Конструкционная сталь – материал, наиболее распространенный в различных отраслях, в частности в строительстве и машиностроении. Сталь обладает специфическими физико-химическими характеристиками. По химическому составу выделяют легированную и углеродистую сталь.
Количество примесей фосфора и серы непосредственно сказываются на качестве материала. Они относятся к вредным соединениям. Чем больше в составе фосфора и серы, тем более хладно- и красноломкой становится сталь. На основании количества вредных примесей разработали следующую классификацию:
- содержание серы и фосфора до 0,05% – сталь обыкновенного качества (маркировка «Ст»);
- доля фосфора и серы до 0,035% – качественная сталь (маркировка «Сталь»);
- количество серы и фосфора до 0,025% – высококачественная сталь (маркировка «А», буква ставится в конце);
- объём фосфора и серы до 0,015% – особо высококачественная сталь (маркировка «Ш», буква ставится в конце).
Помимо этого при производстве используют классификацию сталей, отличающихся по механическим, физическим и химическим свойствам. Сюда входят:
- углеродистые;
- легированные;
- низколегированные;
- теплоустойчивые;
- подшипниковые;
- пружинные;
- автоматные стали.
Все вышеперечисленные конструкционные металлы отличаются не только свойствами, но и сферами применения.
Сферы применения конструкционных сталей
- Низколегированная сталь. Применяется в вагоностроении (железнодорожные, трамвайные, метро), локомотивостроении, при производстве сельскохозяйственной и полевой техники, при возведении крупных сооружений инженерной инфраструктуры, которые работают под воздействием постоянно меняющихся нагрузок и температур.
- Теплоустойчивая сталь. Металл применяют для производства различных деталей, которые способны работать в течение долгого времени под постоянной нагрузкой при температуре до 6000 градусов по Цельсию.
- Конструкционная подшипниковая сталь. Применяется для производства деталей, которые работают под действием переменных и сосредоточенных напряжений, образующихся в местах, где в подшипниках качения контактируют шарики с роликами и беговые дорожки колец.
- Пружинная сталь. Её также называют пружинно-рессорной. Сфера применения пружинной стали – производство рессор, пружин, сильфонов и других подобных металлических изделий.
- Автоматная сталь. Металл применяют для изготовления мелких крепёжных элементов и других деталей, выпускаемых большими партиями при помощи автоматических станков.
Легирование стали
Легирование стали – это процесс улучшения стального сплава, предполагающий ввод в состав дополнительных компонентов. Химические элементы позволяют изменить структуру материала с целью получения требуемых качеств. Для легирования стали может использоваться один, два или большее количество химических элементов.
В зависимости от типа легирующего элемента конструкционный металл приобретает определённые качества:
- никель – делает металл пластичным, прочным и устойчивым к коррозии;
- вольфрам – придаёт стали твёрдости и красностойкости;
- хром – сталь становится твёрже, прочнее, коррозиеустойчивее, а также уменьшается пластичность;
- кобальт – вводится при легировании стали для повышения её пластичности и прочности;
- титан – нацелен на увеличение плотности, твёрдости и изменение структуры до мелкозернистой;
- молибден – способствует повышению твёрдости, прочности и устойчивости к высоким температурам;
- кремний – делает конструкционный металл более упругим, повышает магнитные свойства;
- медь – добавляется для придания металлу устойчивости к коррозии и негативному воздействию кислот.
