Структура стали. Классификация сталей. Сталь– это сплав углерода, железа и примесей

Fe – 96-98%, C – 0.09-0.6%.

Структура стали состоит из 3-х фаз: феррит (больше всего), цементит и перлит.

Феррит – пластичен, но малопрочен.

Цементит – тверд и хрупок.

Перлит – обладает промежуточными св-сами.

Прочность феррита повышают: 1) добавлением углерода, 2) легированием (введением различных хим. эл-ов), 3) легированием и термическим упрочнением.

Классификация сталей:

1. по прочности: 1) стали обычной прочности (малоуглеродистые стали), предел текучести σ_у<290 МПа, 2) стали повышенной прочности (низколегированные), 290≤ σ_у <400 МПа, 3) сталь высокой прочности (низколегированные и термообработанные), σ_у≥400 МПа.

2. по хим. составу в зависимости от %-ого содержания легирующих эл-ов: 1) углеродистые стали, легирующие элементы ≤0.3%; 2) низколегированные, 0.3%<ЛЭ<5%; 3) среднелегированные стали 5%<ЛЭ<10%; 4) высоколегированные, ЛЭ>10%.

Углеродистые стали в зав-ти от %-ого содержания углерода делят на три группы:

1) малоуглеродистые, С=0.09…0.22%; 2) средне углеродистые, С=0.23…0.6%; 3) высокоуглеродистые, С>0.6 %.

В строит. констр. используют в основном низколегированные и малоуглеродистые стали.

Легирование. Легирующие эл-ты. Вредные примеси

Легирование - добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и химич. св-в основного материала.

ЛЭ: 1. углерод С=0.09…0.22%, повышает прочность, но снижает пластичность и ухудшает свариваемость; 2. Кремний Si=0.07…0.3%, повышает прочность, но снижает пластичность и ухудшает свариваемость и стойкость против коррозии; 3. Марганец Mn=0.3…0.65%, повышает прочность и вязкость стали и нейтрализует вредное влияние суры; 4. алюминий Al=0.2%, повышает вязкость и пластичность, нейтрализует вредное влияние фосфора; 5. медь Cu=0.2…0.4%, повышает прочность и коррозионную стойкость, но при содержании более 0,7% способствует старению стали и повышает ее хрупкость; 6. хром Cr и никель Ni повышают прочность и коррозионную стойкость стали; азот N способствует старению стали, делает её хрупкой в соединении с Al, титаном и др. элементами становится легирующими элементами.

Вредные примеси: 1. сера S≤0.05%, снижает прочность, пластичность и делает сталь красноломкой, т.е. склонной к образованию трещин при t=800…1000⁰С; 2. фосфор Р≤0.04%, придает хрупкость и хладоломкость, т.е. св-во разрушаться при низких температурах; 3. кислород О≤0.05%, действует как сера, но в большей степени; 4. Азот N≤0.0 9% действует как фосфор.