Сталь 08пс – особенности, применение, зарубежные и отечественные аналоги, расшифровка

Химический состав.

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% углерода. В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).
В свою очередь углеродистые стали могут быть:

• малоуглеродистыми, т. е. содержащими углерода менее 0,25%;
• среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60%;
• высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60%.

Легированные стали подразделяют на:

• низколегированные содержание легирующих элементов до 2,5%;
• среднелегированные, в их состав входят от 2,5 до 10% легирующих элементов;
• высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов.

Виды поставки

Сортамент стали 08ПС

Сталь 08пс поставляется как сортовой и фасонный прокат по сортаменту:

• пруток шлифованный и калиброванный;
• рулон оцинкованный;
• серебрянка;
• листы, полосы и ленты тонкие и толстые;

Из проката изготавливаются трубы, шайбы, тяги, проушины, вилки и другие детали механизмов. Многие детали предназначены для эксплуатации при повышенных нагрузках и проходят предварительную химико-термическую обработку.

Назначение

Конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий.

Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.

С особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар.

С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.

Аналоги и сортамент

Ближайшим отечественным заменителем марки стали 08пс является сплав 08. Зарубежные аналоги должны поступать с сертификатами соответствия стандартам. Среди них самые популярные:

• А620, 1008, А622 – Соединенные Штаты;
• GC01, DC04GT, DD11, St12, StW24, UQSt36 – Германия;
• SPHE – Япония;
• DC01 – Евросоюз;
• 3C – Франция;
• 08F – Китай;
• 11304 – Чехия;
• O – Индия.

Сортамент стали, поступающей на рынок металлопроката, регламентируется различными ГОСТами. Он состоит:

• из шлифованного и калиброванного прутка;
• листов тонких и толстых;
• лент и полос;
• поковок;
• серебрянки;
• фасонного и сортового проката;
• труб разного диаметра.

Свойства стали

С повышением температуры от 20 до 900 градусов физические параметры стали 08пс изменяются в ту или иную сторону:

• плотность – от 7846 до 7602 кг/м3;
• модуль упругости – от 2,03 до 1,83*10-5 МПа;
• коэффициент линейного расширения – 12,5-15,3 1/град;
• теплоемкость – 60-27 Вт/м*град;
• уд. теплоемкость – 482-703 Дж/кг*град;
• уд. электросопротивление – 178-1124*109 Ом*м.

Сплав характеризуется высокими механическими свойствами:

• твердость НВ 10-1 – 131 МПа;
• предел текучести стали 08пс для упругой деформации при 20 градусах – 196 МПа;
• предел кратковременной прочности – 270-412 МПа;
• временное сопротивление разрыву – 310-410 Мпа, в зависимости от толщины детали;
• относительное удлинение на разрыв – 35%;
• сужение – 60%;
• температурный диапазон ковки – 1250-800 градусов.

За условный предел текучести берется величина нагрузки, под действием которой форма образца изменяется на 0,2%. Этот параметр зависит от разных факторов:

• формы и толщины изделия;
• режима термообработки;
• количества примесей;
• технологии производства;
• температуры, при которой измеряется параметр;
• вида или направления нагрузки.

Поэтому предел текучести указывается для сортового металлопроката, технология получения которого точно соответствует ГОСТу. Из технологических свойств можно отметить:

• хорошую свариваемость без предварительного нагрева и образования трещин;
• нечувствительность к флокенообразованию;
• отсутствие склонности к отпускной хрупкости.

В сварочных работах возможно применение любых технологий. При большой толщине свариваемых листов применяют многослойную процедуру. Однако после термообработки поверхностный слой насыщается углеродом, из-за чего значительно снижается способность металла к свариванию.

Особенности термической обработки

Характеристики и применение стали 08пс зависят от вида изделий и способа термической обработки. Например, показатель твердости НВ составляет:

• для калиброванного прутка – 143 МПа;
• толстого листа – 131 МПа;
• поперечных образцов – 98 МПа.

Для термической обработки используют стандартные процедуры:

• закалка придает сплаву повышенную твердость;
• отпуск помогает снять внутренние напряжения, тем самым увеличивая прочность металла;
• после отжига выравнивается структура материала и устраняется излишняя пластичность;
• для охлаждения подбирается оптимальная среда – вода, масло.

В качестве среды охлаждения чаще используется масло, так как оно способствует равномерному снижению температуры и препятствует возникновению дефектов. Режимы термообработки разрабатываются с учетом:

• толщины или сечения детали;
• ее назначения;
• значений критических точек.

В процессе термической обработки происходит улучшение всех характеристик стали 08пс:

• после отпуска при низкой температуре исчезают внутренние напряжения;
• после отжига выравнивается внутренняя структура;
• увеличивается механическая прочность.

В процессе механической обработки выполняют очистку поверхности изделий от окалины и различных загрязнений с помощью металлических щеток или болгарки. Для раскроя металлопроката используют механические устройства для резки. Многие детали получают, применяя метод гибки ручными или специальными станками. При механической обработке заготовок можно использовать твердые сплавы.

Преимущества и недостатки

Главным достоинством конструкционной стали 08пс является способность на протяжении длительного периода эксплуатации выдерживать высокие нагрузки без пластической деформации и изменения внутренней структуры. Ее широкое применение связано:

• с высоким пределом текучести;
• легкостью сваривания всеми способами до проведения термической обработки;
• значительной поверхностной твердостью;
• отсутствием флокеночувствительности и склонности к отпускной хрупкости;
• доступной стоимостью.

Наряду с ощутимыми плюсами отмечаются и некоторые минусы, например:

• трудная свариваемость после термической обработки;
• необходимость защиты от коррозии при эксплуатации в условиях повышенной влажности.

Область применения

Отличные технические характеристики в сочетании с умеренной стоимостью определили широкое применение стали 08пс. Она востребована в производстве изделий, которые предназначены для эксплуатации в условиях высоких механических или термических нагрузок:

• подвесок;
• шайб;
• соединительных вилок;
• прокладок и втулок;
• труб разного диаметра;
• крепежных деталей;
• монтажной ленты;
• строительной арматуры;
• стоечных профилей;
• изделий, имеющих осевые отверстия;
• прутьев, поверхность которых обработана разными способами.

Сталь марки 08пс представляет качественный и при этом недорогой сплав, отвечающий всем установленным стандартам.

Источники

• https://resursmsk.ru/stal-08ps
• https://resursmsk.ru/08ps
• https://xlom.ru/spravochnik/stal-08ps
• https://prompriem.ru/stati/stal-08ps.html
• https://stroy-podskazka.ru/stal/marki/08ps/
• https://c-met.ru/marki-metallov-i-splavov/stal-konstrukczionnaya/stal-konstrukczionnaya-uglerodistaya-kachestvennaya/08ps
• https://www.lsst.ru/spravochnik-metalloprokata/konstruktsionnaya-stal/stal-08ps/
• https://svarkaipayka.ru/material/stal/tehnicheskie-harakteristiki-uglerodistoy-stali-08ps.html
• https://metinvest-smc.com/ru/steel/stal-08ps/

Степень раскисления

По степени удаления кислорода из стали, т. е. По степени её раскисления, существуют:

• спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами «сп» в конце марки (иногда буквы опускаются);
• кипящие стали — слабо раскисленные; маркируются буквами «кп»;
• полуспокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами «пс».

Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:

• сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);
• сталь группы Б — по химическому составу;
• сталь группы В — с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.

В зависимости от нормируемых показателей (предел прочности, относительное удлинение, предел текучести, изгиб в холодном состоянии) сталь каждой группы делится на категории, которые обозначаются арабскими цифрами.

Классификация материала и применение марки 08пс

Марка: 08пс Классификация материала: Сталь конструкционная углеродистая качественная Применение: для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей, подвергаемых химико-термической обработке — втулок, проушин, тяг.

Химический состав материала 08пс в процентном соотношении

Механические свойства 08пс при температуре 20oС

Технологические свойства 08пс

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

Нелегированные конструкционные стали обыкновенного качества

Обозначают по ГОСТ 380-94 буквами «Ст» и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер. Буква «Г» после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа «А» в обозначении марки стали не ставится. Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают.

Например:

• Ст1кп2 — углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А);
• ВСт5Г — углеродистая сталь обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, спокойная, № марки 5, первой категории с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В);
• Вст0 — углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 0, группы Б, первой категории (стали марок Ст0 и Бст0 по степени раскисления не разделяют).

Нержавеющая сталь – отдельная категория материала

Главенствующим критерием, способным уменьшить срок службы любого сплава, в составе которого присутствует железа, выступает коррозия. Ее разрушительное воздействие сказывается не только на внешнем виде детали. Ржавчина деформирует металлическое изделие изнутри, со временем приводя его в непригодность. Около четверти столетия назад, эксперты в области металлургии нашли решение данной проблемы, а именно: нержавеющую сталь.

Нержавейка – универсальный материал, эксплуатируемый во многих отраслях человечества. Машиностроение, возведение многоэтажных зданий, судостроение и даже авиастроение не обходится без использования нержавейки. Деформировать данный сплав сложно, ведь он устойчив к перепадам давления и температуры, а также категорически не подвергается воздействию коррозии. Народные умельцы и кузнецы предпочитают использовать нержавейку в качестве исходного материала, для производства сувенирной и потребительской продукции.

В чем особенность данного материала? Подобная популярность обусловлена невероятными коррозионно-стойкими свойствами, а также сохранность конечного изделия даже при высокой температуре.

Нелегированные конструкционные качественные стали

В соответствии с ГОСТ 1050-88 эти стали маркируются двухзначными числами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 05; 08; 10; 25; 40 и т.д. Так сталь с содержанием углерода 0,07-0,14% обозначается 10, сталь с содержанием углерода 0,42-0,50% — 45, а сталь с углеродом 0,57-0,65% — 60.

При этом для сталей с C < 0,2%, не подвергнутых полному раскислению, в обозначение добавляются буквы кп (для кипящей стали) и пс (для полуспокойной).

Для спокойных сталей буквы в конце их наименований не добавляются. Например, 08кп, 10пс, 15, 18кп, 20 и т.д.

Буква Г в марке стали указывает на повышенное содержание марганца. Например: 14Г, 18Г и т.д.

Качественные стали с повышенными свойствами, используемые для производства котлов и сосудов высокого давления, обозначают по ГОСТ 5520-79 добавлением буквы К в конце наименования стали: 15К, 18К, 22К.

Основные характеристики и свойства стали 08ПС

Отрицательный показатель в категории флокеночувствительности.

Обладает повышенной прочностью, отсутствует риск хрупкости при отпуске. Не имеет ограничений при проведении процесса сварки деталей, не требующего подогрева и дальнейшей температурной обработки.

Возможны следующие виды сварки:

КТС, РДС, АДС, обеспечиваемые применением газа. Поскольку сталь 08пс является трудносвариваемой, для того, чтобы достичь требуемого уровня соединений, которые создаются посредством сварки, приходится прибегнуть к проведению дополнительных мероприятий. Металл необходимо нагреть до определенных температурных показателей – от двухсот до трехсот градусов – важное условие технологического процесса, после предусмотрена операция отжига и дополнительной тепловой обработки.

Температура ковки стали 08пс: на старте — 1250, финише ковки — 800. Охлаждают на воздухе сечения до 300 мм.

Сталь 08 пс представляя собой достаточно прочный, надежный и твердый металл, способна выдерживать довольно большие нагрузки, при этом не теряя сохранности в форме и не деформируясь.. Благодаря именно этим особенностям стали 08 пс ее высоко ценят и используют в самых разных деталях, инструментах, конструкциях. При определенной нагрузке на сталь 08пс, металл может «отреагировать» по-разному: не изменившись по

Форме либо слегка деформиовавшись, принять нагрузку на себя и вернуться к исходному состоянию после того, как нагрузка будет снята, или же сохранить изменившуюся форму после снятия нагрузки. В таком случае форма изменившейся детали должна оставаться постоянной, причем, состояние самой же металлической детали станет «напряженным».

Конструкционные легированные стали

В соответствии с ГОСТ 4543-71 наименования таких сталей состоят из цифр и букв. Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь. Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленное до целого числа, при содержании легирующего элемента до 1.5% цифра за соответствующей буквой не указывается.

Например, сталь состава C 0,09-0,15%, Cr 0,4-0,7%, Ni 0,5-0,8% называется 12ХН, а сталь состава C 0,27-0,34%, Cr 2,3-2,7%, Mo 0,2-0,3%, V 0,06-0,12% — 30×3МФ.

Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (S < 0,03%, P < 0,03%) и сталь относится к группе высококачественных в конце ее обозначения ставят букву А.

Особовысококачественные стали, подвергнутые электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов, обозначают добавлением через тире в конце наименования стали буквы Ш. Например: 12×2Н4А, 15×2МА, 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш и др.

Нелегированные углеродистые инструментальные стали

Данные стали в соответствии с ГОСТ 1435-90 делятся на качественные и высококачественные.

Качественные стали обозначаются буквой У (углеродистая) и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в стали, в десятых долях процента. Так сталь У7 содержит 0,65-0,74% углерода, сталь У10 — 0,95-1,04%, а сталь У13 — 1,25-1,35%.

В обозначения высококачественных сталей добавляется буква А (У8А, У12А и т.д.).

Кроме того, в обозначениях как качественных, так и высококачественных углеродистых инструментальных сталей может присутствовать буква Г, указывающая на повышенное содержание в стали марганца. Например: У8Г, У8ГА.

Инструментальные легированные стали

Правила обозначения инструментальных легированных сталей по ГОСТ 5950-73 в основном те же, что и для конструкционных легированных. Различие заключается лишь в цифрах, указывающих на массовую долю углерода в стали. Процентное содержание углерода также указывается в начале наименования стали, в десятых долях процента, а не в сотых, как для конструкционных легированных сталей. Если же в инструментальной легированной стали содержание углерода составляет около 1,0%, то соответствующую цифру в начале ее наименования обычно не указывают.

Приведем примеры: сталь 4×2В5МФ имеет содержание C 0,3-0,4%, Cr 2,2-3,0%, W 4,5-5,5%, Mo 0,6-0,9%, V 0,6-0,9%, а сталь ХВГ — C 0,9-1,05%, Cr 0,9-1,2%, W 1,2-1,6%, Mn 0,8-1,1%.