Конструкционная сталь

Конструкционная сталь — легированная или углеродистая сталь, предназначенная для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладающая определенными механическими, физическими и химическими свойствами. По форме, размерам и предельным отклонениям металлопродукция соответствует требованиям:

прокат круглый (круг сталь 40х) — ГОСТ 2590-88, ГОСТ 7417;

прокат квадратный — ГОСТ 2591-88, ГОСТ 8559;

прокат шестигранный — ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8560;

прутки кованые квадратные и круглые — ГОСТ 1113-88;

полосы — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405;

профили для косых шайб: ГОСТ 5157;

со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955.

Конструкционная легированная сталь

Нормативный документ: качественная конструкционная легированная сталь изготовляется согласно ГОСТ 4543-71.

Легированная сталь — сталь, в которую в процессе легирования в определенных количествах вводят специальные элементы, обеспечивающие требуемые свойства. Такие элементы называют легирующими. Они могут повышать прочность и коррозионную стойкость стали и снижать опасность ее хрупкого разрушения.

Для легирования стали используются следующие химические элементы: марганец (Mn) — Г; кремний (Si) — С; хром (Cr) — Х; никель (Ni) — Н; медь (Cu) — Д; азот (N) — А; ванадий (V) — Ф; ниобий (Nb) — Б; вольфрам (W) — В; селен (Se) — Е; кобальт (Co) — К; бериллий (Be) — Л; молибден (Mo) — М; бор (B) — Р; титан (Ti) — Т; алюминий (Al) — Ю.

Классификация конструкционной легированной стали

По отношения общей массы легирующих элементов к массе стали:

сталь высоколегированная — более 10%;

сталь среднелегированная — более 2,5-10%;

сталь низколегированная — до 2,5%.

В зависимости от основных легирующих элементов:

хромистая;

марганцовистая;

хромомарганцовая;

хромокремнистая;

хромомолибденовая;

хромомолибденованадиевая;

хромованадиевая;

никельмолибденовая;

хромоникелевая;

хромоникелевая с бором;

хромокремнемарганцовая;

хромокремнемарганцовоникелевая;

хромомарганцовоникелевая;

хромомарганцовоникелевая с титаном и бором;

хромоникельмолибденовая;

хромоникельмолибденованадиевая;

хромоникельванадиевая;

хромоалюминиевая;

хромоалюминиевая с молибденом;

хромомарганцовоникелевая с молибденом;

хромомарганцовоникелевая с молибденом и титаном.

В зависимости от хим. состава и свойств:

качественная;

высококачественная — А;

особо высококачественная (сталь электрошлакового переплава) — Ш.

По видам обработки:

прокат горячекатаный и кованый (в том числе с обточенной или ободранной поверхностью);

калиброванный;

со специальной отделкой поверхности.

По качеству поверхности:

1 группа;

2 группа;

3 группа.

По состоянию материала:

без термической обработки;

термически обработанный — Т;

нагартованный — Н.

Марки конструкционной легированной стали

Марки стали: 15Х, 20Х, 30Х, 35Х, 38ХА, 40Х, 45Х, 50Г, 12ХН, 20ХН, 40ХН, 14ХГН, 19ХГН, 20ХГНМ, 30ХМ.

Заменители некоторых марок стали:

20Х — 15Х, 20ХН, 12ХН2, 18ХГТ;

30ХГСА — 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА;

40Х — 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС.

Обозначение марок конструкционной легированной стали: две первые цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента, цифры после букв указывают содержание легирующего элемента в целых единицах.

Применение конструкционной легированной сталиМарка стали              Область применения

60С2(А)              Рессоры из полосовой стали толщиной 3-16мм и пружинной ленты толщиной 0,08-3мм; витые пружины из проволоки диаметром 3-16мм.

70СЗА              Тяжелонагруженные пружины ответственного назначения. Сталь склонна к графитизации.

50ХГ(А)              Рессоры из полосовой стали толщиной 3-18мм.

50ХФА(ХГФА)              Ответственные пружины и рессоры, работающие при повышенной температуре (до 300°С), или подвергаемые многократным переменным нагрузкам.

60C2XA              Большие высоконагруженные пружины и рессоры ответственного назначения.

60C2H2A(C2BA)              Ответственные высоконагруженные пружины и рессоры из калиброванной стали и пружинной ленты.

20Х              Кулачковые муфты, втулки, шпиндели, направляющие планки, плунжеры, оправки, копиры, шлицевые валики и др.

40Х              Зубчатые колеса, шпиндели и валы в подшипниках качения, червячные валы и др.

45Х, 50Х              Зубчатые колеса, шпиндели, валы в подшипниках качения, червячные и шлицевые валы, и др. детали, работающие на средних скоростях при небольшом давлении.

38ХА              Зубчатые колеса, работающие на средних скоростях при средних давлениях.

45Г2, 50Г2              Крупные малонагруженные детали: валы, зубчатые колеса тяжелых станков и т.п.

18ХГТ              Детали, работающие на больших скоростях при высоких давлениях и нагрузках.

20ХГР              Тяжелонагруженные детали, работающие при больших скоростях и нагрузках.

15ХФ              Некрупные детали, подвергаемые цементации и закалке с низким отпуском.

40ХС              Мелкие детали высокой прочности.

40ХФА              Ответственные высокопрочные детали, подвергаемые закалке и высокому отпуску; средние и мелкие детали сложной формы, работающих в условиях износа; ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках.

35ХМ              Валы, детали турбин и крепеж, работающие при повышенной температуре.

Свариваемость: cварка конструкционных легированных сталей несколько затруднена из-за склонности к закалке околошовной зоны и образованию в ней хрупких структур (требуется специальная технология сварки).

Сталь низколегированная качественная конструкционная

Нормативный документ: качественная конструкционная низколегированная сталь изготовляется согласно ГОСТ 19281-89.

Сталь Низколегированная — легированная сталь с содержанием общей массы легирующих элементов менее 2,5% от общей массы стали.

Марки стали низколегированной

Марки стали: 09Г2, 09Г2С, 0ХСНД, 17Г1С, 16Г2АФ, 10ХНДП, 15ХНДП, 0ХСНД, 15ХСНД и т.д.

Сталь низколегированная марок 10ХНДП, 15ХНДП, 0ХСНД, 15ХСНД является атмосферно коррозионно-стойкой (АКС).

Заменители некоторых марок стали:

09Г2С — 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С;

10ХСНД — 16ГАФ.

Применение стали низколегированной

Низколегированная сталь применяется для изготовления корпусов вагонов железнодорожных, метро, трамвая, несущих конструкций локомотивов, сельскохозяйственных и других полевых машин и инженерных сооружений, работающих в условиях переменных динамических нагрузок и сезонных и суточных теплосмен.

Свариваемость: сталь низколегированная сваривается без ограничений.

Углеродистая качественная конструкционная сталь

Нормативный документ: качественная конструкционная углеродистая сталь изготовляется согласно ГОСТ 1050-88, ГОСТ 1051-73.

Углеродистая сталь — сталь, не имеющая в своем составе легирующих элементов, но содержащая углерод в различной концентрации: до 0,25% — низкоуглеродистая сталь, 0,24-0,6% среднеуглеродистая сталь, более 0,6 — высокоуглеродистая сталь.

Классификация углеродистых сталей

По качеству

обыкновенного качества;

повышенного качества;

качественная.

По назначению сталь обыкновенного качества:

А — поставляется по механическим свойствам, применяется в изделиях, подвергающихся горячей обработке (сварка, ковка и др.), которая может изменить регламентируемые механические свойства;

Б — поставляется по химическому составу, применяется для деталей, подвергающихся обработке, которая может изменить регламентируемые механические свойства, при этом их уровень кроме условий обработки определяется хим. составом;

В — поставляется по механическим свойствам и химическому составу для деталей, подвергаемых сварке.

По степени раскисления:

кипящая — кп;

полуспокойная — пс;

спокойная сталь без термической обработки — сп.

По химическому составу для качественной стали:

I — с нормальным содержанием марганца ( Mn 0,80%);

II — с повышенным содержанием марганца (Mn 1,2%) — Г.

Марки качественной конструкционной углеродистой стали

Углеродистая сталь обыкновенного качества: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Стбпс, Стбсп.

Углеродистая качественная сталь: 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58, 60 — машинная сталь; А12, А20, А30 — автоматная сталь.

Обозначение марки стали: «Ст» — сталь, следующие за ней цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, затем указывается степень раскисления («кп», «пс», «сп»).

Заменители некоторых марок стали:

Ст20 — Ст15, 25;

Ст35 — Ст30, 40, 35Г;

Ст45 — 40Х, Ст50, 50Г2.

Применение качественной конструкционной углеродистой сталиМарка стали              Область применения

08кп, 10              Детали, изготовляемые холодной штамповкой и холодной высадкой, трубки, прокладки, крепеж. Цементуемые и цианируемые детали, не требующие высокой прочности сердцевины.

15, 20              Малонагруженные детали: валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни. Тонкие детали, работающие на истирание: рычаги, крюки, траверерсы, вкладыши, болты, стяжки и др.

30, 35              Детали, испытывающие небольшие напряжения: оси, шпиндели, звездочки, тяги валы и т.п.

20к              Котельная сталь.

40, 45              Детали с повышенной прочностью: коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, распределительные валы, маховики, зубчатые колеса, шпильки, храповики и др.

50, 55              Зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, бандажи, валы, малонагруженные пружины и др.

60              Детали с высокими прочностными и упругими свойствами: прокатные валки, эксцентрики, шпиндели, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов.

А12, А20, А30              Неответственные детали массового производства, изготавливаемые на станках-автоматах.

Свариваемость: хорошая для котельных сталей и сталей марок Ст08-Ст35; затрудненная для стали Ст45; автоматные стали не применяются для сварки.

Теплоустойчивая качественная конструкционная сталь ГОСТ 20072-74

Нормативный документ: качественная конструкционная легированная сталь теплоустойчивая изготовляется согласно ГОСТ 20072-74.

Классификация теплоустойчивой стали

По видам обработки сталь подразделяют:

горячекатаная;

кованая;

калиброванная;

калиброванная шлифованная.

По состоянию материала:

без термической обработки;

термически обработанная — Т;

нагартованная — Н (для калиброванной стали).

По назначению:

а — для горячей обработки давлением;

б — для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и другой обработки по всей поверхности);

в — для холодного волочения (подкат).

Марки теплоустойчивой конструкционной стали

Марки стали: 12МХ, 12Х1МФ, 25Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20Х1М1В1ТР, 20Х1М1В1БР, 20Х1МФ, 18Х3МВ, 20Х3МВФ, 15×5, 15Х5М, 15ХВФ, 12Х8ВФ.

Обозначение марок стали: наименование состоит из обозначения элементов и следующих за ними цифр, указывающих среднюю массовую долю легирующего элемента в целых единицах, кроме элементов, присутствующих в стали в малых количествах. Цифры перед буквенным обозначением указывают среднюю или максимальную массовую долю углерода и стали в сотых долях процента. Сталь, полученную методом электрошлакового переплава, обозначают через тире в конце наименования марки буквой — Ш.

Применение теплоустойчивой конструкционной стали

Изготовление деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 6000С в течение длительного времени.

Свариваемость: ограниченно или трудносвариваемая.

Шарикоподшипниковая качественная конструкционная сталь ГОСТ 801-78

Нормативный документ: качественная конструкционная легированная сталь шарикоподшипниковая изготовляется согласно ГОСТ 801-78.

Классификация шарикоподшипниковой стали

По требованию к качеству поверхности и в зависимости от дальнейшей обработки:

для холодной механической обработки — ОХ;

для горячей обработки давлением — ОГ;

для холодной высадки — ХВ;

для холодной штамповки — ХШ.

По форме, размерам и предельным отклонениям:

горячекатаный круг сталь 40х — ГОСТ 2590-88;

горячекатаный квадрат — ГОСТ 2591-88;

заготовка квадратная — по действующим нормативным документам;

горячекатаная полоса — ГОСТ 103-76;

калиброванный круг квалитета h11 с дополнительными размерами — ГОСТ 7417-75;

круг со специальной отделкой поверхности квалитета h11 групп В и Г — ГОСТ 14955-77.

По состоянию материала:

без термической обработки;

термически обработанная.

Марки шарикоподшипниковой конструкционной стали

Марки стали: ШХ15, ШХ4, ШХ15 СГ, ШХ20 СГ.

Обозначение марок стали: Ш — подшипниковая, Х — легированная хромом, цифра — содержание хрома, СГ — легированная кремнием и марганцем.

Заменители некоторых марок стали:

ШХ15 — ШХ9, ШХ12, ШХ15 СГ;

ШХ15 СГ — ХВГ, ШХ15, ХС, ХВСГ.

Применение шарикоподшипниковой стали

Изготовление деталей, работающих под воздействием сосредоточенного и переменного напряжений, возникающих в зоне контакта шариков и роликов с беговыми дорожками колец подшипников качения.

Свариваемость: сваривается способом КТС.

Рессорно-пружинная качественная конструкционная сталь ГОСТ 14959-79

Нормативный документ: качественная конструкционная рессорно-пружинная легированная или углеродистая сталь изготовляется согласно ГОСТ 14959-79.

Классификация рессорно-пружинной стали

По способу обработки проката:

горячекатаный и кованый;

калиброванный;

со специальной отделкой поверхности;

горячекатаный круг сталь 40х с обточенной или шлифованной поверхностью.

По химическому составу стали:

качественная;

высококачественная — А.

По нормируемым характеристикам и применению:

1, 1А, 1Б;

2, 2А, 2Б;

3, 3А, 3Б, 3В, 3Г;

4, 4А, 4Б.

Марки рессорно-пружинной качественной стали

Марки стали: 65, 70, 75, 85, 60Г, 65Г, 55С2,60С2, 60С2А, 70С3А, 55ХГР, 50ХФА, 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА.

Заменители некоторых марок стали:

65Г — 70, У8А, 70Г, 60С2А,9ХС,50ХФА, 60С2, 55С2;

50ХФА — 60С2А, 60ХГФА, 9ХС.

Применение рессорно-пружинной стали