К этим сталям предъявляются более высокие требования по химическому составу и структуре: ограничены пределы по содержанию углерода, меньше неметаллических включений, серы и фосфора (S ~ 0,04 %; Р ~ 0,035…0,04 %).
Качественные углеродистые стали маркируют цифрами, показывающими содержание углерода в сотых долях процента. В зависимости от содержания марганца стали делятся на две группы; с нормальным и с повышенным содержания марганца (до 1,2 %, в этом случае к маркировке стали добавляется буква <Г>).
Стали I группы: 08, 10, 15, 20, 25, 30…85.
Стали II группы: 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г … 70Г.
Механические свойства некоторых углеродистых качественных конструкционных сталей приведены в таблице 9.
Таблица 9 — Механические свойства углеродистых качественных конструкционных сталей
| Марка | Временное сопротивление sв, МПа |
Предел текучести, sт, МПа |
Относительное удлинение d5, % |
Относительное сужение, y, % |
| не менее | ||||
| 08 10 20 30 45 60 85 30Г 60Г |
330 340 420 500 610 690 1150 550 710 |
200 210 250 300 360 410 1000 320 420 |
33 31 25 21 16 12 6 20 11 |
60 55 55 50 40 35 30 45 35 |
Низкоуглеродистые стали
Низкоуглеродистые стали 08 и 10 применяют без термической обработки для малонагруженных деталей, тонколистовую сталь используют для холодной штамповки изделий. Сталь 10 применяется для изготовления элементов сварных конструкций, корпусов и трубных пучков теплообменных аппаратов, трубопроводов, змеевиков и других деталей, работающих от минус 40 до плюс 450 0С, к которым предъявляются требования высокой пластичности.
Стали 15, 20, 25 чаще применяют без термической обработки или в нормализованном состоянии. Низкоуглеродистые качественные стали используют и для ответственных сварных конструкций, а также для деталей машин упрочняемых цементацией. Сталь 20 применяется для изготовления трубопроводов, змеевиков, труб перегревателей, трубных пучков теплообменных аппаратов, и других деталей, работающих от минус 40 до плюс 475 0С.
Среднеуглеродистые стали
Среднеуглеродистые стали 30…55 применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Прокаливаемость сталей невелика; критический диаметр после закалки в воде не превышает 10…12 мм. Для повышения прокаливаемости стали добавочно легируют марганцем (40Г, 50Г).
Высокоуглеродистые стали
Высокоуглеродистые стали 60…85 обладают повышенной прочностью, твердостью, износостойкостью и упругими свойствами. Их применяют после закалки и отпуска, нормализации для деталей, работающих в условиях трения при наличии высоких статических вибрационных нагрузок. Из этих сталей изготавливают пружины, рессоры, мембраны, шпиндели станков и т.д.
Для изготовления деталей и частей паровых котлов и сосудов, работающих под давлением не более 60 атм. и температуре не выше 450 0С, промышленность выпускает листовую горячекатаную углеродистую сталь толщиной от 4 до 60 мм. Марки котельных сталей: 12К, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К. Числа показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буква <К> указывает их основное назначение — котельные стали.