50-0,80	0,17-0,37	» 0,25
	0,82-0,90	0,50-0,80	0,17-0,37	» 0,25

 

Механические свойства сталей 75, 80 и 85 весьма высоки, так как определяются после закалки и среднего отпуска.

 

Инструментальные углеродистые стали

Инструментальные стали – это большая группа сталей, которые в результате термической обработки получают высокую твердость и износостойкость, необходимые при обработке материалов резанием или давлением. Углеродистые инструментальные стали содержат углерода от 0,65 до 1,35%. Эти стали подразделяются на качественные и высококачественные. Высококачественные стали отличаются от качественных меньшим содержанием вредных примесей серы (на 0,01%) и фосфора (на 0,005%). Меньшее количество серы требует уменьшения количества марганца. Кроме того, более жестко регламентируется содержание никеля и меди.

Маркируются эти стали следующим образом: впереди ставится буква «У», что значит углеродистая; за ней стоит цифра, обозначающая среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если сталь высококачественная, то после цифры стоит буква «А».

 

Таблица 5.5. Состав углеродистых инструментальных сталей (ГОСТ 1435-90)

Марка стали	С	Мn	Не более
Ni	S	Р
У7   У7А	0,65-0,74	0,17-0,33   0,17-0,28	0,25   0,20	0,028   0,018	0,030   0,025
У8   У8А	0,75-0,84	0,17-0,33   0,17-0,28	0,25   0,20	0,028   0,018	0,030   0,025
У9   У9А	0,85-0,94	0,17-0,33   0,17-0,28	0,25   0,20	0,028   0,018	0,030   0,025
У10   У10А	0,95-1,04	0,17-0,33   0,17-0,28	0,25   0,20	0,028   0,018	0,030   0,025
У11   У11А	1,05-1,14	0,17-0,33   0,17-0,28	0,25   0,20	0,028   0,018	0,030   0,025
У12   У12А	1,15-1,24	0,17-0,33   0,17-0,28	0,25   0,20	0,028   0,018	0,030   0,025
У13   У13А	1,25-1,35	0,17-0,33   0,17-0,28	0,25   0,20	0,028   0,018	0,030   0,025
Для всех марок содержание кремния 0,17-0,33%, хрома – не более 0,20%

 

С увеличением количества углерода растет износостойкость стали при незначительном увеличении твердости и падает вязкость стали.

Назначение инструментальной углеродистой стали различных марок следующее: У7-У7А применяется для инструментов и изделий, подвергающихся толчкам и ударам и требующих высокой вязкости при умеренной твердости (зубила, молотки слесарные и кузнечные, штампы, клейма, масштабные линейки, инструмент по дереву, центра токарных станков и т.д.); У8-У8А – для инструментов и изделий, требующих повышенной твердости и достаточной вязкости (пробойники, зубила, кернеры, пуансоны, ножи и ножницы по металлу, отвертки, столярный инструмент); У9-У9А – для инструментов, требующих высокой твердости при некоторой вязкости (штемпеля, кернеры, зубила, столярный инструмент); У10-У10А – для инструментов, не подвергающихся сильным толчкам и ударам и требующих высокой твердости при незначительной вязкости (строгальные резцы, фрезы, метчики, развертки, плашки, буры по твердым породам, ножовочные полотна, фасонные штампы, зубила для насечки напильников, волочильные кольца, калибры, напильники); У11-У11А, У12-У12А – для инструментов, требующих высокой твердости (напильники, шаберы, фрезы, сверла, бритвы, плашки, часовой инструмент, пилы по металлу); У13-У13А – для инструментов, которые должны иметь исключительно высокую твердость (бритвы, шаберы, волочильный инструмент, сверла, зубила для насечки напильников, косы и др.).