Для каждого способа применения на производстве, в машиностроении, на бытовом уровне требуется выбор подходящей марки стали. Для этого необходимо сравнивать механические, физические, химические и технологические особенности материалов.
Физические параметры сплавов
При сравнении физических характеристик различных марок стали можно выделить три основных параметра для оценки. Определить применимость материала для тех или иных условий помогут следующие параметры:
- плотность материала говорит о количественном содержании металла в стальном сплаве. Чем выше данный показатель, тем прочнее будет изделие. Соответственно возрастают характеристики защиты от деформаций и механических нагрузок;
- для промышленного использования важным показателем является теплопроводность. Данный параметр показывает, насколько быстро и эффективно сталь нагревается и охлаждается при изменении температуры;
- от показателей электропроводности зависит безопасность использования изделий из стального сплава при наличии рисков электрического воздействия. Большое значение имеет способность металла проводить ток.
Указанные характеристики являются основными физическими свойствами сплавов из стали. Также рассматриваются и другие параметры материалов.
Химические параметры сплавов
Выбор материалов по химическим характеристикам позволяет понять, как сплав будет реагировать на нахождение в агрессивных средах и при изменениях температуры воздействия. Основными параметрами являются:
- окисляемость характеризует свойства сплава, проявляемые при контакте с кислородом. От содержания углерода зависит скорость, интенсивность образования коррозии на поверхности стали;
- важной характеристикой является защищенность от коррозии. Характеризует поведение сплава при контакте с водой, почвой, открытым воздухом;
- от параметра жаростойкости зависит поведение металла, образование коррозии на поверхности при изменениях температуры. Данный показатель также связан с окисляемостью;
- жаропрочность определяет прочность стального сплава в зависимости от увеличения температуры воздействия. При определенных условиях заготовка может сломаться или получить деформации.
Все химические параметры критически важны при выборе сплава. Неправильно подобранная марка в определенных условиях не будет выдерживать различные нагрузки.
Механические параметры сплавов
Для последующей обработки заготовок на производстве важны механические характеристики сплавов. Основными из них являются:
- прочность характеризует максимально допустимую нагрузку на заготовку, при которой она сохраняет свою целостность и не подвергается деформации;
- предел прочности показывает уровень защищенности сплава от постоянного напряжения механического типа;
- предел текучести – это характеристика, показывающая уровень возможного растяжения сплава при приложении соответствующей нагрузки;
- пластичность определяет способность сплава менять свою форму в части изгибов и удлинений, что важно в процессе металлообработки;
- ударная вязкость говорит о способности заготовки выдерживать динамические нагрузки и не подвергаться разрушению;
- твердость рассчитывается по разным методикам, показывает допустимую нагрузку до момента появления углублений от вдавливания.
Указанные механические свойства стальных сплавов оцениваются при выборе материала с целью последующей обработки, производства заготовок и конечных деталей.
Технологические параметры сплавов
Кроме механических, химических и физических свойств стальных сплавов выделяют технологические характеристики. Ковкость определяет способность принимать определенную форму при механических и термических воздействиях. От показателя текучести зависит способность металла заполнять пустоты в форме.
От свариваемости зависит качество соединения стальных заготовок между собой. Параметр обрабатываемости резанием говорит о возможности применения различного инструмента при изготовлении деталей из заготовок.
Применение стальных сплавов
Рассмотренные выше характеристики и свойства напрямую влияют на применение материалов в различных областях. По сферам производства можно выделить несколько категорий металлов:
- строительные марки используются для производства металлоконструкций, каркасов, арматуры, других изделий. Такие сплавы должны быть устойчивыми к коррозии и окислению, выдерживать механические нагрузки, иметь хорошую свариваемость. Для подобных целей чаще всего используются стандартные и низколегированные марки;
- инструментальные сплавы используются в производстве инструментов и делятся на три категории. Материалы первого типа применяются в изготовлении штампов, второго типа – для изготовления режущей оснастки, третья категория необходима при создании высокоточных измерительных устройств. В качестве инструментальных применяются высоколегированные и высокоуглеродистые сплавы;
- конструкционные стали востребованы в производстве металлоконструкций и габаритных механических агрегатов. Такие стали отличаются высокой прочностью и устойчивостью к внешним воздействиям.
Кроме рассмотренных вариантов сплавов выпускаются и другие материалы с отличающимися характеристиками. Добавление химических элементов меняет свойства материала и диапазон его применения.
