При выполнении ответственных конструкций необходимо установить марку стали или проверить ее, если даже марка известна. Для определения марки стали надо узнать пределы прочности и текучести стали, ее относительное удлинение и сопоставить эти три показателя между собою. Для этого надо провести испытание на разрыв круглых или плоских образцов, вырезаемых из исследуемой стали, будь то сталь марки: 06ХН28МД, 05ХН32Т, 12х18н10т или 38Х2Н2МА.
Испытание образцов производится на разрывных машинах, снабженных автоматическим прибором, дающим диаграмму растяжения образца. Эта диаграмма показывает зависимость между напряжениями и удлинениями образца вдоль его оси. При установлении марки стали необходимо по диаграмме определить:
- предел текучести напряжение, при котором деформация образца начинает увеличиваться без заметного возрастания нагрузки;
- предел прочности при растяжении, определяемый как частное от деления наибольшей нагрузки, предшествовавшей разрушению образца, на его первоначальную площадь поперечного сечения;
- относительное удлинение при разрыве е-отношение (в %) остаточного приращения длины образца при разрыве к исходной расчетной длине.
Приближенно марку стали можно установить более простыми испытаниями:
- по числу твердости: для обычных углеродистых сталей между твердостью и маркой стали имеется определенная зависимость;
- по цвету искры, получающейся при трении образца стали по поверхности быстро вращающегося наждачного круга.
Подавляющая часть стали получается из передельного чугуна с добавкой стального лома (скрапа) в мартеновских печах (до 85% всей стали). Сталь состоит в основном из железа и углерода, но содержание углерода в стали не больше 1,7%. Чем меньше в стали углерода, тем более «мягкой» (т.е. вязкой и пластичной) получается сталь. При термической обработке в стали вместо феррита и перлита получаются иные структуры.
В мартеновских печах, как и в сталеплавильных печах других типов, производится удаление углерода из чугуна; достигается это окислением чугуна кислородом воздуха (продувкой); процесс плавки стали можно регулировать так, чтобы в ней осталось нужное количество углерода.
Кроме мартеновских печей, применяются особые наклоняющиеся грушевидные печи — конверторы; в них процесс плавки очень быстрый, трудно регулируемый; кроме того, в конверторы нельзя добавлять стального лома, как это делают в мартеновские печи. Не всякий чугун можно превратить в сталь в конверторах; эти обстоятельства привели к тому, что конверторная сталь выплавляется в меньшем количестве, чем мартеновская.
Если ускорить остывание расплава, то углерод не успевает распределиться в молекулах железа, так как при медленном остывании и структура кристаллических решеток составляющих металла изменяется. Таким путем можно получить металл иной структуры и иных свойств. Это имеет большое значение при термической (температурной) обработке стали; путем быстрого охлаждения раскаленной стали, а затем незначительного повышения ее температуры можно получить сталь иных свойств, чем те, которые она имела до термической обработки. На этом основана закалка стали, позволяющая придать стали нужные свойства.
