Классификация сталей

Сплавы железа широко распространены в промышленности и являются главным конструкционным материалом. Основной из них – сталь – сплав железа и углерода.

1. По химическому составу стали и сплавы черных металлов условно подразделяют на:

- углеродистые (нелегированные) стали,

- легированные стали.

Легированные стали в свою очередь классифицируются на:

- низколегированные стали,

- легированные стали,

- высоколегированные стали,

- сплавы на основе железа.

Углеродистые стали не содержат специально введенных легирующих элементов. Их количество в этих сталях должно быть в пределах, регламентированных для примесей соответствующими ГОСТами.

В низколегированных сталях суммарное содержание легирующих элементов должно быть не более 2,5% (кроме углерода), в легированных - от 2,5 до 10%, в высоколегированных – 10-30%, выше - сплавы.

2. В зависимости от наличия тех или иных легирующих элементов стали делятся на:

- монолегированные (это например, марганцовистые, кремнистые, хромистые, никелевые и т.д.);

- комплекснолегированные (хромоникелевые, хромомарганцовистые, хромокремнистые, хромованадиевые, никельмолибденовые, хромоникельмолибденовые и т.п.).

3. По назначению специальные стали подразделяют на:

- конструкционные,

- инструментальные,

- стали с особыми физическими свойствами.

Конструкционной сталью называется сталь, применяемая для изготовления различных деталей машин, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладающая определенными механическими, физическими и химическими свойствами.

Конструкционные стали подразделяют на строительные, машиностроительные и стали и сплавы с особыми свойствами - теплоустойчивые, жаропрочные, жаростойкие, коррозионностойкие и т.д.

Инструментальной сталью называется сталь, применяемая для обработки материалов резанием или давлением и обладающая высокой твердостью, прочностью, износостойкостью и рядом других свойств.

Инструментальные стали подразделяют на стали для режущего инструмента, штамповые стали, и стали для измерительного инструмента.

Внутри указанной классификации существуют более узкие подразделения сталей как по назначению, так и по свойствам. Классификация сталей по структуре в значительной степени условна.

4. По структуре сталей в равновесном состоянии их делят на

- доэвтектоидные,

- эвтектоидные,

- заэвтектоидные.

Легирующие элементы изменяют содержание углерода в эвтектоиде по отношению к его положению в углеродистой стали.

Другим условным структурным признаком, по которому классифицируют стали, является основная структура, полученная при охлаждении на воздухе образцов небольших сечений после высокотемпературного нагрева (~900°С). При этом в зависимости от структуры стали подразделяют на перлитные, бейнитные, мартенситные, ледебуритные, ферритные и аустенитные.

Перлитные и бейнитные стали чаще всего бывают углеродистыми и низколегированными; мартенситные - легированными и высоколегированными, а ферритные и аустенитные, как правило, высоколегированные.

5. По качеству стали подразделяются на стали:

- обыкновенного качества,

- качественные,

- высококачественные,

- особовысококачественные.

Главными качественными признаками стали являются более жесткие требования по химическому составу и прежде всего по содержанию вредных примесей, таких как фосфора и серы. Ниже в табл. 1 приведено предельное содержание фосфора и серы, % (не более), в сталях разной категории качества.

Таблица 1

Предельное содержание фосфора и серы в различных категориях стали

Категория стали	Предельное содержание фосфора (Р)	Предельное содержание серы (S)
Обыкновенного качества	0,0401	0,050[1]
Качественная	0,035	0,035
Высококачественная	0,025	0,025
Особовысококачественная	0,025	0,015

Категория обыкновенного качества может относиться только к углеродистым сталям. Все остальные категории качества могут относиться к любым по степени легирования сталям.

Наряду с приведенными классификациями по общим признакам, относящимся к разным сталям, существуют более частные классификации определенных групп сталей, которые будут рассмотрены в соответствующих частях.