Сталь справочные данные

ЖЕЛЕЗЯКИ - «WITHOUT PROBLEMS"

Сталь - основная продукция черной металлургии. Углеродистая сталь - это сплав, основой, которого является железо.(97,0-99,5 %). Второй основной элемент сплава - Углерод

Важно помнить, что углерод сильно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания (в углеродистых сталях - углерода менее 2%). Хотим сразу отметить что, увеличение содержания углерода в стали приводит к повышению прочности и понижению пластичности.

Нормальному человеку сразу становиться ясно, что речь идет о таких простых характеристиках, как:

  • НВ, HRC, или попросту твердость по Бринеллю и Роквеллу
  • dв предел прочности
  • dт предел текучести

(Именно эти механические свойства имеют тенденцию ползти вверх, при увеличении содержания углерода в стали, причем предел прочности ползет вверх тоже до определенного значения углерода, но это уже совсем другая история, не для этой дурацкой памятки.)

  • d - относительное удлинение,
  • f - относительное сужение,
  • aн - ударная вязкость

(А вот эти характеристики имеют тенденцию падать с увеличение содержания углерода, и довольно стремительно, причем независимо от нашего желания.)

Для  тех, кто  в институте иногда находил время, чтобы полюбоваться на диаграмму состояния железо - углерод, хочется напомнить, что сталь по мере увеличения содержания углерода, как это не покажется странным, изменяет свою структуру, а именно до 0,8% С структура стали состоит из феррита и перлита, при 0,9% С из одного перлита, а после 0,9 % С из перлита и вторичного цементита. Уже не для болванов - феррит - a-железо, растворившее в небольшом количестве углерод, перлит - эвтектоидная смесь феррита и цементита, цементит - карбид железа с очень высокой прочностью и чрезвычайно низкой пластичностью, так, что не вдаваясь в подробности, увеличение углерода, совершенно тупо подсыпает в структуру стали все большее и большее количество  цементита. Следует помнить, что объяснение проведено «на пальцах».

Кроме углерода, постоянной примесью является

Марганец -  Мn вводят в любую сталь для раскисления, если напрячь мозг и вспомнить среднюю школу, то сразу станет ясно, что раскислением удаляются вредные примеси закиси железа (это выглядит так  FeO  + Mn = MnO + Fe). Итак марганец увеличивает прочность стали, но обращать внимание на него в углеродистых сталях не советую, т.к содержание его в сталях различного состава примерно одно и то же, поэтому сталям его влияние «по барабану»

Кремний - то же, что и марганец, то же влияние, используется для раскисления, 2FeO +  Si =  2Fe + SiO2

Фосфор - попадает в сталь из руды, флюсов и топлива. Сталь содержит  0,02 % - 0,04 %. Фосфор целиком растворяется в a-Fe.Фосфор, находящийся в растворе не просто болтается по нему, а обогащает границы зерен, те самым фосфор резко повышает температуру перехода в хрупкое состояние или хладноломкость, т.е. проще - сталь становиться более хрупкой, что плохо. Хотя, насколько мне известно из теории резания, (в мою бытность мастером на механическом участке, чему - чему, а работать на всех станках научили) хрупкая сталь лучше обрабатывается на металлорежущем станке.

Сера - попадает в сталь из печных газов и руд. Сера такое же барахло, как и фосфор , и даже хуже. В железе  она не растворяется, а образует сульфид железа, который входит в высокотемпературную эвтектику, располагающейся по границам зерен, и делает сталь хрупкой при температуре 800 С и выше (красноломкость), т.е.  при горячей обработке в металле появляются трещины и надрывы. Не вдаваясь в подробности, которые мы и сами  стали забывать, скажем, что сера понижает порог хладноломкости, но и понижает ударную вязкость.

Водород, Кислород, Азот - вредные примеси. Образовавшийся пересыщенный твердый раствор этих элементов в a - Fe в процессе последующей пластической деформации и нагреве, уменьшает ударную вязкость (пластичность) и увеличивает порог хладноломкости (хрупкость).

Сталь для армирования железобетонных конструкций в основном изготавливают по следующим нормативным документам:

  • Сталь для армирования железобетонных конструкций ГОСТ 5781-82
  • Термомеханически и термически упрочненная ГОСТ 10884-94