Классификация сталей по способу выплавки, химическому составу и
применению
Стали классифицируются по способу выплавки, химическому составу и
применению (назначению).
По способу выплавки сталь подразделяется на бессемеровскую, томасовскую,
мартеновскую основную, мартеновскую кислую, электросталь и тигельную
сталь. Бессемеровская сталь выплавляется путем продувки сжатым воздухом
расплавленного чугуна, залитого в специальную реторту-конвертор. Металл
в конверторе разогревается теплом, которое выделяется при выгорании
(окислении) кремния и других элементов, содержащихся в чугуне.
Для получения бессемеровским способом сталей высокого качества
необходимо применять чугун, имеющий малое содержание фосфора и серы. При
использовании же чугунов обычных марок содержание примесей в стали
составляет: серы — до 0,06%, фосфора — до 0,08%, что ограничивает
применение такой стали для изготовления из нее ответственных деталей.
Томасовская сталь выплавляется так же, как и бессемеровская, в
конверторах, но футеровка (т. е. кирпичная кладка) конвертора делается
из доломитового кирпича. Применение такой футеровки позволяет
перерабатывать в конверторе высокофосфористые чугуны и получать более
чистую сталь по содержанию фосфора, чем при бессемеровском способе.
Мартеновская основная сталь выплавляется в мартеновских печах,с
магнезитовым (основным) подом. Шихтой для получения стали служат чушки
чугуна и стальной лом. Основная мартеновская сталь применяется для
изготовления ответственных деталей.
Мартеновская кислая сталь выплавляется в таких же мартеновских печах,
как и основная мартеновская сталь, но под печи делается из динасового
(кислого) кирпича, наваренного кварцевым песком. Шихтой служат чушки
чугуна, стальной и чугунный лом. В шихте содержание фосфора не должно
быть более 0,03%, так как при этом способе он полностью остается в
стали. При использовании качественной шихты в кислых мартеновских печах
можно получить сталь высокого качества.
Электросталь выплавляется в электрических дуговых или индукционных
печах, при этом под печи может быть кислым или основным. Электросталь
обладает высокими качествами и применяется для изготовления наиболее
ответственных деталей.
Тигельная сталь выплавляется в огнеупорных тиглях. Шихта, загружаемая в
тигли, должна быть особо чистой; сталь получается высококачественной.
Тигельная сталь употребляется редко, так как она дорогая, и заменяется
электросталью.
По химическому составу стали разделяются на углеродистые и легированные.
Углеродистые стали содержат железо и углерод и небольшое количество
постоянных примесей: марганца до 1%; кремния до 0,5%; фосфора и серы до
0,05%. Основным элементом, определяющим механические свойства стали,
является содержание углерода. Содержание углерода зависит от назначения
и изменяется в широких пределах — от весьма малого количества 0,02—0,03%
в железе до 1,2—2,4% в жаростойких и инструментальных сталях.
Легированные стали — это сплавы с добавкой специальных легирующих
элементов, к которым относятся никель, xpом, молибден, вольфрам,
ванадий, кобальт, марганец и другие. В зависимости от того, какие
введены легирующие элементы, стали получают свое название; например,
если легирующими элементами были хром, никель или оба элемента, то
название стали будет хромистая, никелевая или хромоникелевая.
По применению стали классифицируются на конструкционные,
инструментальные и стали с особыми физическими свойствами.
Конструкционные стали в свою очередь разделяются на конструкционные
углеродистые и конструкционные легированные стали.
Конструкционные углеродистые стали применяются для менее ответственных
деталей, а конструкционные легированные для более ответственных деталей.
Инструментальные стали применяются для изготовления различных
инструментов — режущих, измерительных, штамповочных и т. д. Они
разделяются на две группы: углеродистые и легированные.
Стали с особыми физическими свойствами объединяют жароупорные,
жаропрочные, нержавеющие, кислотоупорные и другие стали, имеющие
применение в промышленности, транспорте, строительстве и пр.