Европейский черный металлопрокат: классификация, сортамент и применение

Черный металл – один из основных материалов, который используется для изготовления европейского металлопроката. Основа стали – комбинация железа и углерода. Регламентируется черный металл стандартом EN 10021.

Особенности:

  • доступность сырья;
  • высокие физико-механические показатели материала;
  • простой способ производства;
  • широкая область распространения.

Свойства черного металл зависят от:

  • химического состава;

  • способа производства;

  • примесей;

  • метода обработки.

Черный металл характеризуется:

  • хорошей вязкостью;

  • прочностью;

  • устойчивостью к нагрузкам;

  • высокой износостойкостью;

  • отсутствием остаточной деформации.

Причем черный сплав – более долговечный материал относительно иных конструкционных сплавов.

Использование черного евро металла сопровождается и рядом недостатков, среди основных: неустойчивость к коррозии, большой вес, сложность монтажа металлопроката из стали.

Физические и механические характеристики евро металла зависят от химического состава черного сплава. Так как химический состав черного металла основан на сочетании углерода и железа, то он одновременно прочный и пластичный, твердый и вязкий. Благодаря такой основе сталь поддается разным видам деформации, в том числе ковке. Количество всех химических элементов черного сплава четко регулируется. Важно, что самого углерода в стали немного, даже в специальных сплавах его коэффициент не превышает 3,4%.

Классификация черных европейских металлов

В зависимости от химического состава стали делятся на:

  • углеродистые – определяющим элементом сплава является углерод;

  • легированные – стали со введенными в состав определенными химическими элементами для придания материалу необходимых качеств.

Виды углеродистых сталей:

  • малоуглеродистые – доля углерода составляет до 0,3%;

  • среднеуглеродистые – в сплаве от 0,3% до 0,7% углерода;

  • высокоуглеродистые – количество углерода в стали превышает 0,7%.

Виды легированных сталей:

  • низколегированные – не более 2,5% примесей;

  • среднелегированные – количество добавок – 2,5–10%;

  • высоколегированные – содержат более 10% легирующих элементов.

В металле также присутствует ряд вредных примесей – сера, кислород, фосфор и другие, которые вытесняются при плавлении или с помощью легирования.

Химические элементы, которые негативно влияют на свойства стали, заменяются хромом (для увеличения жаропрочности сплава), никелем (для повышения устойчивости материала к коррозии и улучшения вязкости), марганцем (для сохранения прочности стали), молибденом (для повышения твердости материала).

Исключительной особенностью европейской стали является возможность изменения ее характеристик с помощью добавления небольшого количества дополнительных элементов. Это позволяет без больших затрат расширять диапазон сталей, наделяя их необходимыми свойствами.

В зависимости от количества примесей стали подразделяются на:

  • обыкновенного качества – содержат не более 0,06% серы и 0,07% фосфора – S235JR / 1.0038, S240GP / 1.0021, S275JR / 1.0044;

  • качественные – доля серы – не более 0,04%, фосфора – 0,035%. Качественные стали обладают лучшими механическими свойствами, по сравнению со сталями обыкновенного качества, но их производство более затратно – P265GH / 1.0425, P235GH / 1.0345, S355J2 / 1.0577;

  • высококачественные – количество серы не превышает 0,025%, а фосфора – 0,025%. Наиболее качественный и дорогой вид стали – S700MC / 1.8974, 16Mo3 / 1.5415.

Химический состав черных сплавов, %

Марка стали C Mn P S N Cr Cu Al V  Ti  Nb  Ni  Mo  Si Fe
S275JR ˂0,21 ˂1,50 ˂0,035 ˂0,035 ˂0,012 –  ˂0,55 –  –  –  – – –  –  Остальное
S235JR ˂0,20
 ˂1,40 ˂0,035 ˂0,035 ˂0,12 –  ˂0,55 – –  –  – –  –  –  Остальное
S240GP ˂0,25 – ˂0,055 ˂0,055 ˂0,011 – – – – – – – – – Остальное
P265GH ˂0,20 0,6–1,4 ˂0,025 ˂0,01 ˂0,012 ˂0,30 ˂0,30 >0,02 ˂0,20 ˂0,03 ˂0,02 ˂0,30 ˂0,08 ˂0,40 Остальное
P235GH  ˂0,16
 0,4–1,2 ˂0,025 ˂0,01 ˂0,012 ˂0,30 ˂0,30
 >0,02 ˂0,02 ˂0,03
 ˂0,02 ˂0,30 ˂0,08 ˂0,35 Остальное
S355J2 ˂0,22 ˂1,60 ˂0,025 ˂0,025 – – ˂0,55 – – – – – – ˂0,55 Остальное
S700MC ˂0,12 ˂2,10 ˂0,025
 ˂0,015 – – – >0,015 ˂0,20 ˂0,22 ˂0,09 – ˂0,50
 ˂0,60 Остальное
16Mo3 0,12–0,22 0,4–0,9 ˂0,025 ˂0,02 – ˂0,30 ˂0,30 ˂0,04
 – – – ˂0,30 0,25–0,35 ˂0,35 Остальное

В зависимости от назначения черные европейские стали бывают:

  • конструкционные – обладают небольшим количеством марганца в составе, за счет чего характеризуются высокой прочностью и плохо поддаются износу. Основное назначение конструкционных сталей – сооружение конструкций и узлов различной сложности;

  • инструментальные – относятся к числу высоколегированных сталей. В основном используются при производстве инструментов (в большей степени, режущих), а также для изготовления измерительных приборов. Для инструментальных сталей характерны хорошие твердость, теплопроводность и износостойкость;

  • специальные – к данному виду сталей относятся сплавы, которые сохраняют свои свойства (в том числе прочность) при высоких температурах и воздействии кислот.

Кроме этого, качество черного металла изменяется в зависимости от способа изготовления металлопродукции. 

При производстве стали используются:

  • кислородно-конвертерный метод – процесс производится в печи, которая продувается воздухом для увеличения скорости отжига;

  • метод прямого производства – используется шахтные печи, продуваемые при температуре 1000˚С соединением угарного газа, аммиака и кислорода;

  • мартеновский метод – плавление происходит в мартеновской печи (благодаря которой данный способ и получил свое название) при 2000˚С с целью удалить лишний углерод и легировать сталь иными элементами;

  • электроплавильный метод – процесс осуществляется в печи закрытого типа с температурой 2200˚С. Используется данный способ для получения стали высокого качества.

Для улучшения свойств стали материал проходит дополнительную обработку, среди наиболее часто используемых способов:

  • термический – комбинация нагрева и охлаждения материала с учетом допустимых температурных режимов;

  • термомеханический – метод обработки, при котором производится штамповка или прокатка стали с последующей закалкой;

  • термохимический – данный способ обработки производится при повышенных температурах в среде с активными химическими компонентами.

Основными виды обработки стали:

  • отжиг – разновидность термической обработки металла, результат которой зависит от температуры нагрева металла, и уровня его охлаждения;

  • закалка – нагрев материала производится вы критических температурах, после металл проходит быстрое охлаждение;

  • отпуск – этап, следующих за закалкой, производится для уменьшения хрупкости металла;

  • нормализация – схожий с отжигом способ обработки металлов, основным отличием которого является охлаждение на воздухе.

Также для улучшения качества европейского металлопроката используется криогенная обработка, которая подразумевает изменение структуры изделий из черного металла при сверхнизких температурах.

В зависимости от назначения черные европейские стали бывают:

  • конструкционные – обладают небольшим количеством марганца в составе. К ним относятся автоматные, подшипниковые, цементируемые и иные сплавы, которые обладают высокой прочностью и плохо поддаются износу. Основное назначение конструкционных сталей – сооружение конструкций и узлов различной сложности;

  • инструментальные – относятся к числу высоколегированных сталей и сплавов с большим содержанием углерода. В основном они используются при производстве инструментов (в большей степени, режущих), а также для изготовления измерительных приборов. Для инструментальных сталей характерны хорошие твердость, теплопроводность и износостойкость;

  • специальные – к данному виду сталей относятся сплавы, которые сохраняют свои свойства (в том числе прочность) при высоких температурах и воздействии кислот.

Из стали производится черный металлопрокат разного типа:

Применение стали черной европейской

Европейский черный металл относится к один из самых доступных материалов с высокими физико-механическими показателями, распространение которых охватывает все производственные сферы.

В числе основных отраслей, где используются черные стали:

  • строительство;

  • машиностроение;

  • нефтехимическое направление;

  • пищевая промышленность;

  • приборостроение;

  • сельское хозяйство;

  • теплоэнергетических комплекс.

Заказать и купить металлопрокат из черного металла Вы можете в компании ЕМК. Мы поставляем качественный металлопрокат от ведущих европейских производителей. Вся продукция сопровождается пакетом сертификатов, подтверждающих соответствие мировым стандартам.