Сообщение на тему виды сталей маркировка искровая проба металла
Обновлено: 02.07.2024
Данный метод основан на том, что при соприкосновении быстровращающегося наждачного круга со сталью образуются искры, и именно исходя из характера искр можно определить марку стали.
В результате соприкосновения стали и наждачного круга, от стали откалываются небольшие частички, в которых имеется углерод, который при соединении с кислородом, содержащимся в воздухе, образует углекислоту. В случае возникновения вспышки в виде звёздочки, характеризуют содержание углерода в стали.
Чем больше и интенсивнее происходит сгорание данных частичек (искр) тем большее содержание углерода в данном виде стали. При этом размер звёздочек небольшой, и они образуются в начале пучка искр, да и сам пучок искр короче.
Если же в стали углерода то горение частичек медленное, образование звёздочек происходит к концу пучка. Звездочки крупные, чем то похожи на ёлочки, число звёздочек меньше.
По характеру и внешнему виду образовавшиеся искр специалисты определяют содержание углерода в стали с точностью до 0,2%.
При использовании данного способа определения марок стали стоит учитывать, что содержащиеся в стали легирующие элементы так же влияют на цвет и форму пучка искр.
Данный метод достаточно удобен и экономичен, благодаря ему проверку марок стали можно производить достаточно быстро, в любых условиях производства и на любой его стадии.
Ниже приведено изображение внешнего вида пучков искр, при этом указан цвет искры, и соответствие определённым маркам стали.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Искровая проба для идентификации металлов
Марки сталей применяемые для изготовления шпонок: Ст 20 и Ст45
Часто на производстве или в быту необходимо поставить шпонку с заданными свойствами, (пример, предохранительная шпонка или напротив для передачи большого крутящего момента). Но к сожалению прибор для определения состава материала стоит очень дорого, (около 100 000 евро), и получить к нему доступ довольно не просто. Наблюдательные умельцы заметили, что разные по химическому составу металлы разделяются и по физическим свойствам. Так сформировались несколько способов для приблизительного определения марки стали. С помощью одного из них можно определить три градации сортности: стали малой твёрдости (малоуглеродистые) запиливаются любым напильником, в том числе и драчовым; средней твёрдости - только личным и бархатным; высокой твёрдости - только бархатным.
В СССР все знали, что гвозди из Ст3, болты, гайки Ст35, рессоры Ст50-55
И еще один способ основан на том, что при обработке образцов на наждачном круге каждый образец (марка) дает специфический пучок искр. Этот способ при небольшом навыке позволяет определять марки с относительно высокой точностью.
Вот о нем то мы с вами сейчас поговорим подробней…
Искровая проба предназначена для определения марки стали (1. конструкционная обыкновенного качества, 2. конструкционная качественная или 3. быстрорежущая). Принадлежность стали к определенной марке определяется этим способом достаточно точно.
Я собрала для вас всю самую актуальную информацию по этому вопросу. Когда на рынке было малое количество сплавов, искровая проба была быстрым и точным способом идентификации железа и основных видов сталей. Теперь же с сотнями сплавов, используемых для инструментов, эта методика намного менее надежна, но ее по-прежнему можно использовать для грубой классификации во многих случаях.
И она по-прежнему остается эффективным способом для определения сплава для необходимой нам шпонки. Показанные искровые картины относятся к тому, что должно получаться при отборе пробы на механическом сухом точильном кругу.
Кованое железо. Длинные желтые черточки, становящиеся по форме похожими на листочки перед затуханием.
Малоуглеродистая сталь. Большее разнообразие в длине черточек, с быстрым затуханием и некоторое искрение.
Среднеуглеродистая сталь. Почти нет листочков, некоторое ветвление, больше разнообразие по длине черточек, искрение ближе к кругу.
Высокоуглеродистая сталь . Никаких листочков, густая искровая картина, ветвление и искрение начинается практически у самого круга; менее яркая, чем у среднеуглеродистой стали.
Марганцевая сталь. Небольшие листочки, перед тем как черточки образуют искры.
Для устранения окислов железа, которые образуются при производстве литой стали, обыкновенно вводят в жидкий металл некоторое количество марганца, в виде зеркального чугуна или ферромангана. Часть марганца зеркального чугуна раскисляет окислы и переходит в шлак, часть же остается в стали в виде соединения с железом или просто как механическая примесь. Таким образом, сталь всегда содержит некоторое количество марганца. Вообще марганец увеличивает твердость, повышает предел упругости и сопротивление разрыву, а кроме того уплотняет сталь. В малоуглеродистых сортах стали примесь марганца увеличивает даже вязкость металла, но при значительном содержании углерода марганец сообщает ему хрупкость.
Быстрорежущая сталь. Слабые красные черточки, разветвляющиеся на конце
Для обточки деталей из дерева, цветных металлов, мягкой стали резцы из обычной твердой стали были вполне пригодны, но при обработке стальных деталей резец быстро разогревался, скоро изнашивался и деталь нельзя было обтачивать со скоростью больше 5 м/мин [1] .
Барьер этот удалось преодолеть после того, как в 1858 году Р. Мюшетт получил сталь, содержащую 1,85 % углерода, 9 % вольфрама и 2,5 % марганца. Спустя десять лет Мюшетт изготовил новую сталь, получившую название самокалки. Она содержала 2,15 % углерода, 0,38 % марганца, 5,44 % вольфрама и 0,4 % хрома. Через три года на заводе Самуэля Осберна в Шеффилде началось производство мюшеттовой стали. Она не теряла режущей способности при нагревании до 300 °C и позволяла в полтора раза увеличить скорость резания металла — 7,5 м/мин.
Спустя сорок лет на рынке появилась быстрорежущая сталь американских инженеров Тэйлора и Уатта. Резцы из этой стали допускали скорость резания до 18 м/мин. Эта сталь стала прообразом современной быстрорежущей стали Р18.
Еще через 5—6 лет появилась сверхбыстрорежущая сталь, допускающая скорость резания до 35 м/мин. Так, благодаря вольфраму было достигнуто повышение скорости резания за 50 лет в семь раз и, следовательно, во столько же раз повысилась производительность металлорежущих станков.
Дальнейшее успешное использование вольфрама нашло себе применение в создании твердых сплавов, которые состоят из вольфрама, хрома, кобальта. Были созданы такие сплавы для резцов, как стеллит. Первый стеллит позволял повысить скорость резания до 45 м/мин при температуре 700—750 °C. Сплав вида, выпущенный Круппом в 1927 году, имел твердость по шкале Мооса 9,7—9,9 (твердость алмаза равна 10).
Нержавеющая сталь . Яркие желтые черточки с небольшими листочками на конце
Сейчас продемонстрирую вам коллекцию искр в виде картинок некоторых сталей:
Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения стали, каждая марка характеризуется своими определенными особенностями. Если производитель не провел маркировку, то узнать особенности металла можно только при самостоятельном проведении различных тестов. Об этом далее поговорим подробнее.
Методы определения марки стали
Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как определить марку стали. Выделяют несколько распространенных методов:
- Первый предусматривает снятие стружки с поверхности, для чего может использоваться зубило. При высокой концентрации углерода она будет короткой и ломкой. Снижение показателя становится причиной повышения пластичности. Однако, точно определить марку подобным методом не получится.
- Второй метод предусматривает закалку изделия, после чего приходится проводить надпилы. Если до закалки и после материал пилится просто, то в составе небольшое количество углерода. За счет повышения концентрации углерода после обработки поверхность становится слишком твердым.
- Определение марки стали по искре основывается на визуальном осмотре искр, которые образуются при обработке поверхности точильным кругом. С увеличением размеров искр и их количества повышается показатель твердости, который зависит непосредственно от концентрации углерода. Подобный тест не дает на точный результат, так как от силы нажатия и некоторых других моментов зависят основные характеристики отлетающей стружки. Можно встретить таблицы, по которым проводится расшифровка качеств материала по стружке.
Метод искровой пробы Прибор для определения марки стали
Определить марку можно также по цвету образующихся искр. Для этого были составлены специальные таблицы. В домашних условиях провести тест можно только в случае правильного освещения. Однако, точно идентифицировать материал подобным образом нельзя. Вариант с легирующими элементами идентифицировать можно и по другим эксплуатационным характеристикам, к примеру, устойчивости к воздействию повышенной влажности или сильному магнетизму.
Общие понятия о марках стали
На территории СНГ применяемые стандарты обозначений характеризуются тем, что могут использоваться для указания основных элементов. При рассмотрении вопроса расшифровки марки отметим следующие моменты:
Классификация сталей по назначению
Расшифровка маркировки проводится при использовании таблиц, в которых указывается обозначение химического элемента.
Маркировка сталей по международным стандартам и стандартам СНГ
Для того чтобы провести расшифровку марки можно использовать самые различные стандарты. Некоторые сплавы обозначаются определенными символами, которые указывают на предназначение металла.
Примером можно назвать нижеприведенные моменты:
Путем расшифровки марки можно определить то, какие химические элементы включены в сплав. Цифры в большинстве случаев указывают на концентрацию, символы тип сплава и конкретные химические элементы.
Европейская система маркировки сталей Марки углеродистых сталей по ГОСТу и по международным стандартам ИСО
В заключение отметим, что в продаже встречается просто огромное количество изделий, во многих случаях марка проставляется производителем. Самостоятельно определить состав без использования специального оборудования практически невозможно.
Редкое производство обходится без стали, поэтому разбираться в его марках крайне важно
Обозначают сплав буквами и цифрами, по которым можно точно определить, какие химические элементы в нем содержатся и в каком количестве. Зная это, а также то, как каждый из таких элементов может влиять на готовый сплав, можно с высокой степенью вероятности определить, какие именно технические характеристики свойственны определенной марке стали.
Виды сталей и особенности их маркировки
Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14%. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.
Одним из важнейших параметров, по которому стали делят на различные классы, является химический состав. Среди сталей по данному критерию выделяют легированные и углеродистые, последние подразделяются на мало- (углерода до 0,25%), средне- (0,25–0,6%) и высокоуглеродистые (в них содержится больше 0,6% углерода).
Включая в состав стали легирующие элементы, ей можно придать требуемые характеристики. Именно таким образом, комбинируя вид и количественное содержание добавок, получают марки, обладающие улучшенными механическими свойствами, коррозионной устойчивостью, магнитными и электрическими характеристиками. Конечно, улучшать характеристики сталей можно и при помощи термообработки, но легирующие добавки позволяют делать это более эффективно.
По количественному составу легирующих элементов различают низко-, средне- и высоколегированные сплавы. В первых легирующих элементов не более 2,5%, в среднелегированных – 2,5–10%, в высоколегированных – более 10%.
Классификация сталей осуществляется и по их назначению. Так, выделяют инструментальные и конструкционные виды, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Инструментальные виды используются для производства штамповых, мерительных, а также режущих инструментов, конструкционные – для выпуска продукции, применяемой в строительстве и сфере машиностроения. Из сплавов, отличающихся особыми физическими свойствами (также называемых прецизионными), изготавливают изделия, которые должны обладать особыми характеристиками (магнитными, прочностными и др.).
Классификация сталей по назначению
Стали противопоставляются друг другу и по особым химическим свойствам. К сплавам данной группы относятся нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные и др. Что характерно, нержавеющие стали могут быть коррозионностойкими и нержавеющими пищевыми – это разные категории.
Кроме полезных элементов, сталь включает и вредные примеси, к основным из которых относятся сера и фосфор. В ней также находятся газы в несвязанном состоянии (кислород и азот), что негативно отражается на ее характеристиках.
Если рассматривать основные вредные примеси, то фосфор увеличивает хрупкость сплава, особенно сильно проявляющуюся при низких температурах (так называемая хладноломкость), а сера вызывает появление трещин в металле, нагретом до высокой температуры (красноломкость). Фосфор, ко всему прочему, значительно уменьшает пластичность нагретого металла. По количественному содержанию этих двух элементов выделяют стали обыкновенного качества (не более 0,06–0,07% серы и фосфора), качественные (до 0,035%), высококачественные (до 0,025%) и особовысококачественные (сера – до 0,015%, фосфор – до 0,02%).
Маркировка сталей также указывает на то, в какой степени из их состава удален кислород. По уровню раскисления выделяют стали:
О чем говорит маркировка сталей
Химический состав углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества
Конструкционная нелегированная сталь, относящаяся к категории качественных, имеет в своем обозначении две цифры, по ним определяют среднее содержание в ней углерода (исчисляется в сотых долях процента).
Прежде чем приступить к рассмотрению марок тех сталей, которые включают легирующие добавки, следует разобраться в том, как данные добавки обозначаются. Маркировка легированных сталей может включать такие буквенные обозначения:
Список используемых легирующих добавок
Обозначение сталей с легирующими элементами
Как сказано выше, классификация сталей с легирующими элементами включает несколько категорий. Маркировка легированных сталей составляется по определенным правилам, знание которых позволяет достаточно просто определить категорию конкретного сплава и основную область его применения. В начальной части названий таких марок находятся цифры (две или одна), показывающие содержание углерода. Две цифры указывают на его среднее содержание в сплаве в сотых долях процента, а одна – в десятых. Есть и стали, не имеющие в начале названия марки цифр. Это означает, что углерод в этих сплавах содержится в пределах 1%.
Пример маркировки легированной стали
Буквы, которые можно увидеть за первыми цифрами названия марки, указывают на то, из чего состоит данный сплав. За буквами, дающими информацию о том или ином элементе в его составе, могут стоять или не стоять цифры. Если цифра есть, то по ней определяется (в целых процентах) среднее содержание указанного буквой элемента в составе сплава, а если цифры нет, значит, данный элемент содержится в пределах от 1 до 1,5%.
Примеры маркировки сталей различных видов
Определение марки стали и причисление сплава к определенному виду – это задача, которая не должна вызывать никаких проблем у специалиста. Не всегда под рукой есть таблица, в которой дается расшифровка названий марок, но разобраться с этим помогут примеры, которые приведены ниже.
Содержание элементов в распространенных марках стали (нажмите для увеличения)
20Х, 30Х, 40Х и др. – так маркируются конструкционные легированные стали, преобладающим легирующим элементом в них является хром. Цифра в начале такой марки – это содержание углерода в рассматриваемом сплаве, исчисляемое в сотых долях процента. За буквенным обозначением каждого легирующего элемента может быть проставлена цифра, по которой и определяют его количественное содержание в сплаве. Если ее нет, то указанного элемента в стали содержится не больше 1,5%.
Можно рассмотреть пример обозначения хромокремнемарганцевой стали 30ХГСА. Она, согласно маркировке, состоит из углерода (0,3%), марганца, кремния, а также хрома. Каждого из данных элементов в ней содержится в границах 0,8–1,1%.
Как расшифровать маркировку сталей?
Чтобы расшифровка обозначения различных видов сталей не вызывала затруднений, следует хорошо знать, какими они бывают. Отдельные категории сталей имеют особенную маркировку. Их принято обозначать определенными буквами, что позволяет сразу понять и назначение рассматриваемого металла, и его ориентировочный состав. Рассмотрим некоторые из таких марок и разберемся в их обозначении.
Свойства и назначение конструкционных легированных сталей
- литера Т – термоупрочненный прокат;
- буква К – сталь, отличающаяся повышенной коррозионной устойчивостью;
- литера Д – сплав, характеризующийся повышенным содержанием меди (С345Т, С390К и др.).
Инструментальные стали, содержащие легирующие элементы в своем составе, маркируются аналогично с легированными конструкционными (ХВГ, 9ХВГ и др.).
Состав легированных инструментальных сталей (%)
Влияние некоторых добавок на свойства стали
По-особому маркируются нелегированные стали, относящиеся к категории электротехнических (их еще часто называют чистым техническим железом). Невысокое электрическое сопротивление таких металлов обеспечивается за счет того, что их состав характеризуется минимальным содержанием углерода – менее 0,04%. В обозначении марок таких сталей нет букв, только цифры: 10880, 20880 и др. Первая цифра указывает на классификацию по типу обработки: горячекатаная или кованная – 1, калиброванная – 2. Вторая цифра связана с категорией коэффициента старения: 0 – ненормируемый, 1 – нормируемый. Третья цифра указывает на группу, к которой данная сталь относится по нормируемой характеристике, принятой за основную. По четвертой и пятой цифрам определяется само значение нормируемой характеристики.
Принципы, по которым осуществляется обозначение стальных сплавов, были разработаны еще в советский период, но и по сей день успешно используются не только в России, но также в странах СНГ. Обладая сведениями о той или иной марке стали, можно не только определять ее химический состав, но и эффективно подбирать металлы с требуемыми характеристиками.
Разбираться в данном вопросе важно как специалистам, разрабатывающим и проектирующим различные конструкции из металла, так и тем, кто часто работает с различными сталями и занимается изготовлением из них деталей разного назначения.
Читайте также: