- Общие характеристики стали
- Виды сталей
- О чем говорит маркировка сталей
- Классификация марок сталей
- Как расшифровать маркировку сталей?
- Особенности маркировки сталей
- Конструкционные стали
- Таблица 1: Химический состав и маркировка на торцах металлопроката конструкционных сталей обычного качества
- Легированная сталь
- Таблица 2: Легирующие элементы в составе сплава
- Таблица 3: Марки сталей и химический состав
- Таблица 4: Маркировка сталей из КНР
- Таблица 5: Жаропрочные стали, маркировка и химический состав
- Чугуны со специальными свойствами
- Коррозионностойкие чугуны.
- Международные аналоги коррозионно-стойких и жаропрочных сталей
- Коррозионно-стойкие стали
- Жаропрочные марки стали
- Марки быстрорежущих сталей
- Разновидности сталей и особенности нанесения маркировочных меток
- По химическому составу
- Классификация по назначению
- Классификация по качеству
- Классификация по структуре
- Классификация по способу раскисления
- По способу производства
- Конструкционная сталь
- Базовый сортамент нержавеющих марок стали
- Подшипниковая сталь
- Рессорно-пружинная сталь
- Теплоустойчивая сталь
- Что значит марка стали и как ее определить
- Как расшифровать маркировку
- Определение качества марок сталей
- Основные марки стали для изготовления конструкций
- Расшифровка марок сталей
- Примеры расшифровки некоторых марок сталей
Общие характеристики стали
Металлурги определяют условие существования стали – это наличие в составе механической смеси железа и углерода не более 2,14 % С, Сплавы, имеющие большую концентрацию, называют чугунами.
Из всех металлов наиболее привлекательными свойствами обладает именно сплав железа и углерода. Этот материал используется для изготовления:
- корпусов транспортных средств, трансмиссии и силовых агрегатов;
- металлокаркасов, арматуры и иных систем, обеспечивающих прочность строений;
- инструмента, узлов машин и механизмов.
Универсальность использования стали объясняется широкими возможностями в регулировании свойств. Их можно скорректировать так, чтобы приспособить для создания устройств, выполняющих разные задачи. Даже самое лучшее оружие изготавливается с использованием этого универсального металла.
На сегодняшний день разработаны несколько тысяч вариантов сталей. Но в реальной практике чаще используют около десятка основных типов, остальные созданы для решения специальных задач. Ими пользуются довольно редко.
Виды сталей
Классификация стали производится по следующим критериям: назначение, структурный состав, химический состав, качество и степени раскисления. Требуемое количество углерода задается при плавке. Для получения специальных свойств в состав сырья вводятся необходимые массовые доли различных легирующих элементов. По мере увеличения количества углерода возрастает твердость и прочной, а пластичность убывает. Содержание углеводов свыше 0,3% делает возможным закалку. Это процесс термической обработки, который заключается в нагреве и резком охлаждении в режиме, подходящем для конкретной марки. После закалки твердость и прочной материала увеличиваются.
По сфере применения выделяют конструкционные, инструментальные и специального назначения. Первые используются для изготовления различных деталей, механизмов, конструкций в строительстве и машиностроении. Инструментальные служат для изготовления инструмента и отличаются высокой прочностью. Специального назначения отличаются специфическими отклонениями состава, например, автоматные стали с повышенным содержанием фосфора и серы, предназначенные для неответственных деталей, обрабатываемых на станках автоматах. Во всех других видах примеси фосфора и серы считаются вредными.
По химическому составу материал разделяют на углеродистые и легированные. Вторые бывают низколегированные, легированные и высоколегированные. Легированной называется сталь, в которую помимо обычных примесей добавлены специальные легирующие элементы для улучшения физических, прочностных и технологических свойств материала.
Классификация по качеству. С увеличением содержания фосфора пластичность и ударная вязкость сплава снижается и повышается склонность к хладноломкости. Повышенное количество серы приводит к их красноломкости из-за низкоплавких сульфидных эвтектик, которые возникают по границам зерен. По качеству стали подразделяют на:
- Обыкновенного качества – серы менее 0,06%, фосфора менее 0,07%.
- Качественные – серы менее 0,04 %, фосфора менее 0,035%.
- Высококачественны – серы менее0,025; фосфора менее 0,025%.
- Особо высококачественные – серы менее 0,015%, фосфора менее 0,025%.
Рассмотрим разделение по структурному суставу:
- в отожженном состоянии выделяю доэвтектоидный, заэвтектоидный, ледебуритный (карбидный), ферритный, аустенитный сплавы;
- в нормализованном состоянии – перлитный, мартенситный и аустенитный.
По степени раскисления материал бывает:
- Кипящими – это не окисленный вид с высоким содержанием в ней металлических примесей.
- Полуспокойными – сплав, полученный при неполном раскислении металла по сравнению с кипящим.
- Спокойная – это раскисленый сорт, в котором находится минимальное количество примесей и шлаков.
О чем говорит маркировка сталей
Расшифровать марку стали довольно просто, необходимо только владеть определенными сведениями. Конструкционные стали, обладающие обыкновенным качеством и не содержащие легирующих элементов, маркируют буквосочетанием «Ст». По цифре, идущей после букв в названии марки, можно определить, сколько в таком сплаве углерода (исчисляется в десятых долях процента). За цифрами могут идти буквы «КП»: по ним становится ясно, что данный сплав не до конца прошел процесс раскисления в печи, соответственно, он относится к категории кипящего. Если название марки не содержит таких букв, то сталь соответствует категории спокойной.
Химический состав углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества
Конструкционная нелегированная сталь, относящаяся к категории качественных, имеет в своем обозначении две цифры, по ним определяют среднее содержание в ней углерода (исчисляется в сотых долях процента).
Прежде чем приступить к рассмотрению марок тех сталей, которые включают легирующие добавки, следует разобраться в том, как данные добавки обозначаются. Маркировка легированных сталей может включать такие буквенные обозначения:
Список используемых легирующих добавок
Классификация марок сталей
Сталь – это сплав железа с углеродом, где доля последнего не превышает 2,14 %. Железо обеспечивает твердость металла, однако его чрезмерное содержание приводит к излишней хрупкости сплава.
При выделении марок сталей используют такие характеристики:
- Химический состав.
Это один из основных параметров, используемый при разделении сплавов на классы. По химическому составу стали делятся на марки легированной и углеродистой стали. При этом вторые могут быть малоуглеродистыми (с долей углерода не более 0,25 %), среднеуглеродистыми (0,25–0,6 %), высокоуглеродистыми, где больше 0,6 % углерода.
Добавляя в металл легирующие элементы, маркам стали сообщают определенные свойства. Различные комбинации видов и долей содержания добавок способны положительно отражаться на механических, магнитных, электрических свойствах сплавов, увеличивать их сопротивление ржавчине. Безусловно, изменять качество металлов можно методом термообработки, однако использование добавок наиболее эффективно.
По доле содержания в металле легирующих элементов стали делят на низколегированные (до 2,5 % легирующих элементов), среднелегированные (с содержанием 2,5–10 %), высоколегированные сплавы с долей добавок свыше 10 %.
- Назначение.
По данному признаку стали принято делить на инструментальные, конструкционные и прецизионные, то есть отличающиеся особыми физическими характеристиками. Первые идут на изготовление штамповых, мерительных, режущих инструментов, тогда как вторые используются при производстве продукции для сферы строительства и машиностроения. Последняя разновидность идет на изделия, от которых требуются особые качества, например, имеющие определенные магнитные, прочностные характеристики.
- Химические свойства.Речь идет о разделении сталей на нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные, пр. Марки нержавеющей стали делятся на две разные категории: коррозионностойкие и нержавеющие пищевые.
Как расшифровать маркировку сталей?
Чтобы расшифровка обозначения различных видов сталей не вызывала затруднений, следует хорошо знать, какими они бывают. Отдельные категории сталей имеют особенную маркировку. Их принято обозначать определенными буквами, что позволяет сразу понять и назначение рассматриваемого металла, и его ориентировочный состав. Рассмотрим некоторые из таких марок и разберемся в их обозначении.
Свойства и назначение конструкционных легированных сталей
Конструкционные стали, специально предназначенные для изготовления подшипников, можно узнать по букве «Ш», данная литера ставится в самом начале их маркировки. После нее в названии марки идет буквенное обозначение соответствующих легирующих добавок, а также цифры, по которым узнают количественное содержание этих добавок. Так, в сталях марок ШХ4 и ШХ15, кроме железа с углеродом, содержится хром в количестве 0,4 и 1,5%, соответственно.
Буквой «К», которая стоит после первых цифр в названии марки, сообщающих о количественном содержании углерода, обозначают конструкционные нелегированные стали, используемые для производства сосудов и паровых котлов, работающих под высоким давлением (20К, 22К и др.).
Качественные легированные стали, которые обладают улучшенными литейными свойствами, можно узнать по букве «Л», стоящей в самом конце маркировки (35ХМЛ, 40ХЛ и др.).
Некоторую сложность, если не знать особенностей маркировки, может вызвать расшифровка марок строительной стали. Сплавы данной категории обозначают буквой «С», которую ставят в самом начале. Цифры, следующие за ней, указывают на минимальный предел текучести. В таких марках также используются дополнительные буквенные обозначения:
- литера Т – термоупрочненный прокат;
- буква К – сталь, отличающаяся повышенной коррозионной устойчивостью;
- литера Д – сплав, характеризующийся повышенным содержанием меди (С345Т, С390К и др.).
Нелегированные стали, относящиеся к категории инструментальных, обозначают буквой «У», она проставляется в начале их маркировки. Цифра, идущая за данной буквой, выражает количественное содержание углерода в рассматриваемом сплаве. Стали данной категории могут быть качественными и высококачественными (их можно определить по букве «А», она проставляется в конце названия марки). В их маркировке может содержаться буква «Г», что означает повышенное содержание марганца (У7, У8, У8А, У8ГА и др.).
Инструментальные стали, содержащие легирующие элементы в своем составе, маркируются аналогично с легированными конструкционными (ХВГ, 9ХВГ и др.).
Состав легированных инструментальных сталей (%)
Маркировка тех сталей, которые входят в категорию быстрорежущих, начинается с буквы «Р», за которой идут цифры, указывающие на количественное содержание вольфрама. В остальном марки таких сплавов называются по стандартному принципу: буквы, обозначающие элемент, и, соответственно, цифры, отражающие его количественное содержание. В обозначении таких сталей не указывается хром, так как его стандартное содержание в них составляет около 4%, а также углерод, количество которого пропорционально содержанию ванадия. Если количество ванадия превышает 2,5%, то его буквенное обозначение и количественное содержание проставляют в самом конце маркировки (З9, Р18, Р6М5Ф3 и др.).
Влияние некоторых добавок на свойства стали
По-особому маркируются нелегированные стали, относящиеся к категории электротехнических (их еще часто называют чистым техническим железом). Невысокое электрическое сопротивление таких металлов обеспечивается за счет того, что их состав характеризуется минимальным содержанием углерода – менее 0,04%. В обозначении марок таких сталей нет букв, только цифры: 10880, 20880 и др. Первая цифра указывает на классификацию по типу обработки: горячекатаная или кованная – 1, калиброванная – 2. Вторая цифра связана с категорией коэффициента старения: 0 – ненормируемый, 1 – нормируемый. Третья цифра указывает на группу, к которой данная сталь относится по нормируемой характеристике, принятой за основную. По четвертой и пятой цифрам определяется само значение нормируемой характеристики.
Принципы, по которым осуществляется обозначение стальных сплавов, были разработаны еще в советский период, но и по сей день успешно используются не только в России, но также в странах СНГ. Обладая сведениями о той или иной марке стали, можно не только определять ее химический состав, но и эффективно подбирать металлы с требуемыми характеристиками.
Разбираться в данном вопросе важно как специалистам, разрабатывающим и проектирующим различные конструкции из металла, так и тем, кто часто работает с различными сталями и занимается изготовлением из них деталей разного назначения.
Особенности маркировки сталей
Конструкционные стали
В обычных сталях содержится углерод. Присутствие легирующих элементов не контролируется. На практике чаще всего применяют конструкционные стали обычного качества. Они применяются повсеместно. Их используют для производства металлопроката. Обозначают путем указания приблизительного содержания углерода в составе сплава. Самые распространенные марки показаны в табл. 1.
Таблица 1: Химический состав и маркировка на торцах металлопроката конструкционных сталей обычного качества
Марка стали | Содержание углерода, % | Предельное содержание серы (не более), %. Определяется по результатам анализа | Допустимое содержание фосфора (не более), %. Определяется по результатам анализа | Цветовая маркировка на торце металлопроката |
Ст0 | 0,12±0,07 | 0,070±0,005 | 0,055±0,005 | Белый |
Ст1 | 0,09±0,03 | 0,045±0,005 | 0,055±0,005 | Белый + желтый |
Ст2 | 0,12±0,03 | 0,045±0,005 | 0,055±0,004 | Желтый |
Ст3 | 0,18±0,04 | 0,045±0,004 | 0,055±0,004 | Красный |
Ст4 | 0,22±0,04 | 0,045±0,004 | 0,055±0,004 | Красный + зеленый |
Ст5 | 0,32±0,05 | 0,045±0,004 | 0,055±0,003 | Зеленый |
Ст6 | 0,43±0,06 | 0,045±0,003 | 0,055±0,003 | Синий |
Ст7 | 0,56±0,06 | 0,045±0,003 | 0,055±0,003 | Синий + белый |
Легированная сталь
Легирующие добавки улучшают показатели. Каждому элементу свойственна определенная буква. Она указывает, сколько процентов того или иного вещества имеется в составе сложного сплава (табл. 2).
Таблица 2: Легирующие элементы в составе сплава
№ | Маркировка элементов в сталях | Химическое название | Обозначение химического элемента | № | Маркировка элементов в сталях | Химическое название | Обозначение химического элемента |
1 | Л | Бериллий | Be | 14 | Д | Медь | Сu |
2 | Р | Бор | B | 15 | Гл | Галлий | Ga |
3 | А | Азот | N | 16 | Е | Селен | Se |
4 | Ш | Магний | Mg | 17 | Ц | Цирконий | Zr |
5 | Ю | Алюминий | Al | 18 | Б | Ниобий | Nb |
6 | С | Кремний | Si | 19 | М | Молибден | Mo |
7 | П | Фосфор | P | 20 | Кд | Кадмий | Cd |
8 | Т | Титан | Ti | 21 | В | Вольфрам | W |
9 | Ф | Ванадий | V | 22 | и | Иридий | Ir |
10 | Х | Хром | Cr | 23 | АС | Свинец | Pb |
11 | Г | Марганец | Mn | 24 | Ви | Висмут | Bi |
12 | К | Кобальт | Co | 25 | Ч | Редкоземельные металлы | |
13 | Н | Никель | Ni |
В табл. 3 представлены наиболее распространённые марки сталей.
Таблица 3: Марки сталей и химический состав
Марка | Углерод, C | Марганец, Mn | Кремний, Si, не более | Никель, Ni, не более | Медь,Cu, не более | Хром,Cr | Титан,Ti | Алюминий, Al | Молибден, Mo | Сера, S | Фосфор, P |
Ст1кп(пс) | 0,06…0,12 | 0,25…0,5 | 0,04 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст2кп(пс) | 0,09…0,15 | 0,25…0,5 | 0,05 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст2сп | 0,09…0,15 | 0,25…0,5 | 0,15…0,30 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст3кп(пс) | 0,14…0,22 | 0,3…0,6 | 0,05 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст3сп | 0,14…0,22 | 0,4…0,65 | 0,15…0,3 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст4пс | 0,18…0,27 | 0,4…0,7 | 0,05 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст4сп | 0,18…0,27 | 0,4…0,7 | 0,15…0,3 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст5пс | 0,28…0,37 | 0,5…0,8 | 0,05 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст5сп | 0,28…0,37 | 0,5…0,8 | 0,15…0,3 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст3Гпс | 0,14…0,22 | 0,8…1,1 | 0,05 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст5Гпс | 0,22…0,3 | 0,8…1,2 | 0,05 | <0,3 | <0,3 | <0,3 | 0 | 0 | 0 | <0,05 | <0,04 |
Ст08кп(пс) | 0,05…0,12 | 0,25…0,5 | 0,03 | <0,3 | <0,3 | <0,1 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
Ст08Ю | до 0,07 | 0,2…0,35 | 0,01 | <0,1 | <0,15 | <0,03 | 0 | 0 | 0 | <0,025 | <0,02 |
Ст10кп(пс) | 0,07…0,14 | 0,25…0,5 | 0,07 | <0,3 | <0,3 | <0,15 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
Ст10 | 0,07…0,14 | 0,35…0,65 | 0,17…0,37 | <0,3 | <0,3 | <0,15 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
Ст15пс | 0,12…0,19 | 0,35…0,65 | 0,05 | <0,3 | <0,3 | <0,25 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
Ст15 | 0,12…0,19 | 0,35…0,65 | 0,17…0,37 | <0,3 | <0,3 | <0,25 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
Ст20пс | 0,17…0,24 | 0,35…0,65 | 0,05 | <0,3 | <0,3 | <0,25 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
Ст25пс | 0,22…0,27 | 0,25…0,5 | 0,03 | <0,25 | <0,3 | <0,25 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,04 |
Ст20 | 0,17…0,24 | 0,35…0,65 | 0,17…0,37 | <0,3 | <0,3 | <0,25 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,35 |
Ст25 | 0,22…0,3 | 0,5…0,8 | 0,17…0,37 | <0,3 | <0,3 | <0,25 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
Ст45 | 0,42…0,5 | 0,5…0,8 | 0,17…0,37 | <0,3 | <0,3 | <0,25 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
Ст55 | 0,52…0,6 | 0,5…0,8 | 0,17…0,37 | <0,3 | <0,3 | <0,25 | 0 | 0 | 0 | <0,04 | <0,035 |
08Х18Н10 | до 0,08 | до 2,0 | до 0,8 | 9…11 | 0 | 17…19 | 0 | 0 | 0 | 0,02 | 0,035 |
08Х18Н10Т | до 0,08 | до 2,0 | до 0,8 | 9…11 | 0 | 17…19 | 0,25…0,7 | 0 | 0 | 0,02 | 0,035 |
08Х18Н12Т | до 0,08 | до 2,0 | до 0,8 | 11…13 | 0 | 17…19 | 0,25…0,6 | 0 | 0 | 0,02 | 0,035 |
12Х18Н10Т | до 0,12 | до 2,0 | до 0,8 | 9…11 | 0 | 17…19 | 0,25…0,6 | 0 | 0 | 0,02 | 0,035 |
12Х18Н9 | до 0,12 | до 2,0 | до 0,8 | 8…10 | 0 | 17…19 | 0 | 0 | 0 | 0,02 | 0,035 |
17Х18Н9 | 0,13…0,21 | до 2,0 | до 0,8 | 8…10 | 0 | 17…19 | 0 | 0 | 0 | 0,02 | 0,035 |
12Х21Н5Т | 0,09…0,14 | до 0,8 | до 0,8 | 4,8…5,8 | 0 | 20…22 | 0,25…0,5 | до 0,08 | 0 | 0,025 | 0,035 |
10Х13Г18ДУ | 0,08…0,12 | 17…18,5 | до 0,7 | до 2 | 0,3…0,6 | 12,5…14 | 0 | 0 | 0 | 0,03 | 0,045 |
10Х14АГ15 | до 0,1 | 14,5…16,5 | до 0,8 | 0 | 0 | 13…15 | 0 | 0 | 0 | 0,03 | 0,045 |
10Х17Н13М2Т | до 0,1 | до 2,0 | до 0,8 | 12…14 | 0 | 16…18 | 0,25…0,7 | 0 | 2…3 | 0,02 | 0,035 |
10Х17Н13М3Т | до 0,1 | до 2,0 | до 0,8 | 12…14 | 0 | 16…18 | 0,25…0,7 | 0 | 3…4 | 0,02 | 0,035 |
20Х23Н18 | до 0,2 | до 2,0 | до 1 | 17…20 | 0 | 22…25 | 0 | 0 | 0 | 0,02 | 0,035 |
Маркировка отражает состав и количество имеющихся ингредиентов
В СНГ на рынок довольно много поставляют сталь, произведенную в КНР. Китайские производители пользуются классификацией, принятой в США. Поэтому эта же классификация рекламируется на сайтах, реализующих металл из Китая. Данные показаны в табл. 4.
Таблица 4: Маркировка сталей из КНР
Аустенитные (нержавеющие стали) | |||||||||||
Марка стали | Углерод (С), % | Кремний (Si), % | Марганец (Mn), % | Фосфор (P), % | Сера (S),% | Никель (Ni), % | Хром (Cr), % | Медь (Cu),% | Ниобий (Nb),% | Титан (Ti), % | Азот (N), % |
AISI 304 | не более0,08 | не более 1,00 | не более 2,00 | не более 0,045 | не более 0,030 | 8,00…10,50 | 18,00…20,00 | – | – | – | – |
AISI 321 | не более 0,08 | не более 1,00 | не более 2,00 | не более 0,045 | не более 0,030 | 9,00…12,00 | 17,00…19,00 | – | – | не более 0,7 | – |
AISI 201 | <0,12 | не более 0,75 | 8,50…10,50 | не более 0,060 | не более 0,030 | 1,00…1,50 | 14,00…16,50 | не более 2,00 | – | – | не более 0,020 |
AISI 202 | не более 0,08 | не более 0,75 | 7,00…8,00 | не более 0,060 | не более 0,010 | 4,00…5,00 | 15,00…17,50 | не более 1,50 | – | – | не более 0,010 |
NTKD 11 | не более 0,10 | не более 1,00 | 5,50…7,50 | не более 0,045 | не более 0,015 | 3,50…5,50 | 17,00…18,00 | 1,50…3,50 | – | – | – |
Ферритные (металл для производства изделий методом гибки, профильные трубы и листовой материал) | |||||||||||
AISI 430 | не более 0,12 | не более 0,75 | не более 1,00 | не более 0,040 | не более 0,030 | – | 16,00…18,00 | – | – | – | – |
SUS 430J1L | не более 0,025 | не более 1,00 | не более 1,00 | не более 0,040 | не более 0,030 | – | 16,00…20,00 | 0,30…0,80 | 1,0 | – | не более 0,025 |
JYH21CT (21Cr…Ti) |
не более 0,015 | не более 1,00 | не более 1,00 | не более 0,040 | не более 0,030 | – | 20,00…23,00 | не более 0,43 | – | не более 0,3 | не более 0,015 |
NSSC180 | не более 0,02 | не более 1,00 | не более 1,00 | не более 0,040 | не более 0,006 | не более 0,60 | 19,00…21,00 | 0,30…0,60 | 0,30…0,80 | – | не более 0,025 |
Мартенситные (сталь обыкновенного качества, соответствует конструкционным сталям) | |||||||||||
SUS 420 Л | 0,16…0,25 | не более 1,00 | не более 1,50 | не более 0,040 | не более 0,010 | – | 12,00…14,00 | – | – | – | – |
SUS 420 J2 | 0,36…0,42 | не более 1,00 | не более 1,00 | не более 0,040 | не более 0,010 | – | 12,50…14,50 | – | – | – | – |
Специальное применение определяет ряд сплавов, которые могут работать в особых условиях. Жаропрочные стали представлены в табл. 5.
Таблица 5: Жаропрочные стали, маркировка и химический состав
Сталь (марка) | Химический состав, % | ||||||||||||||
С | S | Р | Рb | Si | Mn | Сr | Ni | Тi | Аl | Nb | Mо | W | Cо | Fе | |
ЭИ698ЭД XH73MБТЮ |
0,03… 0,07 |
не более 0,07 |
не более 0,015 | 0,01 | не более 0,5 |
0,4 | 13,00… 16,00 |
Основа | 2,35… 2,75 |
1,45… 1,80 |
1,90…
2,20 |
2,80…
3,20 |
… | … | не более 2,00 |
ЭП202ВД XH67ВТЮ | не более 0,08 | не более 0,010 | не более 0,015 | … | не более 0,60 | не более 0,50 | 17,00…
20,00 |
Основа | 2,20…
2,80 |
1,00…
1,50 |
… | 4,00…
5,00 |
4,00…
5,00 |
… | не более 4,00 |
ЭП693ВД XH68ВMТЮК |
0,10…
0,04 |
не более 0,015 | не более 0,015 | … | не более 0,50 | не более 0,040 | 17,00…
20,00 |
Основа | 1,10…
1,60 |
1,60…
2,30 |
… | 3,00…
5,00 |
5,00…
7,00 |
5,00…
8,00 |
не более 5,00 |
ЭИ437А XH77ТЮ | 0,06 | не более 0,007 | не более 0,015 | не более 0,001 | не более 0,60 | не более 0,40 | 19,00…
22,00 |
Основа | 2,30…
2,70 |
0,55…
0,95 |
… | … | … | … | не более 1,00 |
ЭИ437Б XH77ТЮР |
0,07 | не более 0,007 | не более 0,015 | не более 0,001 | не более ,60 | не более 0,40 | 19,00…
22,00 |
Основа | 2,40…
2,80 |
0,60…
1,00 |
… | … | … | … | не более 1,00 |
ЭИ703 XH38ВТ | 0,06…
0,12 |
не более 0,020 | не более 0,030 | … | не более 0,88 | не более 0,70 | 20,0…
23,0 |
35,0…
39,0 |
0,70…
1,20 |
0,50 | … | … | 2,8…
3,5 |
… | Основа |
ЭИ415 20X3MФВ |
0,15…
0,20 |
не более 0,025 | не более 0,030 | … | 0,17…
0,37 |
0,25…
0,50 |
2,8…
3,3 |
0,5 | … | … | … | 0,35…
0,55 |
0,30…
0,50 |
0,60…
0,85 |
Основа |
ЭП199ВД XH56ВMТЮ |
0,10 | не более 0,010 | не более 0,012 | … | не более 0,55 | не более 0,50 | 19,00…
21,00 |
Основа | 1,10…
1,60 |
2,10…
2,60 |
… | 4,00…
6,00 |
9,00…
11,00 |
… | 4,00 |
ЭП666ВД XH55MБЮ | 0,60 | не более 0,015 | не более 0,015 | … | не более 0,50 | не более 0,80 | 16,50…
18,50 |
Основа | … | 1,20…
1,80 |
1,50…
2,50 |
8,50…
10,00 |
… | 0,03 | 10,50…
15,00 |
ЭИ435 XH78Т | 0,12 | не более 0,012 | не более 0,015 | … | не более 0,80 | не более 0,70 | 19,00…
22,00 |
Основа | 0,15…
0,35 |
0,15 | … | … | … | … | 1,50…
6,00 |
ЭИ696(А) 10X11H20Т2Р |
0,10 | не более 0,020 | не более 0,020 | … | не более 1,00 | не более 1,00 | 10,00…
12,50 |
18,00…
21,00 |
2,30…
2,80 |
0,40 | … | … | … | … | Основа |
ЭИ787ВД XH35ВТЮ | 0,08 | не более 0,010 | не более 0,020 | … | не более 0,60 | не более 0,60 | 14,00…
16,00 |
33,00…
37,00 |
2,60…
3,20 |
0,80 | … | … | 2,80…
3,50 |
… | Основа |
ЭП33 10X11H23Т3MР |
0,10 | не более 0,010 | не более 0,020 | … | не более 0,60 | не более 0,60 | 10,00…
12,50 |
21,00…
25,00 |
2,60…
3,20 |
0,80 | … | 1,00…
1,60 |
… | … | Основа |
ЭП718ВД XH45MВТЮБРВД |
0,10 | не более 0,010 | не более 0,012 | … | не более 0,30 | не более 0,60 | 14,00…
16,00 |
43,00…
47,00 |
1,90…
2,40 |
0,90…
1,40 |
0,80…
1,50 |
4,0…
5,2 |
2,5…
3,5 |
… | Основа |
ЭП648ВД XH50ВТMЮБВД |
0,10 | не более 0,010 | не более 0,012 | … | не более 0,40 | не более 0,50 | 32,0…
35,0 |
Основа | 0,50…
1,20 |
0,50…
1,10 |
0,50…
1,10 |
2,3…
3,3 |
4,3…
5,3 |
… | не более 4,0 |
У отечественных сталей обычно имеются зарубежные аналоги. Но сплавы из Европу крайне редко попадают на внутренний рынок.
Чугуны со специальными свойствами
В зависимости от назначения различают износостойкие, антифрикционные, жаростойкие и коррозионностойкие чугуны.
Износостойкие (антифрикционные ) чугуны.
Обозначают сочетанием букв АЧС, АЧК, АЧВ. Буквы С, К, В обозначают вид чугуна: серый, ковкий, высокопрочный. Цифра обозначает номер чугуна.
Для легирования антифрикционных чугунов применяют хром, никель, медь, титан.
Жаростойкие и жаропрочные чугуны.
Обозначают набором заглавных букв русского алфавита и следующими за ними букв. Буква «Ч» – чугун. Буква «Ш», стоящая в конце марки означает шаровидную форму графита. Остальные буквы означают легирующие элементы, а числа, следующие за ними, соответствуют их процентному содержанию в чугуне.
Жаростойкие чугуны применяют для изготовления деталей контактных аппаратов химического оборудования, работающих в газовых средах при 0 температуре 900-1100 С.
Коррозионностойкие чугуны.
Коррозионностойкие чугуны, обладают высокой стойкостью в газовой, воздушной и щелочных средах. Их применяют для изготовления деталей узлов трения, работающих при повышенных температурах.
Примеры обозначения и расшифровки:
1. СЧ15 – серый чугун, временное сопротивление при растяжении 150Мпа.
2. КЧ45-7 – ковкий чугун, временное сопротивление при растяжении 450Мпа, относительное удлинение 7%.
3. ВЧ70 – высокопрочный чугун, временное сопротивление при растяжении 700 МПА
4. АЧВ – 2 – антифрикционный высокопрочный чугун, номер 2.
5. ЧН20Д2ХШ – жаропрочный высоколегированный чугун, содержащий никеля 20%, 2% меди, 1% хрома, остальное – железо, углерод, форма графита – шаровидная
6. ЧС17 – коррозионностойкий кремниевый чугун, содержащий 17% кремния, остальное –железо, углерод.
Определение :
Сталь – сплав железа с углеродом, содержащий углерода не более 2,14%, а также ряд других элементов.
Классификация:
Для правильного прочтения марки необходимо учитывать ее место в
классификации стали по химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления.
– По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.
– Стали по назначению делят на конструкционные, инструментальные и стали специального назначения с особыми свойствами.
– Стали по качеству классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.
– Классификация по степени раскисления. Стали по степени раскисления классифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие .
Таблица 1. – Классификация сталей
Стали по химическому составу | |||||
Углеродистые | Легированные | ||||
низкоуглеродистые (до 0,25% С),
среднеуглеродистые (0,25-0,6% С высокоуглеродистые (более 0,6% С) |
низколегированную (с суммарным содержанием легирующих элементов до 2,5%),
среднелегированную (от 2,5до 10%) и высоколегированную (свыше 10%). |
||||
По назначению | |||||
инструментальные | конструкционные | ||||
По качеству (содержанию вредных примесей) | |||||
Обыкновенного качества содержат до 0,06% S и
0,07% Р |
Качественные до 0,035% S и 0,035% Р | Высококачествен-
ные не более 0,025% S и 0,025% Р |
Особо высококачествен-
ные не более 0,015% S и 0,025% Р |
Конструкционные стали – стали, предназначенные для изготовления различных деталей, узлов механизмов и конструкций.
Инструментальные стали – стали, применяемые для обработки материалов резанием или давлением, а также для изготовления измерительного инструмента.
Специальные стали — это высоколегированные (свыше 10%) стали, обладающие особыми свойствами – коррозионной стойкостью, жаро – стойкостью, жаропрочностью, износостойкостью и др
Углеродистые стали
К углеродистым сталям относят стали, не содержащие специально введенные легирующие элементы.
Конструкционные углеродистые стали.
Стали углеродистые обыкновенного качества (сталь с достаточно высоким содержанием вредных примесей S и P) обозначают согласно ГОСТ 380-94.
Эти наиболее широко распространенные стали поставляют в виде проката в нормализованном состоянии и применяют в машиностроении, строительстве и в других отраслях.
Углеродистые стали обыкновенного качества обозначают буквами:
Ст и цифрами от 0 до 6. Цифры — это условный номер марки. Чем больше число, тем больше содержание углерода, выше прочность и ниже пластичность.
Перед символом Ст указывают группу гарантированных свойств: А, Б,В. Если указание о группе отсутствует, значит предполагается группа А.
Например, СТ3; БСт4; ВСт2.
Сталь обыкновенного качества выпускается также с повышенным содержание марганца (0,8-1,1% Mn)/ В этом случае после номера марки добавляется буква Г. Например, БСТ3Гпс.
После номера марки стали указывают степень раскисления: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная сталь.
Например, ВСт3пс.
Таблица 2. – Структура обозначения углеродистых сталей.
Группа
стали |
Обозначение | Номер
стали |
Степень
раскисления |
Категория |
А | Ст | – | 1, 2, 3 | |
1, 2, 3, 4 | кп, пс, сп | |||
5, 6 | пс, сп | |||
Б | БСт | 1, 2, 3, 4 | кп, пс, сп | 1, 2 |
5, 6 | пс, сп | |||
В | ВСт | 1, 2, 3, 4 | кп, пс, сп | 1, 2, 3, 4, 5 |
пс, сп |
Таблица 3. –Значение букв и цифр, употребляющихся при маркировке сталей обыкновенного качества.
Обозначение | Расшифровка обозначения |
А | Группа сталей, поставляемая с гарантированными механическими свойствами. Обычно при обозначении сталей букву А опускают. |
Б | Группа сталей, поставляемая с гарантированным химическим составом. |
В | Группа сталей, поставляемая с гарантированными химическими и механическими свойствами. |
Ст | Сокращенное обозначение термина «сталь» |
0 – 6 | Условные марки стали. |
Г | Наличие буквы Г после номера стали означает повышенное содержание марганца. |
Кп | Сталь «кипящая», раскисленная только ферромарганцем. |
Пс | Сталь «полуспокойная», раскисленная ферромарганцем и алюминием. |
Сп | Сталь «спокойная», то есть полностью раскисленная. |
Примеры обозначения и расшифровки:
- БСТ2кп – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, группы Б, поставляемая с гарантированным химическим составом, номер 2, кипящая.
- СТ5Гпс – сталь конструкционная обыкновенного качества , группы , поставляемая с гарантированными механическими свойствами, номер 5, содержание марганца до 1%, полуспокойная.
- ВСт3сп – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, группы В, поставляемая с гарантированным химическим составом и механическими свойствами, номер 3, спокойная.
Международные аналоги коррозионно-стойких и жаропрочных сталей
Коррозионно-стойкие стали
Европа (EN) | Германия (DIN) | США (AISI) | Япония (JIS) | СНГ (GOST) |
1.4000 | X6Cr13 | 410S | SUS 410 S | 08Х13 |
1.4006 | X12CrN13 | 410 | SUS 410 | 12Х13 |
1.4021 | X20Cr13 | (420) | SUS 420 J1 | 20Х13 |
1.4028 | X30Cr13 | (420) | SUS 420 J2 | 30Х13 |
1.4031 | X39Cr13 | SUS 420 J2 | 40Х13 | |
1.4034 | X46Cr13 | (420) | 40Х13 | |
1.4016 | X6Cr17 | 430 | SUS 430 | 12Х17 |
1.4510 | X3CrTi17 | 439 | SUS 430 LX | 08Х17Т |
1.4301 | X5CrNI18-10 | 304 | SUS 304 | 08Х18Н10 |
1.4303 | X4CrNi18-12 | (305) | SUS 305 | 12Х18Н12 |
1.4306 | X2CrNi19-11 | 304 L | SUS 304 L | 03Х18Н11 |
1.4541 | X6CrNiTi18-10 | 321 | SUS 321 | 08Х18Н10Т |
1.4571 | X6CrNiMoTi17-12-2 | 316 Ti | SUS 316 Ti | 10Х17Н13М2Т |
Жаропрочные марки стали
Европа (EN) | Германия (DIN) | США (AISI) | Япония (JIS) | СНГ (GOST) |
1.4878 | X12CrNiTi18-9 | 321 H | 12Х18Н10Т | |
1.4845 | X12CrNi25-21 | 310 S | 20Х23Н18 |
Марки быстрорежущих сталей
Марка стали | Аналоги в стандартах США | ||
Страны СНГ ГОСТ | Евронормы | ||
Р0 М2 СФ10-МП | — | — | А11 |
Р2 М9-МП | S2-9-2 | 1.3348 | М7 |
Р2 М10 К8-МП | S2-10-1-8 | 1.3247 | М42 |
Р6 М5-МП | S6-5-2 | 1.3343 | М2 |
Р6 М5 К5-МП | S6-5-2-5 | 1.3243 | — |
Р6 М5 Ф3-МП | S6-5-3 | 1.3344 | М3 |
Р6 М5 Ф4-МП | — | — | М4 |
Р6 М5 Ф3 К8-МП | — | — | М36 |
Р10 М4 Ф3 К10-МП | S10-4-3-10 | 1.3207 | — |
Р6 М5 Ф3 К9-МП | — | — | М48 |
Р12 М6 Ф5-МП | — | — | М61 |
Р12 Ф4 К5-МП | S12-1-4-5 | 1.3202 | — |
Р12 Ф5 К5-МП | — | — | Т15 |
Р18-МП | — | — | Т1 |
Разновидности сталей и особенности нанесения маркировочных меток
Сталь — это железо-углеродный сплав, количество которого не превышает 2,14%. Углеродная составляющая необходима для достижения твердости, но крайне важно следить за его концентрацией. Если он превысит показатель в 2,2%, то металл станет очень хрупким, из-за чем с ним будет практически невозможно работать.
При добавлении любых легирующих элементов можно добиться необходимых характеристик. Именно при помощи комбинации вида и объём добавок получаются марки, которые имеют лучшие механические свойства, устойчивость к воздействию коррозии. Безусловно, улучшить показатели качества можно и посредством тепловой обработки, однако использование легирующих добавок значительно ускоряет этот процесс.
Базовыми классификационными признаками являются следующие показатели.
- Химический состав.
- Назначение.
- Качество.
- Структура.
- Степень раскисления.
- Стали по химическому составу подразделяют на углеродистые и легированные. По массовой доле углерода и первая, и вторая группы сталей делят на: низкоуглеродистые (менее 0,3% С), среднеуглеродистые (концентрация С находится в пределах 0,3-07%), высокоуглеродистые – с концентрацией углерода более 0,7%.
Легированными называются стали, содержащие, помимо постоянных примесей, добавки, вводимые для повышения механических свойств этого материала.
В качестве легирующих добавок используют хром, марганец, никель, кремний, молибден, вольфрам, титан, ванадий и многие другие, а также сочетание этих элементов в различных процентных соотношениях. По количеству добавок стали делят на низколегированные (легирующих элементов менее 5%), среднелегированные (5-10%), высоколегированные (содержат более 10% добавок).
- По своему назначению стали бывают конструкционными, инструментальными и материалами специального назначения, обладающими особыми свойствами.
Наиболее обширным классом являются конструкционные стали, которые предназначаются для изготовления строительных конструкций, деталей приборов и машин. В свою очередь, конструкционные стали подразделяют на рессорно-пружинные, улучшаемые, цементуемые и высокопрочные.
Инструментальные стали различают в зависимости от назначения произведенного из них инструмента: мерительного, режущего, штампов горячей и холодной деформации.
Стали специального назначения разделяют на несколько групп: коррозионностойкие (или нержавеющие), жаростойкие, жаропрочные, электротехнические.
- По качеству стали бывают обыкновенного качества, качественными, высококачественными и особо качественными.
Под качеством стали понимают сочетание свойств, обусловленных процессом её изготовления. К таким характеристикам относятся: однородность строения, химического состава, механических свойств, технологичность. Качество стали зависит от содержания в материале газов – кислорода, азота, водорода, а также вредных примесей – фосфора и серы.
- По степени раскисления и характеру процесса затвердевания стали бывают спокойными, полуспокойными и кипящими.
Раскислением называют операцию удаления из жидкой стали кислорода, который провоцирует хрупкое разрушение материала при горячих деформациях. Спокойные стали раскисляют с помощью кремния, марганца и алюминия.
- По структуре разделяют стали в отожженном (равновесном) состоянии и нормализованном. Структурные формы сталей – феррит, перлит, цементит, аустенит, мартенсит, ледебурит и другие.
По химическому составу
По химсоставу стали разделяют на углеродистые, применяемые в стандартных эксплуатационных условиях, и легированные, используемые при высоких температурах и/или в агрессивных средах. Углеродистые и легированныестали классифицируют по содержанию углерода на следующие типы:
- низкоуглеродистые – содержат менее 0,3%C;
- среднеуглеродистые – содержание C в интервале 0,3-0,7%;
- высокоуглеродистые – доля углерода превышает 0,7%.
Процентное содержание существенно влияет на технические характеристики как легированных, так и нелегированных стальных сплавов. Чем оно больше, тем выше твердость и хрупкость материала, тем хуже обрабатываемость резанием, свариваемость, способность к деформированию. Для холодной штамповки изделий сложной формы выбирают сплавы, в которых содержание Cне превышает 1%. Низкоуглеродистые стали свариваются без ограничений, то есть не требуют предварительного подогрева и особых условий охлаждения. При сварке средне- и высокоуглеродистых сплавов во избежание трещинообразования применяют дополнительные технологические операции.
Углеродистые стали содержат железо, углерод, постоянные и случайные примеси; легированные, помимо этих компонентов, – добавки, обеспечивающие требуемые технические характеристики. Распространенные легирующие элементы и их действие:
- Хром (Cr). Дешевый и распространенный элемент, введение которого в состав стальных сплавов повышает их прочность, твердость и прокаливаемость. При содержании в количестве 13% и более повышают коррозионную стойкость материала.
- Никель (Ni). Дефицитнаядобавка, вводимая обычно в количестве не более 5%. Часто используется в коррозионностойких сталях совместно с хромом. Служит для снижения порога хладноломкости, обеспечения прочности и ударной вязкости. Обеспечивает малый линейный и объемный коэффициент термического расширения. В настоящее время уделяется внимание разработке безникелевых коррозионностойких марок.
- Молибден (Mo) и вольфрам (W). Дорогостоящие лигатуры, применяемые при производстве быстрорежущих сталей для повышения их теплостойкости. Эти элементы увеличивают красностойкость, износостойкость, ударную вязкость.
- Марганец (Mn). В количестве до 0,6% является постоянной примесью. При искусственном повышении процентного содержания марганец выполняет функции более дешевой альтернативы никеля. Он повышает ударную вязкость, износостойкость и твердость при сохранении хорошей пластичности. Mn связывает серу и, тем самым, нейтрализует ее негативное воздействие на качество материала. Минус марганца – повышение чувствительности сплава к перегреву.
- Кремний (Si). Как и марганец, является постоянной примесьюв количестве до 0,4 %. Искусственное повышение его содержания позволяет повысить упругость и прочность материала. Высокий процент Si сообщает сплаву особые свойства, необходимые в электротехнической индустрии, при производстве рессорно-пружинных, кислото- и окалиностойких марок.
- Титан (Ti). Обеспечивает комплекс ценных эксплуатационных характеристик – прочности, твердости и пластичности, повышает теплостойкость материала.
Классификация легированных марок стали по количеству легирующих добавок:
- низколегированные – до 5%;
- легированные – 5-10%;
- высоколегированные – выше 10%.
Классификация по назначению
Выше уже были приведена классификация видов сталей по назначению. Маркировка конструкционных сталей включает в себя такие обозначения:
- Строительная – обозначается буквой С и цифрами, характеризующими предел текучести.
- Подшипниковая – обозначается буквой Ш. Далее идет обозначение и содержание легирующих добавок, в основном, хрома.
- Инструментальная нелегированная – обозначается буквой У и содержанием углерода в десятых долях процента.
- Быстрорежущая – обозначается буквой Р и символами легирующих компонентов.
- Нелегированная конструкционная сталь имеет в обозначении символы Сп и число, показывающее содержание углерода в десятых или сотых долях процента.
Классификация стали по назначению
Остальные разновидности, в том числе и инструментальные марки из легированных сталей, не имеют специальных обозначений, кроме химического состава, поэтому расшифровку и назначение отдельных видов можно определить только по справочной литературе.
Классификация по качеству
В составе различных марок сплавов присутствуют посторонние примеси. Это преимущественно такие вещества, как фосфор, сера, кислород в несвязанном виде, азот. Все они негативно отражаются на эксплуатационных характеристиках металла.
Как именно такие примеси сказываются на качестве сплава?
- Фосфор придает металлу хладноломкость, снижает его пластичность.
- Сера является причиной трещиноватости при высоких температурах нагрева.
В зависимости от содержания примесей устанавливается показатель качества металла:
- обыкновенная сталь отличается существенным количеством примесей 0,06–0,07 % серы и фосфора;
- качественный сплав имеет долю примесей не более 0,035 %;
- высококачественная сталь большой степени очистки от нежелательных включений – 0,025 %;
- особо высококачественная сталь содержит серы до 0,015 %, фосфора – 0,02 %.
Для марки стали обыкновенного качества существует несколько маркировок:
- А – металл с самой высокой долей примесей;
- Б – сбалансированный по содержанию;
- В – с гарантированным составом.
В каждой группе может быть выделено еще три подгруппы в зависимости от различных физических параметров.
Избавиться от кислорода, содержащегося в металле, позволяет раскисление, то есть операция, осуществляемая в плавильной печи. Исходя из уровня извлечения кислорода из сталей, марке присваивают тип и указатель:
- спокойные – «СП»;
- полуспокойные – «ПС»;
- кипящие марки – «КП».
Классификация по структуре
Под структурой стали подразумевается внутреннее строение металла, которое может существенно меняться в зависимости от условий термообработки, механических воздействий. Форма и размер зерен зависят от состава и соотношения легирующих добавок, технологии производства.
Основу зерен стали составляет кристаллическая решетка железа, в которую включены атомы примесей – углерода, металлов. Углерод может образовывать твердые растворы в кристаллической решетке, а может создавать с железом химические соединения, карбиды.
Добавки металлов существуют в виде растворов, и многие из них влияют на состояние раствора углерода.
Структура стали меняется при изменениях температуры. Эти изменения называются фазами. Каждая фаза существует в определенном температурном диапазоне, но легирующие добавки могут существенно смещать границы перехода одной фазы в другую.
Насчитывают такие основные фазы состояния металла:
- Аустенит. Атомы углерода находятся внутри кристаллической решетки железа. Данная фаза существует в диапазоне 1400-700 °С. При наличии в составе от 8 до 10% никеля, аустенитная фаза может сохраняться и при комнатной температуре.
- Феррит. Твердый раствор углерода в железе.
- Мартенсит. Пересыщенный раствор углерода. Данная фаза свойственна закаленной стали.
- Бейнит. Фаза образуется при быстром охлаждении аустенита до температуры 200-500 °С. Характеризуется смесью феррита и карбида железа.
- Перлит. Равновесная смесь феррита и карбида. Образуется при медленном охлаждении аустенита до температуры 727 °С.
Структура стали
Фазы строения металла характеризуют его физические свойства, в зависимости от которых определяется класс стали – конструкционная, литейная и так далее.
Классификация по способу раскисления
При выплавке стали в ней остается некоторое количество кислорода в составе окислов железа. Для снижения количества кислорода и восстановления железа из окислов применяется реакция раскисления, при которой в расплавленный металл добавляют соединения, более активные по взаимодействию с кислородом, чем железо. Во время реакции высвободившийся кислород также реагирует с углеродом, в результате чего образуется углекислый газ, который выделяется в виде пузырьков.
В зависимости от количества раскислителей и продолжительности процесса можно выделить три вида итогового сплава:
- Кипящие. По мере твердения выделяются газы, создающие имитацию кипения состава. Для раскисления в этом случае используется марганец. Обычно к этой категории относятся малоуглеродистые марки. Их выгружают из печи практически сразу после внесения раскислителей. В отдельных случаях расплав раскисляют в ковше. Из кипящих сплавов производят прокат крупного сечения, который затем переплавляют на материал более высокого качества или подвергают горячей деформации для получения проката меньших размеров сечения.
- Полуспокойные. Бывают только углеродистыми. Отличаются хорошей ковкостью. Для раскисления используются марганец и алюминий.
- Спокойные. Качественные легированные марки производят только спокойными. Для раскисления применяют марганец, кремний, алюминий. Кислород в этих сплавах практически весь связывается раскислителями, образовавшимися в результате окислительных реакций,поднимается наверх и удаляется вместе со шлаком. Расплав охлаждается и не сопровождается выделением газов.
При изготовлении ассортимента марок стали из металла разной степени раскисления применяется специальная маркировка материалов, соответственно символами «сп», «кп» и «пс».
По способу производства
Свойства стального сплава во многом зависят от технологии изготовления. Традиционный способ переплавки передельного чугуна и лома – ведение процесса в мартеновских печах, основными недостатками которых были длительность плавки и значительные выбросы в атмосферу вредных веществ. Постепенно мартены заменялись кислородными конвертерами и электропечами. Высококачественные легированные стальные сплавы получают только по технологии электрошлаковой переплавки.
Конструкционная сталь
Марка стали | Аналоги в стандартах США | ||
Страны СНГ ГОСТ | Евронормы | ||
C10E | 1.1121 | 1010 | |
10XГН1 | 10 ХГН1 | 1.5805 | — |
14 ХН3 М | 14 NiCrMo1-3-4 | 1.6657 | 9310 |
C15 Е | 1.1141 | 1015 | |
15 Г | С16 Е | 1.1148 | 1016 |
16 ХГ | 16 МnCr5 | 1.7131 | 5115 |
16XГР | 16Mn CrB5 | 1.7160 | — |
16 ХГН | 16NiCr4 | 1.5714 | — |
17 Г1 С | S235J2G4 | 1.0117 | — |
17 ХН3 | 15NiCr13 | 1.5752 | Е3310 |
18 ХГМ | 18CrMo4 | 1.7243 | 4120 |
18 Х2 Н2 М | 18CrNiMo7-6 | 1.6587 | — |
C22E | 1.1151 | 1020 | |
20 ХМ | 20MoCr3 | 1.7320 | 4118 |
20 ХГНМ | 20MoCr2-2 | 1.6523 | 8617 |
C25E | 1.1158 | 1025 | |
25 ХМ | 25CrMo4 | 1.7218 | 4130 |
28 Г | 28Mn6 | 1.1170 | 1330 |
C30E | 1.1178 | 1030 | |
34 Х | 34Cr4 | 1.7033 | 5130 |
34 Х2 Н2 М | 34CrNiMo6 | 1.6582 | 4340 |
C35E | 1.1181 | 1035 | |
36 ХНМ | 36CrNiMo4 | 1.6511 | 9840 |
36 Х2 Н4 МА | 36NiCrMo16 | 1.6773 | — |
C40E | 1.1186 | 1040 | |
42 ХМ | 42CrMo4 | 1.7225 | 4140 |
C45E | 1.1191 | 1045 | |
46 Х | 46Cr2 | 1.7006 | 5045 |
C50E | 1.1206 | 1050 | |
50 ХГФ | 50CrV4 | 1.8159 | 6150 |
Базовый сортамент нержавеющих марок стали
СНГ (ГОСТ) | Евронормы (EN) | Германия ( DIN) | США (AISI) |
03 Х17 Н13 М2 | 1.4404 | X2 CrNiMo 17-12-2 | 316 L |
03 Х17 Н14 М3 | 1.4435 | X2 CrNiMo 18-4-3 | — |
03 Х18 Н11 | 1.4306 | X2 CrNi 19-11 | 304 L |
03 Х18 Н10 Т-У | 1.4541-MOD | — | — |
06 ХН28 МДТ | 1.4503 | X3 NiCrCuMoTi 27-23 | — |
06 Х18 Н11 | 1.4303 | X4 CrNi 18-11 | 305 L |
08 Х12 Т1 | 1.4512 | X6 CrTi 12 | 409 |
08 Х13 | 1.4000 | Х6 Cr 13 | 410S |
08 Х17 Н13 М2 | 1.4436 | X5CrNiMo 17-13-3 | 316 |
08 Х17 Н13 М2 Т | 1.4571 | Х6 CrNiMoTi 17-12-2 | 316Ti |
08 Х17 Т | 1.4510 | Х6 СrTi 17 | 430Ti |
08 Х18 Н10 | 1.4301 | X5 CrNi 18-10 | 304 |
08 Х18 Н12 Т | 1.4541 | Х6 CrNiTi 18-10 | 321 |
10 Х23 Н18 | 1.4842 | X12 CrNi 25-20 | 310S |
10X13 | 1.4006 | X10 Cr13 | 410 |
12 Х18 Н10 Т | 1.4878 | X12 CrNiTi 18-9 | — |
12 Х18 Н9 | — | — | 302 |
15 Х5 М | 1.7362 | Х12 СrMo 5 | 501 |
15 Х25 Т | 1.4746 | Х8 CrTi 25 | — |
20X13 | 1.4021 | Х20 Cr 13 | 420 |
20 Х17 Н2 | 1.4057 | X20 CrNi 17-2 | 431 |
20 Х23 Н13 | 1.4833 | X7 CrNi 23-14 | 309 |
20 Х23 Н18 | 1.4843 | X16 CrNi 25-20 | 310 |
20 Х25 Н20 С2 | 1.4841 | X56 CrNiSi 25-20 | 314 |
03 Х18 АН11 | 1.4311 | X2 CrNiN 18-10 | 304LN |
03 Х19 Н13 М3 | 1.4438 | X2 18-5-4 | 317L |
03 Х23 Н6 | 1.4362 | X2 CrNiN 23-4 | — |
02 Х18 М2 БТ | 1.4521 | X2 CrMoTi 18-2 | 444 |
02 Х28 Н30 МДБ | 1.4563 | X1 NiCrMoCu 31-27-4 | — |
03 Х17 Н13 АМ3 | 1.4429 | X2 CrNiMoN 17-13-3 | 316LN |
03 Х22 Н5 АМ2 | 1.4462 | X2 CrNiMoN 22-5-3 | — |
03 Х24 Н13 Г2 С | 1.4332 | Х2 CrNi 24-12 | 309L |
08 Х16 Н13 М2 Б | 1.4580 | X1 CrNiMoNb 17-12-2 | 316 Сd |
08 Х18 Н12 Б | 1.4550 | X6 CrNiNb 18-10 | 347 |
08 Х18 Н14 М2 Б | 1.4583 Х10 CrNiMoNb | Х10 CrNiMoNb 18-12 | 318 |
08X19AH9 | — | — | 304N |
08X19H13M3 | 1.4449 | X5 CrNiMo 17-13 | 317 |
08X20H11 | 1.4331 | X2 CrNi 21-10 | 308 |
08X20H20TЮ | 1.4847 | X8 СrNiAlTi 20-20 | 334 |
08X25H4M2 | 1.4460 | X3 CrnImOn 27-5-2 | 329 |
08X23H13 | — | — | 309S |
09X17H7 Ю | 1.4568 | X7 CrNiAl 17-7 | 631 |
1X16H13M2 Б | 1.4580 | Х6 CrNiMoNb 17-12-2 | 316Cd |
10X13 СЮ | 1.4724 | Х10 CrAlSi 13 | 405 |
12X15 | 1.4001 | X7 Cr 14 | 429 |
12X17 | 1.4016 | X6 Cr17 | 430 |
12X17M | 1.4113 | X6 CrMo 17-1 | 434 |
12X17MБ | 1.4522 | Х2 СrMoNb | 436 |
12X18H12 | 1.3955 | GX12 CrNi 18-11 | 305 |
12X17 Г9 АН4 | 1.4373 | Х12 CrMnNiN 18-9-5 | 202 |
15X9M | 1.7386 | X12 CrMo 9-1 | 504 |
15X12 | — | — | 403 |
15X13H2 | — | — | 414 |
15X17H7 | 1.4310 | X12 CrNi 17-7 | 301 |
Подшипниковая сталь
Марка стали | Аналоги в стандартах США | ||
Страны СНГ ГОСТ | Евронормы | ||
ШХ4 | 100Cr2 | 1.3501 | 50100 |
ШХ15 | 100Cr6 | 1.3505 | 52100 |
ШХ15 СГ | 100CrMn6 | 1.3520 | A 485 (2) |
ШХ20 М | 100CrMo7 | 1.3537 | A 485 (3) |
Рессорно-пружинная сталь
Марка стали | Аналоги в стандартах США | ||
Страны СНГ ГОСТ | Евронормы | ||
38 С2 А | 38Si7 | 1.5023 | — |
50 ХГФА | 50CrV4 | 1.8159 | 6150 |
52 ХГМФА | 51CrMoV4 | 1.7701 | — |
55 ХС2 А | 54SICr6 | 1.7102 | — |
55 ХГА | 55Cr3 | 1.7176 | 5147 |
60 С2 ХГА | 60SiCR7 | 1.7108 | 9262 |
Теплоустойчивая сталь
Марка стали | Аналоги в стандартах США | ||
Страны СНГ ГОСТ | Евронормы | ||
10 Х2 М | 10CrMo9-10 | 1.7380 | F22 |
13 ХМ | 13CrMo4-4 | 1.7335 | F12 |
14 ХМФ | 14MoV6-3 | 1.7715 | — |
15 М | 15Mo3 | 1.5415 | F1 |
17 Г | 17Mn4 | 1.0481 | — |
C22.8 | 1.0460 | — | |
20 Г | 20Mn5 | 1.1133 | — |
20 Х11 МНФ | X20CrMoV12-1 | 1.4922 | — |
Что значит марка стали и как ее определить
В мировой практике встречается различные системы маркировки сталей. Единых стандартов для продукции нет из-за большого количества организаций, осуществляющих контроль и маркировку металлопродукции. В Европе действует документ EN10027, имеющий схожий с российским подход к наименованию сталей.
По действующему российскому стандарту легирующие элементы обозначаются буквами кириллицы, а число указывает на количество элемента в процентах. Отсутствие цифрового значения за буквой означает, что содержание легирующей добавки от 0,8 % до 1,5%, за исключением молибдена и ванадия массовой доли которых меньше. Отсутствие числа впереди марки легированной стали означает, что углерода в ней от 1% и более. Обозначение и расшифровка легирующих элементов сталей приведена в таблице
Название элемента | Химический символ | Обозначение в марке | Примеры |
Углерод | C | не указывается | |
Хром | Cr | Х | 40Х; 40Х13 |
Кремний | Si | С | 65СГ; 30ХГСА |
Никель | Ni | Н | 45ХН; 12Х18Н10Т-Ш |
Марганец | Mn | Г | 65СГ; 30ХГС |
Вольфрам | W | В | ХВГ; Х6ВФ |
Молибден | Mo | М | 12ХМ; 15Н2М |
Кобальт | Co | К | Р10Ф5К5; Р6М5К5 |
Титан | Ti | Т | 15ХГН2Т; 5ХНТ |
Ванадий | V | Ф | 12ХМФ; 12Х8ВФ |
Алюминий | Al | Ю | 38ХМНЮА; 36НХТЮА |
Хром в количестве от 1% до 4% улучшает прокаливаемость сплава, повышает его прочность и жаростойкость. Из хромистых изготавливаются различные детали механизмов работающих в условиях высоких нагрузок. В больших массовых долях хром находятся в нержавеющих и жаростойких образцах.
Кремний в количестве от 1% до 1,5% повышает упругие свойства материала и используется для изготовления пружин и рессор. Кремний часто входит в состав инструментальной группы.
Никель в малых соотношениях благотворно влияет на ударную вязкость и прочность, а в больших количествах, как правило в сочетании с хромом, придает жаропрочные свойства и высокую коррозионную стойкость.
Содержание марганца от 1% до 1,5% увеличивает ударную вязкость, то есть ее способность противостоять ударным нагрузкам при низких температурах, когда материал становятся хрупкими.
Вольфрам резко повышает красностойкость и износостойкость, что является необходимым свойством режущих материалов, в которых он и находит наибольшее применение. Молибден, как и вольфрам увеличивает износостойкость и красностойкость, повышая сопротивление к окислению при высоких температурах.
Кобальт, находясь в составе стали и неметаллических режущих материалов, придает им сопротивляемость ударным нагрузкам при повышенных температурах. Наличие титана способствует мелкой зернистости в незакаленном состоянии, а также улучшает сопротивление окислению.
Ванадий, обычно в сочетании с хромом, повышает прочностные характеристики и увеличивает стойкость к окислению при высоких температурах. Алюминий повышает жаростойкость и окалиностойкость, кроме этого, как и титан, воздействуя на извлечение зернистости.
Как расшифровать маркировку
В зависимости от суммарного количества нежелательных примесей стали подразделяются по качеству на обычные, качественные, высококачественные и особо высококачественные. В их марке доля углерода указывается одной цифрой (ст.2, ст.3, ст.4) в десятых долях процента. Из вредных примесей 0,07 % приходится на фосфор и 0,06% на серу. Марки качественных конструкционных и инструментальных подгрупп отличаются тем, что в них количество углерода указывается двумя цифрами (ст.20, ст.40, ст. 45) и уже в сотых долях процента. В таких сплавах по 0,035% нежелательных компонентов. На высокое качество указывает буква «А» в конце маркировки, например ст.45А У8А. Содержание серы и фосфора в них по 0,025%. У особовысококачественной стали в конце названия через тире указывается буква «Ш». По назначению они могут быть конструкционными и инструментальными. Доля вредных примесей в них минимальная, порядка 0,015%. В нижеследующей таблице приведена маркировка обычной стали с расшифровкой состава.
Марка | Углерод, % | Сера ≤ | Фосфор ≤ |
Ст0 | ≤0,23 | 0,07 | 0,055 |
Ст1 | 0,06-0,12 | 0,045 | –//– |
Ст2 | 0,09-0,15 | –//– | –//– |
Ст3 | 0,14-0,22 | –//– | –//– |
Ст4 | 0,18-0,27 | –//– | –//– |
Ст5 | 0,28-0,37 | –//– | –//– |
Ст6 | 0,38-0,49 | –//– | –//– |
Ст7 | 0,50-0,62 | –//– | –//– |
Местонахождение буквы «А» в обозначение металлов имеет свое значение. Стоящая вначале она обозначает автоматные стали, с повышенным содержанием фосфора и серы. В середине – указывает на повышенное значение легирующего азота. Буквы «ШХ» указывают на принадлежность данной марки к подшипниковым, а рядом стоящее число означает количество хрома в десятых долях процента.
Спокойные стали маркируются без индекса, полуспокойные и кипящие – с индексом «пс» и «кп» соответственно. Кипящие виды производят марок 05кп, 08кп, 15кп, 20кп, полуспокойные – 08пс, 10пс, 15пс, 20пс.
Буква «Г» указывает на повышенное содержание марганца, например, 14Г, 18Г и т.д. Качественные сплавы с повышенными свойствами, используемые для производства котлов и сосудов высокого давления, обозначают по ГОСТ 5520-79 добавлением буквы «К» в конце наименования: 15К, 18К, 22К.
Для конструкционных марок первые две цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента. Если легирующего элемента около 1%, то после буквы указывается его среднее значение в целых процентах. Если меньше 1 %, то цифра после буквы не ставится. «А» в конце марки означает, что сталь высококачественная. Для примера расшифруем следующую марку: 40ХН2МА – это конструкционная легированная высококачественная сталь, в сплаве которой содержится 0,4% углерода, 1% хрома, 2% никеля и 1% молибдена.
В инструментальных видах в начале обозначения указывается цифра, показывающая количество углерода в десятых долях процента. Ее опускают если углерода менее 1%. Например, марка 3Х2В8Ф состоит из 0,3% углерода, 2% хрома, 8% вольфрама, 1 % ванадия.
Иногда в обозначении марок в начале ставятся буквы, указывающие на область применения. Например, А11, А30, А40Е – автоматные стали, содержащие соответственно 0,11%, 0,3% и 0,4% углерода. АС38ХГМ – автоматная свинцесодержащая сталь с 0,38% углерода и около 1% хрома, марганца, молибдена.
Быстрорежущие инструментальные образцы обозначаются буквой «Р», которая ставится в начале марки. Далее указывается процентное значение легирующего компонента. Например, Р9, Р18, Р6М5К5 и т.д.
Марка популярных видов стали с разъяснениями состава приведена в нижеследующей таблице.
Марка | С | Cr | Cu | Mn | Mo | Ni | P | Si | S | W | V | Ti |
100Х13М | 0,9-1,05 | 12,5-14,5 | — | <0,6 | 1,4-1,8 | — | <0,03 | <0,6 | <0,03 | — | — | <0,5 |
100Х5МФ | 0,96-1,05 | 4,5-5,5 | — | 0,2-0,5 | 1,2-1,5 | — | — | 0,17-0,37 | — | — | 0,3-0,5 | — |
110Х18 | 1,1 | 17-19 | 0,3 | 0,8 | — | 0,6 | 0,03 | 0,8 | 0,025 | — | — | 0,2 |
140Х18 | 1,45-1,65 | 17,5-19 | — | 0,15-0,35 | — | — | — | 0,15-0,4 | — | — | — | — |
40Х10С2 | 0,45 | 10 | 0,3 | 0,5-0,7 | 0,7-0,9 | 0,5 | 0,03 | 1,9-2,6 | 0,25 | — | — | 0,2 |
40Х13 | 0,36-0,45 | 12-14 | — | 0,8 | — | — | — | — | — | — | — | — |
50Х14МФ | 0,5 | 14 | — | — | 1,0 | — | — | — | — | — | 1,0 | — |
50ХГА | 0,47-0,52 | 0,95-1,2 | <0,2 | 0,8-1 | — | <0,25 | <0,025 | 0,17-0,37 | <0,025 | — | — | — |
65Г | — | 0,25 | 0,2 | 0,90-1,20 | — | 0,25 | 0,035 | 0,17-0,37 | 0,035 | — | — | — |
65ГА | 0,65-0,7 | <0,15 | <0,2 | 0,7-1 | — | <0,25 | <0,025 | 0,15-0,3 | <0,025 | — | — | — |
65Х13 | 0,60-0,70 | 12-14 | — | 0,25-0,8 | — | — | — | — | — | — | — | — |
7ХНМ | 0,65-0,73 | 1,3-1,7 | 0,2 | 0,5-0,8 | — | 1,2-1,6 | 0,025 | 0,17-0,37 | 0,025 | — | — | — |
95Х18 | 0,9-1,1 | 17-19 | 0,3 | 0,8 | — | 0,6 | 0,03 | 0,8 | 0,025 | — | — | 0,2 |
Р9 | 0,85-0,95 | 3,8-4,4 | 0,3 | 0,5 | 1 | 0,4 | 0,03 | 0,5 | 0,03 | 8,5-9,5 | 2,3-2,7 | — |
У10А | 0,96-1,03 | <0,2 | 0,2 | 0,17-0,28 | — | 0,2 | 0,025 | 0,17-0,33 | 0,018 | — | — | — |
У7А | 0,66-0,73 | <0,2 | — | 0,17-0,33 | — | — | — | 0,17-0,33 | — | — | — | — |
У8Г | 0,81-0,89 | <0,2 | <0,25 | 0,33-0,58 | — | <0,25 | <0,03 | 0,17-0,33 | <0,028 | — | — | — |
Х12МФ | 1,45-1,65 | 11-12,5 | — | 0,15-0,45 | 0,40-0,60 | — | — | — | — | — | 0,15-0,3 | — |
ХВ5 | 1,3-1,5 | 0,5-0,7 | 0,03 | 0,1-0,3 | — | — | — | 0,1-0,3 | — | 4-5 | 1-3 | — |
ХВ5Ф2 | 1,3 | 0,4-0,7 | — | 0,1-0,3 | — | — | — | 0,1-0,3 | — | 5 | 0,2 | — |
ШХ15 | 0,95-1,05 | 1,3-1,65 | <0,25 | 0,2-0,4 | — | <0,3 | <0,027 | 0,17-0,37 | <0,02 | — | — | — |
ШХ4 | 0,95-1,05 | 0,35-0,5 | <0,25 | 0,15-0,3 | — | <0,3 | <0,027 | 0,15-0,3 | <0,02 | — | — | — |
40Х10С2М | 0,35-0,45 | 9,0-10,5 | 0,3 | 0,7 | 0,7-0,9 | 0,6 | 0,03 | 1,9-2,6 | 0,025 | — | — | 0,2 |
0170-6С | 1,0-1,1 | 0,45 | — | 1,0 | 0,75 | — | — | 1,0 | — | — | — | — |
1.4116 | 0,45-0,50 | 14,50-14,80 | — | 0,40 | 0,60 | — | 0,02 | 0,40-0,60 | — | — | 0,10 | — |
1050 | 0,48-0,55 | — | — | 0,60-0,90 | — | — | — | — | — | — | — | — |
1095 | 0,90-1,03 | — | — | 0,30-0,50 | — | — | 0,04 | — | 0,05 | — | — | — |
12С27 | 0,6 | 13,5 | — | 0,4 | — | — | 0,03 | 0,40 | 0,01 | — | — | — |
12С27М | 0,53 | 14,5 | — | 0,6 | — | — | 0,025 | 0,40 | 0,01 | — | — | — |
13С26 | 0,68 | 13 | — | 0,65 | — | — | — | 0,40 | — | — | — | — |
154СМ | 1,05 | 14 | — | 0,50 | 1,00 | — | — | 0,30 | — | — | — | — |
19С27 | 0,95 | 13,5 | — | 0,65 | — | — | — | 0,40 | — | — | — | — |
20СV | 1,90 | 20 | — | 0,30 | 1,00 | — | — | 0,75 | 0,003 | — | 0,30 | — |
Данная система маркировки была принята еще во времена советского союза, однако, благодаря удобству, успешно используется до сегодняшнего дня, причем не только в России, ни и некоторых странах СНГ. Умение читать обозначение металлов пригодится проектировщикам и специалистам, работающим с металлоконструкциями различного назначения. Понимание химического состава материала позволяет эффективно подбирать сплавы с требуемыми эксплуатационными характеристиками.
Определение качества марок сталей
В составе различных марок сплавов присутствуют посторонние примеси. Это преимущественно такие вещества, как фосфор, сера, кислород в несвязанном виде, азот. Все они негативно отражаются на эксплуатационных характеристиках металла.
Как именно такие примеси сказываются на качестве сплава?
- Фосфор придает металлу хладноломкость, снижает его пластичность.
- Сера является причиной трещиноватости при высоких температурах нагрева.
В зависимости от содержания примесей устанавливается показатель качества металла:
- обыкновенная сталь отличается существенным количеством примесей 0,06–0,07 % серы и фосфора;
- качественный сплав имеет долю примесей не более 0,035 %;
- высококачественная сталь большой степени очистки от нежелательных включений – 0,025 %;
- особо высококачественная сталь содержит серы до 0,015 %, фосфора – 0,02 %.
Для марки стали обыкновенного качества существует несколько маркировок:
- А – металл с самой высокой долей примесей;
- Б – сбалансированный по содержанию;
- В – с гарантированным составом.
В каждой группе может быть выделено еще три подгруппы в зависимости от различных физических параметров.
Избавиться от кислорода, содержащегося в металле, позволяет раскисление, то есть операция, осуществляемая в плавильной печи. Исходя из уровня извлечения кислорода из сталей, марке присваивают тип и указатель:
- спокойные – «СП»;
- полуспокойные – «ПС»;
- кипящие марки – «КП».
Основные марки стали для изготовления конструкций
Существует множество видов стали, однако основная доля выплавляемого металла идет на производство конструкционной стали. Она бывает таких видов:
- Строительная. Это низколегированный сплав с хорошей свариваемостью, который чаще всего используется для изготовления строительных конструкций.
- Пружинная. Отличается высокими показателями упругости, усталостной прочности, сопротивления разрушению. Применяется для производства пружин, рессор.
- Подшипниковая. Ее главными свойствами является высокая износостойкость, прочность, низкая текучесть. В соответствии со своим названием, данная разновидность используется при производстве узлов и элементов подшипников различного назначения.
- Коррозионностойкая, также известная как нержавеющая. Это высоколегированная сталь, обладающая повышенной стойкостью к воздействию агрессивных веществ.
- Жаропрочная. Изделия из нее могут долгое время работать в нагруженном состоянии при повышенных температурах, поэтому данная марка используется при производстве деталей двигателей, в том числе газотурбинных.
- Инструментальная. Является материалом для изготовления измерительных инструментов, а также устройств для обработки металлов и древесины.
- Быстрорежущая. Используется при производстве металлообрабатывающего оборудования.
- Цементируемая. Необходима в качестве материала деталей и узлов, функционирующих при серьезных динамических нагрузках в условиях поверхностного износа.
Чтобы точно определить, какая марка стали скрывается за расшифровкой, важно знать буквы в маркировках, обозначающие каждый из видов.
Расшифровка марок сталей
Расшифровка обозначений марки стали:
- «Ст» – обыкновенная нелегированная сталь. Так, «Ст3» обозначает металл с содержанием углерода 0,3 %, «Ст3кп» – кипящая сталь, «Сст3сп» – спокойная, «Ст3пс» – полуспокойная, «Ст3св» – свариваемая. Если буквы отсутствуют, то перед вами спокойная сталь.
- Группа «А» – сталь с гарантируемыми механическими свойствами (поставляемый металл не проходит термическую обработку). В данном случае могут встречаться такие маркировки: Ст0 – Ст6.
- Группа «Б» – сплав гарантированного состава, который подвергается термической обработке непосредственно у потребителя. На таком металле может стоять обозначение «БСт3».
- Группа «В» – сталь с гарантированными составом и механическими свойствами, используемая для изготовления сварных конструкций. Например, может маркироваться «ВСт3сп».
- «Пп» – металл, характеризующийся пониженной прокаливаемостью. Используется в качестве материала деталей тонких сечений, требующих высокой поверхностной твердости и подвергаемых термической обработке с нагревом ТВЧ. Пример: «Ст58пп».
- Качественная нелегированная сталь. Например, «Ст20», где содержится 0,2 % углерода, то есть обозначение ведется в сотых долях процента. По такому же принципу расшифровываются «Ст10», «Ст45», «Ст65».
- «К» – качественная углеродистая сталь. Данное обозначение ставиться в конце маркировки, то есть «20К», «15К». Такой металл применяется для производства днищ, котлов, сосудов высокого давления.
- «Л» – литейная конструкционная сталь, буква «Л» должна находиться в конце обозначения. Допустим, «110Г13Л» говорит о том, что данная марка содержит 1,1 % С, около 13 % Mn, является литейной. В соответствии с названием, для производства сплава используется метод литья.
- Конструкционная низколегированная сталь. Маркировка «Ст09Г2С» говорит о доли углерода – 0,09 %, марганца – 2 %, кремния – не более 1–1,5 %, при таком показателе цифра не указывается.
- «С» – строительная сталь. Когда обозначение «С» стоит в начале маркировки, после нее фиксируется минимальный предел текучести. Кроме того, при указании марки сталей используются дополнительные обозначения: «К» – повышенная коррозионная стойкость («С390К», «С375К»); «Т» – термоупрочненный прокат («С345Т», «С390Т»); «Д» – повышенное содержание меди («С345Д», «С375Д»).
- «Е» – металл, имеющий особые магнитные свойства. Данное обозначение также располагается в начале маркировки. Так, из «ЕХ9К5» производят мощные постоянные магниты.
- «У» – углеродистая инструментальная сталь. В качестве примера можно привести «У8ГА» с долей углерода 0,08 %, где «Г» обозначает повышенное содержание марганца, «А» – высокое качество материала.
- «А» – высококачественная сталь, если данная буква расположена в конце маркировки. Например, «40А» обозначает, что эта марка содержит около 0,4 % углерода и относится к сталям высокого качества.
- «Э» – электротехническая сталь, которую еще называют технически чистым железом. Речь идет о тонколистовой стали, которая применяется для изготовления шихтованных магнитопроводов электротехнического оборудования, а именно: для электромагнитов, трансформаторов, генераторов, электродвигателей.
Это такие маркировки, как «10880», «21880», пр. Первая цифра обозначает способ обработки листовой стали: «1» – кованые или горячекатаные марки; «2» – калиброванные марки. Вторая цифра, которая идет за обозначением марки горячекатаной стали, свидетельствует о наличии нормируемого коэффициента старения: «0» – без коэффициента; «1» – с коэффициентом. Третья цифра отображает группу по основной нормируемой характеристике. Две последние цифры используются для фиксации значений основной нормируемой характеристики.
- «А» – автоматная сталь, буква также ставится в начале маркировки. Данный материал отличается низкой пластичностью, поэтому применяется во время производства неответственных деталей, шпилек, болтов, гаек массового производства. Это такие разновидности, как «АС20ХГНМ», «А12», «А20».
- «АС» – автоматная, легированная свинцом. Например, «АС35Г2» содержит 0,35 % углерода, 2 % марганца и свинца не более 1 %.
- «Р» – быстрорежущая инструментальная сталь, данное обозначение также ставится в начале маркировки. Так, в «Р6М5» доля вольфрама составляет 6 %, а молибдена – 5 %.
- «Ш» – шарикоподшипниковая сталь. Отличается повышенной прочностью, износоустойчивостью, выносливостью. Допустим, марка «ШХ9» говорит о содержании хрома 0,9 % и углерода около 1 %.
Примеры расшифровки некоторых марок сталей
Разберем расшифровку «12Х18Н10Т» (для записи марки стали может использоваться аналог «X12CrNiTi18-10»):
- «12» говорит о доле углерода 0,12 %;
- «Х18» – хрома 18 %;
- «Н10» – никеля 10 %;
- «Т» – титана до 1–1,5 %, из-за чего цифра отсутствует.
Марка стали «09Г2С» обозначает, что в составе металла:
- «09» –0,09 % углерода;
- «Г2» – марганца 2 %;
- «C» – кремния в пределах 1–1,5 %, что позволяет не писать соответствующую цифру.
Для стали «20ЮЧ» и «20ЮЧА» характерно:
- «20» – 0,2 % углерода;
- «Ю» – алюминия 0,03–0,1 %;
- «Ч» – наличие редкоземельных металлов, таких как цирконий, титан, кальций, церий, необходимых для глобуляризации сульфидных неметаллических включений;
- «А» – свидетельствует о высоком качестве металла, так как находится в конце шифра, иными словами, в данной стали содержится не более 0,025 % серы и фосфора.
Назовем еще несколько марок сталей и также разберем их обозначения:
- «30ХГСА» – в данном сплаве присутствует 0,3 % углерода, есть хром (Х), марганец (Г), кремний (С), но их доля не превышает 1,5 %. Знак «А» указывает на высокое качества сплава.
- «У8ГА» – инструментальная высококачественная сталь с добавлением марганца и долей углерода 0,8 %.
- «Р6М5Ф2К8» – быстрорежущая сталь, в составе которой есть 5 % молибдена, 2 % ванадия, 8 % кобальта. Также в ней присутствует хром, но данный элемент является обязательным для всех быстрорежущих сталей, где его примерно 4 %, поэтому его не указывают в маркировке. Вольфрам тоже всегда есть в составе таких сплавов, но его прописывают, так как доля не фиксирована. В нашем случае сплав содержит 6 % вольфрама.
- «Ст3сп5» –конструкционная нелегированная сталь, полностью раскисленная, то есть спокойная, пятой категории. Все эти характеристики говорят о том, что металл подходит для создания несущих сварных конструкций.
- «ХВГ» – в данном сплаве есть хром, вольфрам и марганец, но их доля не превышает 1 %. Также присутствуют дополнительные легирующие элементы – не более чем по 0,5 %.
Быстро разобраться с марками стали позволяют таблицы, однако этого специального инструмента может не быть под рукой в нужный момент. Благодаря описанным выше принципам определения марки даже непрофессионал сможет узнать по шифру базовые качества, например, определенной марки оцинкованной стали, ее назначение, и подобрать наиболее подходящий для работы сплав.
Такие сведения позволяют определить свойства металла, рассчитать расходы. Если производство не связано с использованием особых характеристик, вполне могут использоваться марки стали, не содержащие в себе дорогих компонентов. А ведь именно последние серьезно повышают цену сплава.
Очень редко можно столкнуться с нестандартными индексами, при расшифровке которых необходимо уточнение – в этом случае приходится прибегать к таблицам и справочникам. Выше мы разобрали встречающиеся чаще всего обозначения, которые дают всю необходимую информацию о свойствах стали.
- https://metmastanki.ru/marki-stali-rasshifrovka
- https://m-investspb.ru/poleznaya-informatsiya/markirovka-stali-tablica-rasshifrovka
- http://met-all.org/stal/marki-stali-tablitsa-markirovka-rasshifrovka.html
- https://vt-metall.ru/articles/438-marki-stalej
- https://intehstroy-spb.ru/spravochnik/markirovka-staley.html
- https://tutsvarka.ru/vidy/marki-stali-vidy-i-klassifikatsiya-stalej-po-gost-2
- https://tpspribor.ru/vidy-metalla/marki-stali-tablica-s-markirovkoy-i-rasshifrovkoy.html