Производство различных механизмов, деталей и изделий предусматривает применение конструкционной стали, отличающейся химическими, физическими и механическими характеристиками. Используется она для изготовления станков, рессор, пружин, крепежей и многого другого. Чтобы правильно выбрать подходящий вариант в зависимости от области его применения, необходимо разобраться с разновидностями конструкционных сталей.
Конструкционная сталь: что это такое
Для изготовления различных конструкций и механизмов применяются металлы, к которым предъявляются строгие требования. Главным из них является соответствие повышенному параметру прочности. От этого зависит безопасная эксплуатация детали или всего механизма. Ключевой особенностью конструкционной стали является устойчивость к воздействию постоянных и переменных нагрузок. Для увеличения эксплуатационного ресурса деталей к изделиям предъявляются требования по износостойкости и сопротивляемости коррозии.
Производство конструкционной стали предусматривает применение обычного железа, кремния, меди, марганца и углерода, играющего важную роль. Именно благодаря этому веществу металл приобретает повышенные параметры прочности. От количественного содержания углерода в железе зависят его свойства (хладноломкость, выдерживание нагрузок, переносимость температурных перемен). Чем выше уровень этого вещества в составе, тем прочнее металл, ниже уровень его пластичности.
Классификация и особенности
Конструкционные стали подразделяются на такие разновидности:
- Нелегированные углеродистые. Процентное содержание углерода в них не превышает 1,5%.
- Низколегированные. Обладают улучшенными свойствами (по сравнению с группой нелегированных сплавов). Отличаются устойчивостью к коррозии. Демонстрируют повышенные механические свойства.
- Среднелегированные. Состоят из таких легирующих элементов, как хром, медь, никель, ванадий, общее содержание которых варьируется в пределах от 2,5 до 10%. Эти вещества придают материалу улучшенные свойства, делая его прочным, стойким к коррозии, а также пластичным.
- Рессорно-пружинные. Отличаются высокими показателями текучести (без увеличения нагрузки растет деформация);
- Специальные конструкционные. Это отдельный вид сталей, которые содержат в своем составе более 10% легированных веществ. Они характеризуются такими достоинствами, как устойчивость к коррозии, износостойкость и жаростойкость.
На производстве используется другой тип классификации, в который входят углеродистые, легированные, низколегированные, а также автоматные, подшипниковые, пружинные и теплоустойчивые марки стали. Они отличаются не только технологическими свойствами, но и сферами использования.
Кроме веществ, которые оказывают положительное воздействие на технические параметры сплавов, в составы также входят и отрицательные компоненты. К ним относятся фосфор и сера. В зависимости от количества они делают материал ломким, менее пластичным или вязким при ударах.
Преимущества проведения температурной закалки
Достоинства конструкционных сталей проявляются только после того, как сплавы подвергли термической обработке. При этом удается получить ряд следующих преимуществ:
- Увеличение сопротивляемости пластическим деформациям. После процесса закалки и отпуска сплав по техническим свойствам становится лучше, чем углеродистые металлы.
- Способность к прокаливанию, поэтому подвергать воздействию высоких температур рекомендуется именно легированные конструкционные стали.
- Увеличение вязкости, что положительно отражается на хладноломкости.
Сфера использования конструкционных сталей достаточно широкая. Они популярны в машино- и станкостроении, в строительстве и многих других отраслях. Низколегированные виды сплавов положительно зарекомендовали себя в сфере производства железнодорожных вагонов, локомотивов, трамваев, сельскохозяйственной техники и инженерных конструкций.
