Раніше ми розглядали структуру сталі (система залізо-вуглець), деформацію і руйнування металів, вплив на її властивості різних домішок і т.д.

У даній публікації будемо розглядати види сталі за ступенем розкислення.

Загальна інформація

Отже, сталь це сплав Fe + C, (С не більше 2%) + інші елементи. Сталь поділяють на вуглецеву і леговану враховуючи хімічний склад, і виходячи з застосування на- конструкційні та інструментальні. Виготовляють і спеціальні сталі зі специфічними характеристиками для використання в агресивних середовищах, до таких сталей відносять жаро-, корозійно, кислото-стійку сталі.

Якість сталі визначається за способом виробництва і кількістю поганих домішок і підрозділяються на рядові, якісні, підвищеного і високої якості.

Хімічний склад сталей звичайної якості

Існує типізація за характером застигання в изложнице і геометричній формі злитка (форма виливниці). Виділяють спокійну, полуспокойную і киплячу.

Вуглецева сталь

Вуглецева сталь виплавляється без додавання будь-яких легуючих елементів і буває звичайною і якісною.

Cалі звичайного якості прийнято ділити на наступні групи:

•  група А - забезпечується за механічними властивостями. Вироби з сталей цієї групи застосовуються для подальшої зварювання, кування і т.д. Причому, що заявляються хутро. властивості можуть змінюватися. (Ст3, Ст5кп.)
•  група Б сталь забезпечується за хім. складом. Застосовується для виготовлення деталей, при обробці яких, можуть змінюватися механічні характеристики визначаються складом.

Сталь з групи Б підрозділяється на 2 категорії:

• 1я- встановлено зміст С, Si, Mn; обмежена зміст: S, P, N, As,
• 2а - додатково обмежена количесво Cr, Ni, Cu.
• група В - забезпечується за механічними характеристиками та вмісту хімічних елементів. Застосовується при виробництві деталей, що зварюються.

Підрозділяється на шість категорій.

Позначається група В такий спосіб: марка сталі, ступінь розкислення, номер категорії. Мають однаковий склад зі сталлю 2 категорії групи Б.

Маркування сталі

Розглядаючи, на прикладі, маркування сталі Ст5пс (конструкційна вуглецева сталь звичайної якості).

Визначаємо, що:

• ця сталь відноситься до групи А, (оскільки категорія вказується перед буквами Ст (ВСт1, ВСт2), а не вказується тільки група А).
• цифра 5 - визначає умовний номер марки виходячи з хім. складу і мех.свойств.
• пс- ступінь розкислення.

Якщо після цифри визначальною марку сталі стоїть буква Г значить сталь містить повішене кількість марганцю. (Ст25Г2С)

Ступені розкислення сталі

Існує 3 ступеня розкислення сталі.

Процес розкислення дозволяє відновити окис заліза і зв'язати розчинений кисень, зменшивши, таким чином, його шкідливий вплив.

Кипляча сталь є не повністю розкислення. Під час розливання в виливниці вона кипить через рясний виділення газу, тому вона є найбільш забруднена газами і неоднорідною. Тобто механічні властивості по злитку можуть відрізнятися, оскільки розподіл хімічних елементів по зливка не рівномірно. У головній частині злитка знаходиться найбільша кількість вуглецю і різних поганих домішок (таких, як сірка або фосфор), через що потрібне видалення частини злитка (5% від загальної маси).

Скупчення сірки в певних ділянках може послужити причиною появи кристалізаційної тріщини по шву. На цих ділянках сталь менш стійка до старіння і є найбільш тендітною в мінусові температури. Зміст кремнію в киплячій сталі не перевищує 0,07%.

Отже, о киплячій сталі можна сказати, що вона досить хрупка, має погані показники зварюваності і найбільш схильна до корозії.

Тому, з метою підвищення характеристик сталі її розкисляють кремнієм ( 0,12-0,3%), алюмінієм (до 0,1%) або марганцем, (можливо розкислення та іншими хімічними елементами динамічно вступають в реакцію з киснем).

Нуртуюча сталь- досить тендітна, має погані показники зварюваності і найбільш схильна до корозії.

Процес розкислення дозволяє відновити окис заліза і зв'язати розчинений кисень, зменшити його шкідливий вплив, підтримуючи при цьому довгий час високу температуру сталі, що сприяє максимальному газо і шлаковидалення, а так само, отримання мікрозерниста структури, завдяки утворення ділянок кристалізації. За рахунок утворення цих вогнищ відбувається поліпшення якості сталі.

Ліквацією називається появу неоднорідною хімічної структури сталі, що виникає в момент кристалізації. Розрізняю два різновиди ліквації: внутрішньокристалічну і дендритну. Вперше дане явище виявлено російськими металургами Н. В. Калакуцким і А. С. Лавровим в 1866 році.

Спокійна сталь

Отримана в результаті розкислення сталь називається спокійною.

Зміст кремнію в спокійній сталі не менше 0,12%, а наявність неметалічних включень і шлаків мінімально.

Злитки спокійних сталей мають щільну однорідну структуру, а відповідно і поліпшені показники за механічними властивостями.
Спокійна сталь відмінно підходить для зварювання, а також має кращу опірністю до ударних навантажень. Є більш однорідною.
Вона підходить для зведення опорних металоконструкції (завдяки її стійкості до крихкого руйнування), які піддаються сильним навантаженням. Спокійна сталь відмінно підходить для зварювання, а також має кращий опір ударним навантаженням і більш однорідна.

Полуспокойная сталь

Проміжною за якісними показниками - є полуспокійна сталь.

Вона є полураскісленной і кристалізується без кипіння, виділяючи при цьому достатню кількість газу і має меншу кількість бульбашок, ніж кипляча сталь. Тому, полуспокойная сталь має середні показники якості (максимально наближені до спокійної), і іноді замінює спокійну.

Вартість напівспокійну сталі трохи нижче спокійною, а вихід якісного прокату з таких злитків на 8 - 10% краще.

Показники якості напівспокійної сталі ближче до спокійної.

Полуспокійна сталь твердне без кипіння, але з виділенням великої кількості газу. У такому злитку зміст бульбашок менше, ніж в  киплячій, але більше, ніж у спокійній.

Оскільки виробництво киплячої сталі обходиться дешевше, ніж спокійною і напівспокійну вона досить широко використовується для виготовлення найменш відповідальних виробів металопрокату, таких, як катанка, смуга, куточок, металовироби.