Диаграмма состояния железо — углерод

Диаграмма состояния железо — углерод дает представление о строении железоуглеродистых сплавов — сталей и чугунов (рис. 4.1). Первое пред­ставление о диаграмме железо — углерод дал Д. К. Чернов, который в 1868

r/SOOV

Феррит 'цементит- —

щттю) 600\ -- jjfc ------ г'^' j

-М___ I____ i____ i____ и

♦ V 5 6 С.% (мае)
_j__________ i_________ I_________ i_______ i

О Ю 20 30 W 50 60 ТО 60 90 Щ,% (мае) Рис. 4.1. Диаграмма фазового состояния Fe—Fe₃C

году отметил существование в стали критических точек и их зависимость от со­держания в стали углерода, т. е. по сути, впервые указал на полиморфизм железа.

Содержание углерода в диаграмме Fe — С (цементит) ограничивается 6,67%, так как при этой концентрации образуется химическое соединение — карбид железа (Fe₃C) или цементит, который и является вторым компонен­том данной диаграммы.

Система Fe—Fe₃C метастабильная. Образование цементита вместо гра­фита дает меньший выигрыш свободной энергии, но кинетическое образова­ние карбида железа более вероятно.

Точка А (1539 °С) отвечает температуре плавления железа, точка D (1500 °С) — температуре плавления цементита, точки N (1392 °С) и G (910 °С) соответствуют полиморфному превращению Fe_a <-> Fe_r.

Концентрация углерода (по массе) для характерных точек диаграммы состояния (рис 4.1) следующая: В — 0,51% С в жидкой фазе, находящейся в равновесии с 6-ферритом (Fe₅(C)) и аус^енитом (Fe_r(C)), при перитектиче-ской реакции и при 1499 °С; Я— 0,1% С в 5-феррите при 1490 °С; J — 0,16% С — в аустените-перитектике при 1490 °С; Е — 2,14% С предельное содержание в аустените при 1147 °С; S — 0,8% С в аустените при реакции эвтектоидного превращения 727 °С; Р — 0,02% С — предельное содержание в феррите (Fe_a(C)) при 727 °С.

Линии диаграммы состояния Fe—Fe₃C имеют следующие обозначения: АВ (линия ликвидуса) указывает температуру начала кристаллизации 8-фер-рита из жидкого сплава; ВС (линия ликвидуса) — температуру начала кри­сталлизации аустенита (А) из жидкого сплава; CD (линия ликвидуса) —нача­ло кристаллизации первичного цементита (Fe₃C) из жидкого сплава, следова­тельно, вся линия ликвидуса — ABCD.

Теперь рассмотрим линию солидуса АН, которая является температур­ной границей области жидкого сплава и кристаллов 8-феррита; HJB — линия перитектической реакции — Ж_в + Ф_н < ¹⁴⁹° °^с > Aj, т. е. жидкий расплав состава В взаимодействует с кристаллами 8-феррита состава Н с образовани­ем аустенита состава J.

Линия ECF (линия солидуса) соответствует кристаллизации из жидкой фазы ледебурита — эвтектики:

Же ("⁴⁷'^с)Л(А_г + Ре₃С)

ледебурит

итак, линия солидуса AHJECF. Линия PSK эвтектоидного превращения:

А₅ < ⁷²⁷"^с > ф,, + Fe₃C перлит

при охлаждении идет распад аустенита (0,8% С) с образованием эвтектоида (перлит).

У Fe_a(C) и Fes(C) один и тот же тип кристаллической решетки — ОЦК, твердый раствор внедрения углерода в Fe8(C) называют высокотемператур­ным ферритом. Fe₇(C) имеет решетку ГЦК, твердый раствор внедрения угле­рода в Fe_y(C).

По своим свойствам феррит достаточно мягок и пластичен (НВ 650—1300; о, = 300 МПа; 8 = 30%), магнитен до 768 °С (линия МО); аустенит

а б в

Рис. 4.2. Микроструктура сталей:

а — структура доэвтектоидной стали 40 (х200), 6 — структура эвтектоидной стали У8 (х 1000), в — структура заэвтектоидной стали У12 (х200)

(НВ 2000—2500; 8 = 40—50%) не магнитен. Цементит (Fe₃C) тверд, но очень хрупок (НВ > 8000), имеет сложную орторомбическую кристаллическую решетку, это химическое соединение железа с углеродом.

В системе (Fe—С) имеются две большие группы сплавов: стали и чугу-ны. Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% С; сплавы с бблыним содержанием углерода называют чугунами. Сталь, содер­жащую 0,8% С, называют эвтектоидной. Если в стали углерода менее 0,8%, то ее называют доэвтектоидной, а при содержании углерода более 0,8%, но < 2,14% С — заэвтектоидной. Структура доэвтектоидной стали (рис. 4.2, а) состоит из феррита (светлая составляющая) и перлита (рис. 4.2, б, темная составляющая), структура эвтектоидной стали (рис. 4.2, б) состоит только из перлита; структура заэвтектоидной стали (рис. 4.2, в) состоит из перлита (темная составляющая) и цементита вторичного (светлая составляющая в виде сетки) (рис. 4.2, в).

Перлит имеет пластинчатое строение, кристаллы цементита перемежа­ются с кристаллами феррита. Эвтектоидную смесь, состоящую из феррита и цементита, называют перлитом. Необходимо помнить, что в реакции эвтек-тоидного превращения нет жидкой фазы и ее можно записать в следующем виде:

Fe/C^g < ^727<с) Fe_a(C)₀₀₂ + Fe₃C. перлит

Механические свойства перлита: НВ 1800, <т_в = 800 МПа, 5 =10%.

Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода. Чугун, содержащий углерода больше 2,14%, но меньше 4,3%, на­зывают доэвтектическим. Чугун, содержащий 4,3% С, называют эвтектиче­ским, а при содержании углерода более 4,3%, но менее 6,67% — заэвтекти-ческим. Доэвтектический чугун (рис. 4.3, а) имеет структуру перлита, леде­бурита (перлит + цементит) и вторичного цементита. Эвтектический чугун

Уй1Ё

А б в

Рис. 4.3. Микроструктуры чугунов:

а — доэвтектический (С < 4,3%), х500, б — эвтектический (С = 4,3%), х500, в —заэвтектиче-ский (С > 4,3%), х500

(рис. 4.3, б) состоит только из ледебурита (перлит + цементит). Заэвтектиче-ский чугун состоит из первичного цементита, имеющего форму пластин, и ледебурита (перлит + цементит).

4.2. Классификация углеродистых сталей

Железоуглеродистые сплавы— стали и чугуны — основа важнейших машиностроительных материалов.

Сталь — основной металлический материал, широко применяемый для изготовления деталей машин, летательных аппаратов, приборов, различных инструментов и строительных конструкций. Широкое использование сталей обусловлено комплексом механических, физико-химических и технологиче­ских свойств. Методы широкого производства стали были открыты в сере­дине ХГХ в. В это же время были уже проведены и первые металлографиче­ские исследования железа и его сплавов.

Стали сочетают высокую жесткость с достаточной статической и цик­лической прочностью. Эти параметры можно менять в широком диапазоне за счет изменения концентрации углерода, легирующих элементов и техно­логий термической и химико-термической обработки. Изменяя химический состав, можно получать стали с различными свойствами и использовать их во многих отраслях техники и народного хозяйства.

Углеродистые стали классифицируют по содержанию углерода, назна­чению, качеству, степени раскисления и структуре в равновесном состоянии.

По содержанию углерода стали подразделяются на низкоуглероди­стые (< 0,3% С), среднеуглеродистые (0,3—0,7% С) и высокоуглеродистые (> 0,7% С).

По назначению стали классифицируют на конструкционные и инстру­ментальные. Конструкционные стали представляют наиболее обширную группу, предназначенную для изготовления строительных сооружений, дета­лей машин и приборов. К этим сталям относят цементуемые, улучшаемые, высокопрочные и рессорно-пружинные. Инструментальные стали подразде­ляют на стали для режущего, измерительного инструмента, штампов холод­ного и горячего (до 200 °С) деформирования.

По качеству стали классифицируют на обыкновенного качества, качест­венные, высококачественные. Под качеством стали понимается совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства. Однород­ность химического состава, строения и свойств стали, а также ее технологич­ность во многом зависят от содержания газов (кислорода, водорода, азота) и вредных примесей — серы и фосфора. Газы являются скрытыми, количественно трудно определяемыми примесями, поэтому нормы содержания вредных приме-

/, °C ______________ сей служат основными показателями для разделения

vS.		—•	-—
a i Vx	+ГЧ
i \ -- 1 l\	____ i	^

1539?g ^te—. сталей по качеству. Стали обыкновенного качества

1392Пх! Тт*»сН содержат до 0,06% S и 0,07% Р, качественные — не

более 0,04% S и 0,035% Р, высококачественные — не более 0,025% S и 0,025% Р. Стали обыкновенного качества бывают только углеродистыми (до 0,5% С), качественные и высококачественные — углероди­стыми и легированными.

Fe а ь Легирующий элемент Рис.4.4. Диаграмма со­стояния железо—леги­рующий элемент с откры­той у-областью

По степени раскисления и характеру за­твердевания стали классифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие. Раскисление — про­цесс удаления из жидкого металла кислорода, проводимый с целью предотвращения хрупкого разрушения стали при горячей деформации.

Спокойные стали раскисляют марганцем, кремнием и алюминием. Они содержат мало ки­слорода и затвердевают спокойно без газовыделе­ния. Кипящие стали раскисляют марганцем. Перед разливкой в них содержится повышенное содер­жание кислорода, который при затвердевании частично взаимодействует с углеродом и удаляется в виде СО. Выделение пузырьков СО создает впечат­ление кипения стали, с чем и связано ее название. Кипящие стали достаточно дешевые, их производят низкоуглеродистыми и практически без кремния (Si < 0,07%), но с повышенным количеством газовых примесей.

Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточ­ное положение между спокойными и кипящими.

Легированные стали производят спокойными, углеродистые — спокойны­ми, полуспокойными и кипящими.

По структуре в равновесном состоянии стали делятся на: 1) доэвтектоид-ные, имеющие в структуре феррит и перлит; 2) эвтектоидные, структура ко­торых состоит из перлита; 3) заэвтектоидные, имеющие в структуре перлит и цементит вторичный.

4.3. Влияние постоянных примесей на углеродистые стали

Основной продукцией черной металлургии является сталь, причем при­близительно 85% изготавливается углеродистой стали и 15% легированной. Таким образом, основным металлическим материалом нашей промышленно­сти является углеродистая сталь.

Получаемая в промышленности углеродистая сталь имеет довольно сложный химический состав. Содержание железа в ней может быть в преде­лах 97,0—99,5% и попадает некоторое количество элементов, связанное с технологией производства (марганец, кремний) или невозможностью полно­го их удаления из состава металла (сера, фосфор, кислород, азот, водород), случайные примеси (хром, никель, медь) и, кроме того, некоторые неметал­лические включения.

В зависимости от способа выплавки (конверторный, мартеновский и крайне редко — в электропечах) стали различаются содержанием примесей.

Постоянными примесями в стали считаются такие, которые попадают в нее в процессе получения, разливки, а также из исходных материалов, топ­лива, футеровки печей и атмосферы.

Как видно из диаграммы состояния железо—углерод (см. рис. 4.1), фер­рит составляет основную фазу стали. Наличие в феррите растворенного в нем марганца, усиливает металлическую связь в его кристаллической решет­ке, вследствие чего возрастают значения модуля Юнга (модуля продольной упругости) и модуля сдвига.

Марганец в виде оксида Мп0₂ — пиролюзита — постоянно находится в железных рудах, следовательно, он присутствует в сталях и чугунах. Марга­нец также попадает в стали при раскислении ее ферромарганцем при вы­плавке, часть марганца взаимодействует с основными компонентами стали и в процессе кристаллизации переходит в ее фазовые составляющие — феррит и цементит.

Аналогично воздействует на свойства стали кремний, растворяющийся только в феррите. Кремний в виде соединения Si0₂ — кремнезема — всегда имеется в железной руде (эту часть руды называют пустой породой). К рас-кислителям, которым пользуются при выплавке стали, относится кремнийсо-держащий материал — ферросилиций, активно вступающий с закисью желе­за в реакцию обмена. Поэтому присутствие небольшого количества кремния в стали также является технологически неизбежным.

На основе вышесказанного все марки конструкционной углеродистой стали содержат 0,3—0,8% Мл и 0,17—0,37% Si. За счет этого твердость фер­рита по Бринеллю в данной стали составляет НВ 60—80 МПа, а у чистого фер­рита — около НВ 100.

К постоянным примесям в стали относятся фосфор и сера. Эти элемен­ты оказывают существенное влияние на механические, технологические и другие свойства стали, поэтому их количество в различных марках строго регламентируется.

Метод получения стали в электропечах используют только для выплавки конст­рукционных, высоколегированных, инструментальных, специальных сталей и сплавов, так как он наиболее дорогой.

Фосфор попадает в сталь из руды, топлива и флюсов, используемых в металлургическом производстве. В большинстве случаев фосфор, находя­щийся в стали, растворяется в кристаллической решетке феррита и за счет ликвации располагается по границам зерен. Это приводит к снижению пластичности и существенно охрупчивает сталь, повышает температуру перехода в хрупкое состояние, т. е. фосфор придает стали хладнолом­кость. Из-за этого количество фосфора в стали может находиться в пре­делах 0,01—0,07%.

Сера присутствует в небольших количествах в железных рудах и метал­лургическом топливе и поэтому попадает в сталь во время металлургическо­го процесса. Сера находится в стали в связанном состоянии в виде механиче­ских примесей (FeS и MnS), которые по-разному взаимодействуют с компо­нентами стали и соответственно влияют на ее свойства. Сульфид железа об­разует с железом легкоплавкую эвтектику (/_пл ⁼ 988 °С), которая располага­ется по границам зерен, и существенно снижает прочность и пластичность стали. Это отрицательно сказывается при технологической обработке стали в горячем состоянии (800—1200 °С) и проявляется в виде явления краснолом­кости. Температура плавления MnS существенно выше 1620 °С и присут­ствует в стали в виде мелких включений, которые не оплавляются в про­цессе ее обработки: Количество серы вызывает охрупчивание стали, и поэтому содержание ее жестко отслеживается. Для ответственных дета­лей содержание серы может быть не более 0,03—0,04%, а в обычных сталях допускается 0,05%.

Из вышесказанного ясно, что постоянные примеси — марганец и крем­ний — оказывают в какой-то степени положительное влияние на механиче­ские свойства стали, а фосфор и сера ухудшают их и являются очень вред­ными примесями.

При выплавке и разливке стали в нее из окружающей атмосферы попа­дают кислород, азот, водород и другие газы.

Кислород в кристаллической решетке железа не растворяется, поэтому в стали он присутствует в виде зерен оксидов железа FeO, Fe₂0₃ и других эле­ментов. Эти неметаллические включения снижают прочностные и пластиче­ские свойства стали.

Азот в очень малых количествах способен растворяться в феррите, уп­рочняя и одновременно охрупчивая его. Некоторое количество азота в стали образует с железом нитриды, которые располагаются в стали в виде включе­ний и также охрупчивают ее.

При выплавке стали в нее попадает водород, растворяется в ней и, так как он не образует с железом гидридов, выходит из нее по мере сни­жения температуры. Некоторое количество оставшегося водорода в ста­ли охрупчивает ее. Этот нерастворившийся водород в стали образует флокены (микроскопические трещины). В изломе эти флокены видны как

хлопьеобразные серебристые пятна. Этот дефект снижает прочность и пластичность стали и исключает ее использование как конструкционного материала.

Включения оксидов MnO, Si0₂ и А1₂0з, а также некоторых других эле­ментов могут образовываться в стали как продукты реакций раскисления на определенном этапе выплавки, а также попасть в нее из футеровки печей. Все неметаллические примеси существенно ухудшают металлургическое качество стали и снижают ее механические свойства.

4.4. Влияние углерода на свойства углеродистых сталей и их применение

Главным элементом стали является углерод, и это единственная при­месь, которая специально вводится в сталь. С повышением содержания угле­рода прочность стали существенно возрастает из-за увеличения количества цементита в фазовом составе стали (см. рис. 4.1).

К низкоуглеродистым относятся стали, содержащие до 0,25% С. Это достаточно мягкие, пластичные, хорошо деформируемые в холодном и горя­чем состоянии стали.

Среднеуглеродистые стали содержат 0,3—0,6% С. Они обладают хоро­шими прочностными свойствами при небольшой пластичности и вязкости. Стали с таким содержанием углерода являются широко распространенным конструкционным материалом для деталей, работающих в условиях обыч­ных силовых нагрузок.

МПа КСи,МДж/м2 W,S,%

НВ°В'

-1200

•800-

Высокоуглеродистые стали содер­жат свыше 0,6% С (до 1,3-.—1,4 %), за счет чего они обладают высокой твердо­стью и очень низкой пластичностью и вязкостью. При содержании углерода больше 1,3% в стали значительно возрас­тает хрупкость и использование ее стано­вится очень ограниченным.

400'

0 0 0,4 0,81,2 С,% 0

Рис. 4.5. Влияние углерода на свой­ства горячекатаных сталей

Стали с содержанием углерода бо­лее 0,7% в основном используются в штампово-инструментальном производ­стве холодного и горячего деформиро­вания. Кроме того, из этих сталей изго­тавливают еще режущий и мерительный инструменты, применяемые в различных областях народного хозяйства.

		. __ ^	0,01% с
2,8		^	0,11
		0,22
2,0
		г
1,2		I	'о,зоч		0,45
	/		0,63% с
0,4		A
, JSs

?,°С углерода на

-100 4.6.

-150

-50 0 50

Рис. 4.6. Влияние хладноломкость

Как уже было сказано, увеличение КСи,МДж/м² количества углерода соответственно уве­личивает и количество цементита в стали, который отличается высокой твердостью и хрупкостью. Значит, можно сказать, что с повышением содержания углерода уве­личиваются прочность и твердость, а пла­стичность и вязкость снижаются (рис. 4.5). Кроме снижения ударной вязкости угле­род заметно повышает верхний порог хладноломкости, расширяя тем самым температурный интервал перехода стали в хрупкое состояние (рис. 4.6). Каждая одна десятая процента углерода повышает тем­пературу перехода приблизительно на 20 °С. При содержании углерода 0,4% порог хладноломкости равен 0 °С. При большей концентрации углерода температура хрупкости достигает 20 °С: сталь становится менее используе­мой в работе.

Особенно сильно сказывается влияние углерода при неравновесной структуре стали. После закалки на мартенсит временное сопротивление ле­гированных сталей резко увеличивается с ростом углерода и достигает мак­симального значения при 0,4% С (рис. 4.7).

Как видно из рис. 4.7, при большем содержании углерода ст„ теряет ста­бильность из-за хрупкого разрушения стали. В этих сталях может быть дос­таточно высокое содержание вредных примесей, а также газонасыщенность и загрязненность неметаллическими включениями, так как их выплавляют по массовым технологиям. Эти стали относятся к дешевым материалам, но при этом в них сочетаются неплохие механические свойства с хорошей обраба­тываемостью резанием и давлением, в чем они превосходят даже легирован­ные стали (при одинаковом содержании углерода). Углеродистые стали, в

Ов	,МПа	KCU, МДж/м
	-	о-в^---,"	1,2
			0,8
	1. 1	KCU Г------- L	0,4

0 0,2 0,4 0,6 С,% Рис. 4.7. Влияние углерода на свойства закаленных сталей

_ж2 отличие от легированных, менее техноло­гичны при термической обработке. Также необходимо отметить, что у этих сталей очень небольшая прокаливаемость (до 12 мм), что сужает резко размер деталей, которые можно упрочнить термической обработкой. Габаритные детали изготавливают из сталей без термической обработки — в горячекатаном или нормализованном состоянии, что увеличи­вает металлоемкость конструкций.

Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—90) выпускают в виде проката (прутки,

балки, листы, уголки, трубы, швеллеры и т. п.) в нормализованном состоянии и в зависимости от назначения и комплекса свойств подразделяют на груп­пы: А, Б, В.

Стали маркируются сочетанием букв Ст и цифрой (от 0 до 6), показы­вающей номер марки, а не среднее содержание углерода в ней, хотя с повы­шением номера содержание углерода в стали увеличивается. Стали групп Б и В имеют перед маркой буквы Б и В, указывающие на их принадлежность к этим группам. Группа А в обозначении марки стали не указывается. Степень раскисления обозначается добавлением индексов: в спокойных сталях — «сп», полуспокойных — «пс», кипящих — «кп», а категория нормируемых свойств (кроме категории 1) указывается последующей цифрой. В их составе разное содержание кремния: спокойные — 0,12—0,30, полуспокойные — 0,05—0,17; кипящие <0,07, например СтЗсп, БСтЗпс или ВСтЗсп5 (в конце 5-я категория). Спокойными и полуспокойными производят стали Ст1—Стб, кипящими — Ст1—Ст4 всех трех групп. Сталь СтО по степени раскисления не разделяют.

Стали группы А поставляются с гарантированными механическими свойствами (табл.4.1), без указания химического состава.

Таблица 4.1. Механические свойства углеродистых сталей обыкновенного качества группы А (образцы толщиной до 20 мм)

Сталь	о„МПа	аТ(МПа	6,%	Сталь	ст.,МПа	ат, МПа	5,%
неме	нее	не менее
СтО	>310	—		Ст4	420—540	240—270
Ст1	320—420	—		Ст5	500—640	260—290
Ст2	340—440	200—230		Стб
СтЗ	380-^90	210—250

Примечание Механические свойства приведены для спокойных и полуспокойных сталей В сталях Ст1кп значение а, на 10—20 МПа и а, на 10 МПа меньше, а значение 5 на 1% больше, чем в спокойных и полуспокойных сталях того же номера

Из табл. 4.1 следует, что с увеличением номера марки прочность увели­чивается, а пластичность стали соответственно уменьшается.

Стали группы А используют в состоянии поставки для изделий, изго­товление которых не сопровождается горячей обработкой. В этом случае они сохраняют структуру нормализации и механические свойства, гарантируе­мые стандартом.

Сталь марки СтЗ используется в состоянии поставки без обработки давлением и сварки. Химический состав этой группы сталей сильно ко­леблется. Ее широко применяют в строительстве для изготовления ме­таллоконструкций.

Стали группы Б поставляют с гарантированным химическим составом, но механические свойства не гарантируются. Стали этой группы применяют для изделий, изготавливаемых с применением горячей обработки (ковка, сварка и в отдельных случаях термическая обработка), при которой исходная структура и механические свойства не сохраняются. Для таких сталей важны сведения о химическом составе, необходимые для определения режима го­рячей обработки.

Стали группы В поставляются с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. Стали группы В дороже, чем стали групп А и Б, их применяют для ответственных деталей (для производства сварных конструкций). В этом случае важно знать исходные механические свойства стали, так как они сохраняются неизменными в участках, не под­вергаемых нагреву при сварке. Для оценки свариваемости важны сведения о химическом составе. Механические свойства на растяжение для каждой мар­ки стали группы В соответствуют нормам для аналогичных марок стали группы А (см. табл. 4.1), а химический состав — нормам для тех же номеров марок группы Б (табл. 4.2). Например, сталь ВСт4сп имеет механические свойства на растяжение, аналогичные стали Ст4сп, а химический состав одинаковый со сталью БСт4сп.

Таблица 4.2. Химический состав (%) углеродистой стали обыкновенного

качества группы Б

Сталь	С	Мп	Si в стали	S	Р
кп	ПС	СП	не более
БСтО БСт1 БСт2 БСтЗ БСт4 БСт5 БСтб	<0,23 0,06—0,12 0,09—0,15 0,14—0,22 0,18—0,27 0,28—0,37 0,38—0,49	0,25—0,5 0,25—0,5 0,30—0,65 0,40—0,70 0,50—0,80 0,50—0,80	0,05 0,05 0,07 0,07	0,05—0,17 0,05—0,17 0,05—0,17 0,05—0,17 0,05—0,17 0,05—0,17	0,12—0,3 0,12—0,3 0,12—0,3 0,12—0,3 0,15—0,35 0,15—0,35	0,06 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05	0,07 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

Примечания: 1. В сталях БСт1—БСтб допускается не более 0,3% Сг, 0,3% Ni; 0,3% Си, 0,08% As; 0,08 % N. 2. В сталях, выплавленных из керченских руд, допускается до 0,15% As и 0,05% Р

Углеродистые стали обыкновенного качества (всех трех групп) предна­значены для изготовления различных металлоконструкций, а также слабона-груженных деталей машин и приборов. Эти стали используются, когда рабо­тоспособность деталей и конструкций обеспечивается жесткостью. Углеро­дистые стали обыкновенного качества широко используются в строительстве при изготовлении железобетонных конструкций. Способностью к сварива-

нию и к холодной обработке давлением отвечают стали групп Б и В номеров 1—4, поэтому из них изготавливают сварные фермы, различные рамы и строительные металлоконструкции, кроме того, крепежные изделия, часть из которых подвергается цементации.

Среднеуглеродистые стали номеров 5 и 6, обладающие большой проч­ностью, предназначаются для рельсов, железнодорожных колес, а также ва­лов, шкивов, шестерен и других деталей грузоподъемных и сельскохозяйст­венных машин. Некоторые детали из этих сталей групп Б и В подвергаются термической обработке — закалке с последующим высоким отпуском.

К недостаткам углеродистых сталей обыкновенного качества можно от­нести то, что они часто не обеспечивают требуемых свойств по хладностой-кости при эксплуатации сварных металлоконструкций в условиях Сибири и Крайнего Севера, где более суровые климатические условия. Кроме того, существенным недостатком строительных углеродистых сталей является их малая прочность, что приводит к большому расходу металла и увеличению массы металлоконструкций. Поэтому повышение прочности строительных сталей и увеличение их хладностойкости являются важными народно­хозяйственными проблемами. Решаются эти задачи путем термического уп­рочнения углеродистых сталей и применения низколегированных сталей.