Конструкционная сталь

Конструкционная сталь

Сплавы категории конструкционная сталь служат материалом для производства нагруженных механизмов и оборудования. Они широко применяются в машиностроении, для производства крепежей, рессор, подшипников и различных конструкций. Сферы применения конструкционных сталей определяются рядом характерных механических, физических и химических свойств. Эти показатели зависят от категории продукта и могут значительно варьировать.  

Содержание углерода в конструкционных сталях ниже, чем в инструментальных, и не превышает 1%. Обычно процентное содержание углерода указывается непосредственно в маркировке в сотых долях процента (например, Сталь78 – улучшаемая конструкционная сталь с содержанием углерода 0,78%). 

Применение конструкционной стали

Основная сфера применения – машиностроение. Здесь используются преимущественно конструкционные стали с доэвтектоидной перлитной структурой. Их вязкость несколько выше за счет наличия в составе молибдена и никеля. Это повышает сопротивляемость усталостным разрушениям, значительно продлевая срок эксплуатации готовых изделий. Чтобы улучшить эксплуатационные характеристики конструкционной стали, ее подвергают термической обработке. 

В зависимости от конкретной сферы применения сплавы рассматриваемой категории делятся на две большие группы, отличающиеся свариваемостью: 

  • В машиностроении используется обычная конструкционная сталь, для которой не применяется сварка. 
  • В строительстве применяется сплав с хорошим показателем свариваемости и высокой прочностью сварного шва. 

Выделяют конструкционные стали общего и специального назначения. Принадлежность к конкретной категории определяется чистотой химического состава, поскольку даже незначительное содержание определенных примесей может существенно сказываться на ключевых характеристиках металла. Основные примеси, от которых сложно избавиться – сера и фосфор. Их присутствие повышает хрупкость сплава и ухудшает его свариваемость. 

Качество конструкционных сталей

Сложность очистки от серы и фосфора вынуждает разделять углеродистые конструкционные стали на 4 категории: 

  • обыкновенного качества; 
  • качественные; 
  • высококачественные; 
  • особовысококачественные. 

Из названий очевидно, как категория связана со свойствами материала. Выбирая марку конструкционной стали для конкретного применения, необходимо тщательно изучить ее характеристики, чтобы убедиться, что это оптимальный материал, полностью соответствующий поставленной задаче. Ключевыми характеристиками, которые следует рассматривать в первую очередь, являются пластичность, твердость, прочность и ударная вязкость. 

Термообработка

Для улучшения характеристик продукции из конструкционной стали, ее подвергают термической обработке. Это позволяет добиться заданных показателей твердости и прочности, а также получить необходимые химические свойства. Заниматься этим должен квалифицированный технолог, поскольку оптимальная процедура термообработки определяется на основании точных знаний о конкретной марке стали. 

Термическая обработка включает такие процедуры как закалка, а также последующий отпуск (опционально). Также может проводиться нормализация (нормализационный отжиг). Данный вид обработки подразумевает нагрев до заданной температуры и выдержку в течение определенного времени, после чего материал медленно остужается. 

Грамотно проведенная процедура термообработки позволяет получать высококачественную стальную продукцию с заданными характеристиками. Повышается прочность и твердость металла, улучшается свариваемость. Благодаря этому правильно произведенные и грамотно обработанные детали из углеродистой конструкционной стали служат много десятилетий.