Вуглецеві сталі

Вуглецевими сталями називають сплави заліза з вуглецем із відсотковим вмістом C менше 2%. Зміною вмісту вуглецю можна значною мірою керувати властивостями сплаву. Вуглецеві сталі класифікують за кількістю вуглецю, технологією розкислення, призначенням та якістю.

Класифікація вуглецевих сталей за кількістю вуглецю

• Низьковуглецеві. Містять C в діапазоні 0,05-0,3%. Ці сплави м'які, пластичні, що дуже ускладнює механічну обробку різанням. Основне застосування вуглецевих сталей із малим вмістом C – виробництво стрічок, дроту, листів.
• Середньовуглецеві. Зі зростанням вмісту вуглецю (до 0,6%) збільшуються твердість та міцність, але знижуються показники пластичності, зварюваності, підвищується крихкість. Для марок вуглецевої сталі з вмістом C 0,3-0,6% характерна хороша оброблюваність механічними способами. Для її додаткового поліпшення сплав додають марганець і кремній.
• Високовуглецеві. Ці сплави містять вуглець у межах 0,6-1,0% і підвищену кількість марганцю для зростання загартовуваності. Зміцнюються різними видами термообробки. Застосовуються у виробництві інструменту, різальних лез, дроту, пружин.
• Ледебуритні. Вміст вуглецю – до 2%. Через високу крихкість не піддаються холодній обробці. Основні властивості ледебуритної вуглецевої сталі: чутливість до термообробки, висока зносостійкість, хороша оброблюваність різанням.

Інші класифікаційні ознаки

За способом розкислення

Розрізняють три види сталей: киплячі, напівспокійні, спокійні.При рівному вмісті вуглецю ці сплави мають однакові характеристики міцності та різні – пластичності.

• Для розкислення киплячої сталі (кп) застосовують марганець. Їх характерні: значна хімічна і структурна неоднорідність зливка. Завдяки малому вмісту кремнію, сталі піддаються холодному штампуванню. Не використовуються для створення виробів для експлуатації в холодних кліматичних умовах.
• Напівспокійні (пс). Розкислюються марганцем, у ковші – алюмінієм.
• Спокійні (сп). Для розкислення використовуються кремній, марганець, алюміній. Вихід придатного становить приблизно 85%. Для злитка характерна щільна однорідна структура.

За якістю

• Вуглецеві сталі звичайної якості – їх маркування здійснюється за ГОСТом 380-2005. Вони позначаються індексом Ст та цифрою – номером марки. Чим більший номер, тим вищий вміст вуглецю, більша твердість і менша пластичність. Наприкінці ставиться позначення способу розкислення: кп, пс, сп. Використовуються для виготовлення невідповідних будівельних конструкцій, кріпильних елементів, труб, листів, фланців.
• Якісні вуглецеві конструкційні сталі позначають двоцифровими числами, рівними кількості вуглецю в сотих частках відсотка. Наприкінці вказується індекс розкислення (крім спокійних сталей).

За призначенням

Залежно від того, які функції виконуватимуть вуглецеві сталі, їх поділяють на конструкційні та інструментальні. Інструментальні сплави використовуються у виробництві ріжучого та ударного інструменту. За якістю їх поділяють на якісні (У8, У10, У12, У13) та високоякісні (У8А, У10А, У12А), де буква «У» означає вуглецева, число – соті частки відсотка.