Литейные стали: характеристики и особенности

Для производства различных металлических отливок применяются специальные виды металла – литейные стали. К ним относят железоуглеродистые сплавы, которые содержат углерод (не более 2,14%), а также другие элементы таблицы Менделеева (фосфор, марганец, никель, сера, хром, ванадий и др.).

Что касается маркировки, то такие литейные стали в обозначении всегда имеют букву «Л», например, 20Л, 25Л и т.д.

Углерод в составе литейной стали: на что влияет этот элемент?

Углерод, входящий в состав литейных сталей, оказывает значимое влияние на характеристики материала. Чем больше углерода в составе (но не более 1%), тем сталь тверже и прочнее. При этом большое количество углерода значительно уменьшает пластичность материала.

По мере увеличения содержания углерода в составе стального сплава меняются и другие характеристики металла. Например, уменьшается его ударная вязкость, повышается электрическое сопротивление, увеличивается температурный показатель, при котором металл переходит от вязкого разрушения к хрупкому.

Классификация литейных сталей

Существует несколько основных критериев, по которым классифицируется материал:

• Химический состав – различают углеродистые, высоколегированные, низко- и среднелегированные.
• Методика выплавления – выделяют стали, которые выплавляются в кислых и основных печах дугового типа, кислых и основных печах индукционного типа, кислых и основных печах мартеновского типа, а также в конвертерах или установках для переплавления электрошлакового типа.
• Исходя из дальнейшего предназначения стальной отливки и предъявляемых к ней требований, стали разделяются на три группы: для изготовления отливок общего, ответственного и особо ответственного назначения.

Свойства, по которым оцениваются литейные стали

Оценивают материал по следующим характеристикам:

• Жидкотекучесть – свойство, показывающее способность металла заполнять литейную форму, благодаря чему отпечаток поверхности формы на отливке получается высокого качества. Повышает жидкотекучесть углерод, а также марганец, медь, фосфор – чем их больше в составе стали, тем выше ее жидкотекучесть. Снижают жидкотекучесть сера и алюминий.
• Склонность к пленообразованию – если сталь обладает данным свойством, то велик риск получить из нее бракованные отливки по спайкам и пленам. Больше всего образованию дефектов способствуют титан, алюминий, хром, кремний. Наличие в составе последних двух элементов резко увеличивает пленообразование.
• Усадка – свойство, которое выражается в том, насколько литейная сталь уменьшается в размерах и объеме, после того как отливка охлаждается и сплав кристаллизируется. Поскольку у сплава есть три состояния – жидкое, стадия затвердевания и твердое, то каждому из них соответствует свой тип усадки. При этом, если для сплава характерна усадка на стадии затвердевания, это может привести к образованию усадочных дефектов больших размеров.

Есть и другие свойства, характерные для различных типов стальных литейных сплавов: плотность, теплоемкость, вязкость, поверхностное натяжение и др.

Области использования литейных сталей

Сплавы, в состав которых входит литейная сталь, сегодня широко используются в различных областях: химическая и нефтехимическая, энергетика, судостроение, добыча угля, производство целлюлозно-бумажной продукции, машиностроение и многие другие. В частности, низкоуглеродистые стали (например, 08Г2ДНФЛ, 20ХГСФЛ) используют при производстве сварно-литых изделий, которые в процессе эксплуатации могут подвергаться ударным нагрузкам высокой силы. Среднеуглеродистые литейные стали применяются для изготовления станин прокатных станков.

Стали с высоким содержанием углерода плохо поддаются сварке. Для них лучше применять другие способы обработки, например, штамповку. Из высокоуглеродистых сталей производят:

• проволоку различных диаметров;
• инструмент, предназначенный для работы без нагрева режущей кромки;
• слесарно-монтажный инструмент;
• фрезы, зенковки, топоры, стамески, предназначенные для обработки дерева.

По вопросам сотрудничества звоните – всегда готовы проконсультировать!