Презентация урока "Углеродистая сталь"

Тема урока

Стали. Классификация углеродистых сталей

Цели урока

понимать принципы классификации сталей, значимость данной темы для изучения марок сталей;
знать классификацию сталей, влияние примесей и легирующих элементов на свойства стали, обозначение легирующих элементов в марке стали
уметь классифицировать сталь по химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления

Сталь

Сталью называется сплав железа с углеродом, где углерода находится до 2,14%.
Кроме железа и углерода в состав стали входят также кремний и марганец, сера и фосфор.

Выплавка стали

Применение стали

Сталь является основным материалом, широко используемым в машино – и приборостроении, строительстве и для изготовления инструментов.
Стали классифицируют по следующим признакам: химическому составу, назначению, качеству и степени раскисления.

Классификация стали

По химическому составу различают стали углеродистые и легированные.
Углеродистые стали по содержанию в них углерода подразделяют на
низкоуглеродистые (до 0,25% С),
среднеуглеродистые (0,25-0,45% С)
высокоуглеродистые (более 0,45% С).

По назначению

конструкционные,
Инструментальные,
с особыми, физическими и химическими свойствами – специальные. К последним относят нержавеющие, жаропрочные, жаростойкие, теплоустойчивые, электротехнические и др.

Классификация по качеству

стали обыкновенного качества, (стали обыкновенного качества содержат до 0,055 % S и 0,05 % Р).
качественные,(до 0,045% S и 0,035 % Р);
высококачественные (не более 0,025 % S и 0,025 %Р);
особо высококачественные – не более 0,015 %S и 0,025% Р

Маркировка сталей обыкновенного качества

Марки углеродистой стали обыкновенного качества обозначаются буквами и цифрами, например Ст 0, …,Ст 6. Буквы Ст обозначают сталь, цифры от 0 до 6 – условный номер марки в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем больше число, тем больше содержание углерода в стали, выше прочность и ниже пластичность.

Качественные углеродистые стали

К углеродистым качественным конструкционным сталям предъявляются повышенные требования по химическому составу и механическим свойствам. Цифры в марке стали указывают на среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента.
Все углеродистые качественнее конструкционные стали можно условно разделить на несколько групп. Углеродистые качественные стали 05кп, 08, 08кп, 10, 10кп (без термической обработки) хорошо штампуются вследствие их высокой пластичности, а также хорошо свариваются из-за малого содержания углерода. Они используются для производства малонагруженных деталей машин (крепежные изделия и др.) и сварных конструкций.

Качественные углеродистые стали

Стали 15, 20, 25, составляющие вторую группу низкоуглеродистых сталей, хорошо свариваются и обрабатываются резанием. Они используются для изготовления неответственных деталей машин не подвергающихся высоким нагрузкам. Примерами цементированных деталей машин являются кулачковые валики, кронштейны, пальцы рессор и др.

Качественные углеродистые стали

Самой значительной является группа среднеуглеродистых сталей 30, 35, 40, 45, 50, подвергающихся термической обработке. Эти стали хорошо обрабатываются на металлорежущих станках в отожженном состоянии. Благоприятные сочетания прочностных и пластических свойств позволяют применять эти стали при изготовлении ответственных деталей машин (шпиндели, распределительные валы и др.).

Качественные углеродистые стали

Высокоуглеродистые стали 60, 65, подвергаются различным видам термической обработки, в результате чего они получают высокую прочность, износостойкость и упругие свойства. Из них делают детали типа пружин, рессор, прокатных валков, замковых шайб и др.

Качественные инструментальные стали

Углеродистые инструментальные стали маркируют следующим образом: впереди ставят букву У, затем цифру, указывающую среднее содержание углерода в десятых долях процента, например сталь марки У12 содержит в среднем 1,2% С.

Высококачественные и особо высококачественные стали

Для обозначения высококачественных сталей в конце марки ставится буква А, а особо высококачественных сталей (выплавленных, например, методом электрошлакового переплава с вакуумированием) – буква Ш. В марках некоторых специальных сталей буква впереди обозначения указывает на назначение: А – автоматная сталь (А30), Р – быстрорежущая сталь (Р12), Ш-шарикоподшипниковая (ШХ15), Э-электротехническая и т.д.

По способу раскисления

КипящиеСодержат до 0,05% кремния, раскисляются марганцем. Имеют резко выраженную химическую неоднородность в слитке. Их преимущества – высокий выход годного продукта (более 95%), хорошая способность к штамповке в холодном состоянии. Недостатки –повышенный порог хладноломкости и невозможность широкого использования для территорий с холодным климатом.ПолуспокойныеСодержат 0,05- 0,15% кремния, раскисляются марганцем и алюминием, выход годного продукта –90-95%.СпокойныеСодержит 0,15-0,35% кремния, раскисляется кремнием, марганцем и алюминием. Выход годного – около 85%, однако, металл имеет более плотную структуры и однородный химический состав.

Закрепление изученного материала

Вопросы:1. Что такое сталь?2. Перечислить признаки классификации стали.3. Классификация по хим. составу.4. Классификация по назначению.5. Классификация по качеству.6. Классификация по степени раскисления7. От чего зависит качество стали?8. Назовите нежелательные примеси в стали.9. Как влияет сера на качество стали?10.Влияние фосфора ...

Тест: Марки углеродистых сталей