Сталь является одним из наиболее распространенных материалов, изготовленных из металла. Стальные изделия широко применяют в промышленности, строительстве, используют для производства метизной продукции, запчастей и комплектующих, всевозможных конструкций, агрегатов, машин, механизмов и разнообразных предметов бытового применения. В зависимости от функционального назначения стального проката для производства изделий используют материал разного качества. Оно определяет основные технические, эксплуатационные, физические характеристики и свойства готовой продукции.
Стали обыкновенного качества
Обыкновенные стали называют рядовыми. Химический состав определяется содержанием менее 0,06% серы и не более 0,07% фосфора. К данной категории материалов относятся углеродистые стали, получаемые путем выплавки исходного сырья в мартеновских печах или в конвертерах с использованием кислорода. Наиболее распространенные марки рядовых сталей – СтО, Ст3сп, Ст5кп.
Основные особенности стальных изделий обыкновенного качества:
- хорошо поддаются механической обработке и свариванию;
- недорого стоят благодаря простой технологии производства;
- применяются во всех областях промышленности и народного хозяйства;
- массово используются для изготовления слабонагруженных машин и механизмов;
- выпускаются в виде проката – балок, швеллеров, труб, листов, уголков и т. д.
Рядовые стали уступают по прочности изделиям более высокого качества из-за повышенного содержания вредных примесей. Поскольку продукцию изготавливают по стандартам массовой технологии производства, в металле допускается процент загрязненности неметаллическими включениями и загазованности. Чаще всего рядовые стали используют для придания конструкциям жесткости.
Стали качественные
К качественным сталям относятся углеродистые и легированные марки по химическому составу. В такой продукции содержание серы не превышает 0,04%, а фосфора – не более 0,035%. Примеры сталей – 08кп, 08пс, 10пс, 20. Производство проката осуществляется в конвертерах или мартеновских печах, но с соблюдением более строгих нормативов изготовления.
К преимуществам изделий относятся:
- улучшенные характеристики прочности;
- податливость штамповке, профилированию;
- оптимальная коррозийная стойкость;
- обширное применение в машиностроении;
- более высокая стоимость готовой продукции.
Из качественных сталей выпускают ответственные детали узлов, машин, механизмов. Материал служит сырьем для производства валов, рычагов, рессор, подшипников, режущих инструментов и т. д. Благодаря высокой прочности изделий они хорошо выдерживают серьезные нагрузки.
Стали высококачественные
Стали высокого качества (высококачественные) содержат серы и фосфора не более 0,025%. Безупречные характеристики продукции достигаются за счет производства сталей в электропечах, что позволяет добиться высокой чистоты по неметаллическим включениям и загазованности. Марки материалов – 20А, 15Х2МА.
Особенности сталей высокого качества:
- устойчивость к значительным напряжениям;
- максимальный срок службы без потери свойств;
- механическая прочность и сопротивляемость нагрузкам;
- использование для изготовления ответственных деталей.
В эту группу входят стали со строго регламентируемым содержанием легирующих элементов, включение которых в химический состав улучшает свойства материалов.
Стали особовысококачественные
Технология производства особовысококачественных сталей идентична процессу изготовления материалов предыдущей группы. Примеры сталей – 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш.
Достоинства материала особо высокого качества:
- практически не содержат примеси;
- обладают наивысшей прочностью;
- устойчивы к повышенным нагрузкам.
Исходное сырье подвергают термическому нагреву в электропечах с применением электрошлакового переплава или путем выплавки в вакуумных печах. Это обеспечивает максимальную очистку стали от оксидов и сульфидов. В химическом составе содержание серы не превышает 0,015%, фосфора – не выше 0,025%. Особовысококачественные стали используют в авиационной, космической, атомной, оборонной промышленности и производстве криогенных установок.