Сталь конструкционная

Конструкционная сталь - сталь предназначенная для изготовления деталей машин и различных строительных сооружений. Поэтому к группе конструкционных сталей следует относить пружинные, клапанные стали, стали для турбинных лопаток, подшипников и др. Однако значительное различие в составе и свойствах названных сталей делает целесообразным выделение их в специальные группы; к конструкционным сталям обычно относят лишь улучшаемые и цементируемые стали. Главной характеристикой конструкционных сталей являются их механические свойства при статических и динамических нагрузках. Иногда к ним предъявляют дополнительные требования, например стойкость против коррозии, износостойкость и др.

В отдельных случаях необходимыми свойствами обладает простая углеродистая сталь, а в других случаях конструкционную сталь необходимо легировать теми или иными элементами.

Конструкционные стали подразделяют в свою очередь по назначению на строительные (главным образом низкоуглеродистые) и машиностроительные (средне- и низкоуглеродистые). Низкоуглеродистые машиностроительные детали (углеродистые и легированные) с содержанием углерода до 0,20—0,25% используют для изготовления деталей, подвергаемых цементации.Поэтому конструкционные стали этой группы принято называть цементуемыми. Среднеуглеродистые (от 0,25—0,30 до 0,50—0,55%С) конструкционные машиностроительные стали приобретают хорошее сочетание механических свойств после закалки и высокого отпуска. Такую термическую обработку называют улучшением, поэтому эти стали составляют группу улучшаемых сталей. Низкое содержание углерода в строительных сталях вызвано тем, что эти стали должны хорошо свариваться. Кроме того, эти стали менее склонны к потере вязкости при понижении температуры и старении. Как правило, они содержат не более 2% легирующих элементов, и поэтому их относят к низколегированным конструкционным сталям.

В электропечах выплавляют в основном легированные конструкционные качественные и высококачественные стали. Принадлежность к классу качественного и высококачественного металла определяется содержанием вредных примесей, в первую очередь фосфора и серы. Количество этих примесей ограничивается, и в зависимости от назначения стали должно быть не более 0,025—0,04% для каждой из них.

Свойства конструкционной стали характеризуются низкой прокаливаемостью, в связи с чем для них высокие механические свойства после термической обработки могут быть получены только в поверхностном слое. Для получения необходимой структуры и увеличения прокаливаемости улучшаемых сталей в них вводят хром, никель, молибден, вольфрам, марганец, кремний, ванадий и другие легирующие элементы.

Высокую ударную вязкость конструкционной стали придает никель. В сочетании с хромом добавки никеля позволяют получать и глубокую прокаливаемость, которая определяет способность стали к равномерному улучшению свойств по всему сечению. Поэтому хромоникелевые улучшаемые стали широко применяют для изготовления крупных тяжелонагруженных изделий (оси, валы, муфты). Недостатком хромоникелевых контструкционных улучшаемых сталей является их склонность к отпускной хрупкости, которая устраняется введением 0,20—0,40% молибдена. При этом повышаются также и прочностные свойства стали.