СТАЛЬ

СТАЛЬ, сплав железа с углеродом, содержащий до 2% углерода и небольшие количества других, неизбежных по условиям производства, примесей (кремния, марганца, фосфора и серы). Характерное свойство С. - её ковкость, т. е. способность изменять свою форму без разрушения под действием давления или ударов. Все С. делят на углеродистые и легированные. В углеродистых С. основной примесью к железу является углерод, от количества к-рого зависят свойства С., а в легированных С., кроме углерода, содержатся специально вводимые элементы: никель, хром, ванадий, вольфрам, молибден и др., которые придают С. особые свойства.

Углеродистые С. подразделяют на конструкционные и инструментальные. Конструкционные углеродистые С, в свою очередь, делятся на обычные и высококачественные. Обычная С. имеет семь марок: от Ст. О до Ст. 6. Марка Ст. О используется для неответственных изделий; единственным её испытанием является проба на загиб вокруг оправки, диаметр к-рой равен двойной толщине образца. С. марок от Ст. 1 до Ст. 6 идут на более ответственные изделия, причём для каждой марки установлены определённые пределы прочности. Чем выше номер С, тем больше в ней углерода, вследствие чего выше предел прочности, но ниже вязкость. Для распознавания марок стали концы профилей покрывают краской: Ст. 1 - белой, Ст. 2 - жёлтой, Ст. 3 - красной, Ст. 4 - чёрной, Ст. 5 - зелёной, Ст. 6 - синей.

Высококачественные конструкционные С. применяют для изготовления деталей и узлов различных машин и механизмов. Марка стали указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Так, С. марки 10 содержит в среднем 0,10% углерода; С. марки 45 - 0,45% углерода и т. д. Высококачественные конструкционные С. содержат меньше серы и фосфора, нежели С. обыкновенного качества. Для обозначения С. с повышенным содержанием марганца после цифр, указывающих содержание углерода, ставят букву Г, а после неё цифру, показывающую среднее количество процентов марганца (при содержании 1% цифру не ставят). Так, марка 50Г2 обозначает С., содержащую 0,50% углерода и 2% марганца. Концы профилей конструкционных С. окрашивают в след. цвета: марок 08 - 20 - белый; марок 25 - 40 - белый и жёлтый; марок 45 - 60 - белый и коричневый; марок 15Г - 40Г - коричневый; марок 50Г - 70Г - коричневый и зелёный; марок ЭОГ2 - 50Г2 - коричневый и синий.

Инструментальные углеродистые С., служащие для изготовления режущих, измерительных и ударных инструментов, содержат 0,6 - 1,3% углерода. Их маркируют буквами и цифрами: буква У означает углеродистую С, цифры показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента, а буква А обозначает С. с повышенными качествами (содержит меньше серы и фосфора). С., выплавленные в электропечах, отмечают тем, что перед буквой У ставят ещё Э. Так. обр., маркировка ЭУ12А обозначает углеродистую С., выплавленную в электропечи, содержащую ок. 1,2% углерода и пониженные количества фосфора и серы.

Легированные С. отличаются различными особыми свойствами, зависящими от введённых присадок и количества их. Соответственно наличию присадок С. называют: марганцовистая, кремнистая, никелевая, хромистая и т. п. Если количество присадок небольшое - до 1%, то такие С. называют низколегированными; при содержании присадок от 1 до 10% - среднелегированными, а когда количество присадок составляет несколько десятков процентов - высоколегированными. Влияние легирующих элементов сказывается на повышении механических свойств, изменении физ. и хим. свойств и на увеличении глубины прокаливаемости. Средне- и низколегированные С. в основном представляют сплавы железа с углеродом и применяются в качестве конструкционных и инструментальных С. Высоколегированные С. представляют сплавы железа со спец. элементами и резко отличаются своим строением и свойствами от углеродистых С. Для маркировки легированных С. установлены след. обозначения присадок: Н - никель, X - хром, Г - марганец, С - кремний, В - вольфрам, Ф - ванадий, Ю - алюминий, М - молибден, К - кобальт, Д - медь, Т - титан. Каждая марка обозначается определённым сочетанием цифр и букв. Первые две цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента. Затем стоят буквы, показывающие введённые легирующие элементы. Если содержание элемента больше 1%, то после соответствующей буквы ставится цифра, обозначающая ср. содержание этого элемента в процентах. Так, марка 12Х2Н4А показывает, что С. содержит: 0,12% углерода, 2% хрома и 4% никеля; буква А обозначает пониженное содержание серы и фосфора.

Хромоникелевые С. являются наилучшими нержавеющими и кислотоупорными С. Хромоникелевые С. хорошо сопротивляются внезапным нагрузкам, толчкам и ударам; их широко применяют для ответственных деталей автомобилей и тракторов. Кремнистые С. отличаются высокой упругостью, вследствие чего их употребляют для рессор и пружин. Кроме того, в электротехнике применяют динамную С., содержащую до 1% кремния, и трансформаторную С. (до 4% кремния). Марганцовистая С. с 12 - 14% марганца отличается очень высокой твёрдостью и устойчивостью против истирания. Из неё изготовляют щёки камнедробилок, ковши экскаваторов и т. п. Хромистые стали хорошо противостоят ржавлению и окислению при высоких темп-pax. Эти стали служат материалом для шарикоподшипников.

Быстрорежущая С. содержит: 0,6 - 0,85% углерода, 14 - 20% вольфрама, 3 - 6% хрома, 0,2 - 2,5% ванадия и до 4% молибдена. Основное свойство быстрорежущей С. - её способность не терять твёрдость при нагреве до 600°. Из неё изготовляют инструменты для резания металлов. Быстрорежущую С. называют также самозакаливающейся, т. к. для закалки её достаточно охладить на воздухе, не прибегая к погружению в закалочную жидкость.

В. Дзевульский

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 4 (П - С)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, М. 1955, с. 670.