Маркировка и классификация стали – Классификация и маркировка сталей

Содержание

Марки стали – расшифровка, маркировка, таблица

Любому специалисту, имеющему дело с металлом, знакомо понятие «марки стали». Расшифровка маркировки стальных сплавов дает возможность получить представление об их химическом составе и физических характеристиках. Разобраться в данной маркировке, несмотря на ее кажущуюся сложность, достаточно просто – важно только знать, по какому принципу она составляется.


Редкое производство обходится без стали, поэтому разбираться в его марках крайне важно

Обозначают сплав буквами и цифрами, по которым можно точно определить, какие химические элементы в нем содержатся и в каком количестве. Зная это, а также то, как каждый из таких элементов может влиять на готовый сплав, можно с высокой степенью вероятности определить, какие именно технические характеристики свойственны определенной марке стали.



Виды сталей и особенности их маркировки

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14%. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.

Одним из важнейших параметров, по которому стали делят на различные классы, является химический состав. Среди сталей по данному критерию выделяют легированные и углеродистые, последние подразделяются на мало- (углерода до 0,25%), средне- (0,25–0,6%) и высокоуглеродистые (в них содержится больше 0,6% углерода).


Разновидности сталей



Включая в состав стали легирующие элементы, ей можно придать требуемые характеристики. Именно таким образом, комбинируя вид и количественное содержание добавок, получают марки, обладающие улучшенными механическими свойствами, коррозионной устойчивостью, магнитными и электрическими характеристиками. Конечно, улучшать характеристики сталей можно и при помощи термообработки, но легирующие добавки позволяют делать это более эффективно.

По количественному составу легирующих элементов различают низко-, средне- и высоколегированные сплавы. В первых легирующих элементов не более 2,5%, в среднелегированных – 2,5–10%, в высоколегированных – более 10%.

Классификация сталей осуществляется и по их назначению. Так, выделяют инструментальные и конструкционные виды, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Инструментальные виды используются для производства штамповых, мерительных, а также режущих инструментов, конструкционные – для выпуска продукции, применяемой в строительстве и сфере машиностроения. Из сплавов, отличающихся особыми физическими свойствами (также называемых прецизионными), изготавливают изделия, которые должны обладать особыми характеристиками (магнитными, прочностными и др.).


Классификация сталей по назначению




Стали противопоставляются друг другу и по особым химическим свойствам. К сплавам данной группы относятся нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные и др. Что характерно, нержавеющие стали могут быть коррозионностойкими и нержавеющими пищевыми – это разные категории.

Кроме полезных элементов, сталь включает и вредные примеси, к основным из которых относятся сера и фосфор. В ней также находятся газы в несвязанном состоянии (кислород и азот), что негативно отражается на ее характеристиках.

Если рассматривать основные вредные примеси, то фосфор увеличивает хрупкость сплава, особенно сильно проявляющуюся при низких температурах (так называемая хладноломкость), а сера вызывает появление трещин в металле, нагретом до высокой температуры (красноломкость). Фосфор, ко всему прочему, значительно уменьшает пластичность нагретого металла. По количественному содержанию этих двух элементов выделяют стали обыкновенного качества (не более 0,06–0,07% серы и фосфора), качественные (до 0,035%), высококачественные (до 0,025%) и особовысококачественные (сера – до 0,015%, фосфор – до 0,02%).



Маркировка сталей также указывает на то, в какой степени из их состава удален кислород. По уровню раскисления выделяют стали:

  • спокойного типа, обозначаемые буквосочетанием «СП»;
  • полуспокойные – «ПС»;
  • кипящие – «КП».

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



Обозначение сталей с легирующими элементами

Как сказано выше, классификация сталей с легирующими элементами включает несколько категорий. Маркировка легированных сталей составляется по определенным правилам, знание которых позволяет достаточно просто определить категорию конкретного сплава и основную область его применения. В начальной части названий таких марок находятся цифры (две или одна), показывающие содержание углерода. Две цифры указывают на его среднее содержание в сплаве в сотых долях процента, а одна – в десятых. Есть и стали, не имеющие в начале названия марки цифр. Это означает, что углерод в этих сплавах содержится в пределах 1%.


Пример маркировки легированной стали

Буквы, которые можно увидеть за первыми цифрами названия марки, указывают на то, из чего состоит данный сплав. За буквами, дающими информацию о том или ином элементе в его составе, могут стоять или не стоять цифры. Если цифра есть, то по ней определяется (в целых процентах) среднее содержание указанного буквой элемента в составе сплава, а если цифры нет, значит, данный элемент содержится в пределах от 1 до 1,5%.

В конце маркировки отдельных видов сталей может стоять буква «А». Это говорит о том, что перед нами высококачественная сталь. К таким маркам могут относиться и углеродистые стали, и сплавы с легирующими добавками в своем составе. Согласно классификации, к данной категории сталей причисляются те, в которых сера и фосфор составляют не более 0,03%.

Примеры маркировки сталей различных видов

Определение марки стали и причисление сплава к определенному виду – это задача, которая не должна вызывать никаких проблем у специалиста. Не всегда под рукой есть таблица, в которой дается расшифровка названий марок, но разобраться с этим помогут примеры, которые приведены ниже.


Содержание элементов в распространенных марках стали (нажмите для увеличения)

Конструкционные стали, не содержащие легирующих элементов, обозначаются буквосочетанием «Ст». Цифры, стоящие следом, – это содержание углерода, исчисляемое в сотых долях процента. Несколько иначе маркируются низколегированные конструкционные стали. К примеру, в стали марки 09Г2С 0,09% углерода, а легирующие добавки (марганец, кремний и др.) содержатся в ней в пределах 2,5%. Очень похожие по своей маркировке 10ХСНД и 15ХСНД отличаются разным количеством углерода, а доля каждого легирующего элемента в них составляет не больше 1%. Именно поэтому после букв, обозначающих каждый легирующий элемент в таком сплаве, не стоит никаких цифр.

20Х, 30Х, 40Х и др. – так маркируются конструкционные легированные стали, преобладающим легирующим элементом в них является хром. Цифра в начале такой марки – это содержание углерода в рассматриваемом сплаве, исчисляемое в сотых долях процента. За буквенным обозначением каждого легирующего элемента может быть проставлена цифра, по которой и определяют его количественное содержание в сплаве. Если ее нет, то указанного элемента в стали содержится не больше 1,5%.

Можно рассмотреть пример обозначения хромокремнемарганцевой стали 30ХГСА. Она, согласно маркировке, состоит из углерода (0,3%), марганца, кремния, а также хрома. Каждого из данных элементов в ней содержится в границах 0,8–1,1%.



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.


Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

met-all.org

Виды сталей, их маркировка, таблицы расшифровки

Сталь является основным металлическим материалом, применяемым в производстве машин, инструментов и приборов. Ее широкое использование объясняется наличием в этом материале целого комплекса ценных технологических, механических и физико-химических свойств. К тому же, сталь имеет относительно невысокую стоимость и может изготавливаться значительными партиями. Процесс производства этого материала постоянно совершенствуется, благодаря чему свойства и качество стали могут обеспечивать безаварийную эксплуатацию современных машин и приборов при высоких рабочих параметрах.

Общие принципы классификации марок сталей

Основные классификационные признаки сталей: химический состав, назначение, качество, степень раскисления, структура.

  • 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.

Влияние углерода и легирующих элементов на свойства стали

Стали промышленного производства являются сложными по химическому составу сплавами железа и углерода. Кроме этих основных элементов, а также легирующих компонентов в легированных сталях, материал содержит постоянные и случайные примеси. От процентного содержания этих компонентов и зависят основные характеристики стали.

Как защитить свои постройки от коррозии арматуры в бетоне: профилактика, лечение, советы специалистов.Станки для резки и гибки арматуры: здесь Вы узнаете о том, для чего они нужны, как их использовать и насколько они необходимы на строительной площадке.

В нашем прайс-листе Вы можете ознакомиться с актуальной стоимостью арматуры в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.

Определяющее влияние на свойства стали оказывает углерод. После отжига структура этого материала состоит из феррита и цементита, содержание которого увеличивается пропорционально росту концентрации углерода. Феррит является малопрочной и пластичной структурой, а цементит – твердой и хрупкой. Поэтому повышение содержания углерода приводит к увеличению твердости и прочности и снижению пластичности и вязкости. Углерод меняет технологические характеристики стали: обрабатываемость давлением и резанием, свариваемость. Увеличение концентрации углерода приводит к ухудшению обрабатываемости резанием из-за упрочнения и снижения теплопроводности. Отделение стружки от стали с высокой прочностью повышает количество выделяемой теплоты, что провоцирует уменьшение стойкости инструмента. Но низкоуглеродистые стали с малой вязкостью также обрабатываются плохо, так как образуется с трудом удаляемая стружка.

Наилучшую обрабатываемость резанием имеют стали с содержанием углерода 0,3-0,4%.

Увеличение концентрации углерода приводит к снижению способности стали к деформации в горячем и холодном состояниях. Для стали, предназначенной для сложной холодной штамповки, количество углерода ограничено 0,1%.

Хорошей свариваемостью обладают низкоуглеродистые стали. Для сварки средне- и высокоуглеродистых сталей используют подогрев, медленное охлаждение и прочие технологические операции, предотвращающие появление холодных и горячих трещин.

Для получения высоких прочностных свойств количество легирующих компонентов должно быть рациональным. Избыток легирования, исключая введение никеля, приводит к снижению запаса вязкости и провокации хрупкого разрушения.

  • Хром – недефицитный легирующий компонент, оказывает позитивное воздействие на механические свойства стали при его содержании до 2%.
  • Никель – наиболее ценная и дефицитная легирующая добавка, вводимая в концентрации 1-5%. Он наиболее эффективно снижает порог хладноломкости и способствует увеличению температурного запаса вязкости.
  • Марганец, как более дешёвый компонент, часто используют в качестве заменителя никеля. Увеличивает предел текучести, но может сделать сталь чувствительной к перегреву.
  • Молибден и вольфрам – дорогие и дефицитные элементы, применяемые для повышения теплостойкости быстрорежущих сталей.

Принципы маркировки сталей по российской системе

На современном рынке металлопродукции не существует общей системы маркировки сталей, что значительно затрудняет торговые операции, приводя к частым ошибкам при заказе.

В России принята буквенно-цифровая система обозначения, в которой буквами маркируют названия элементов, содержащихся в стали, а цифрами – их количество. Буквами также обозначают способ раскисления. Маркировкой «КП» обозначают кипящие стали, «ПС» – полуспокойные, а «СП» – спокойные стали.

  • Стали обыкновенного качества имеют индекс Ст, после которого указывается условный номер марки от 0 до 6. Затем указывают степень раскисления. Впереди ставят номер группы: А – сталь с гарантированными механическими характеристиками, Б – химическим составом, В – обоими свойствами. Как правило, индекс группы А не ставится. Пример обозначения – Б Ст.2 КП.
  • Для обозначения конструкционных качественных углеродистых сталей впереди указывается двухзначное число, обозначающее содержание С сотыми долями процента. В конце – степень раскисления. Например, сталь 08КП. Качественные инструментальные углеродистые стали впереди имеют букву У, а далее – концентрация углерода двухзначным числом в десятых долях процента – например, сталь У8. Высококачественные стали в конце марки имеют букву А.
  • В марках легированных сталей буквами обозначают легирующие элементы: «Н» – никель, «Х» – это хром, «М» – молибден, «Т» – это титан, «В» – вольфрам, «Ю» — алюминий. В конструкционных легированных сталях впереди указывается содержание С в сотых частях процента. В инструментальных легированных сталях углерод маркируется десятыми долями процента, если содержание этого компонента превышает 1,5% – его концентрация не указывается.
  • Быстрорежущие инструментальные стали обозначены индексом Р и указанием содержания вольфрама в процентах, например, Р18.

Маркировка сталей по американской и европейской системам

Какие существуют виды арматуры и арматурных изделий, Вы можете прочитать в нашей статье.Декоративный бетон — один из наиболее популярных отделочных материалов для приусадебных участков. Мы написали о том, как изготовить своими руками декоративно-штампованный бетон.

Собираетесь купить металлопрокат? В нашем магазине разумные цены и качество производителя.

В США существует несколько систем маркировки сталей, разработанных различными организациями по стандартизации. Для нержавеющих сталей, чаще всего, применяют систему AISI, которая действует и в Европе. Согласно AISI, сталь обозначается тремя цифрами, в отдельных случаях после них идут одна или несколько букв. Первая цифра говорит о классе стали, если она – 2 или 3, то это аустенитный класс, если 4 – ферритный или мартенситный. Следующие две цифры обозначают порядковый номер материала в группе. Буквы обозначают:

  • L – низкую массовую доля углерода, менее 0,03%;
  • S – нормальную концентрацию С, менее 0,08%;
  • N – означает, что добавлен азот;
  • LN – низкое содержание углерода сочетается с добавкой азота;
  • F – повышенную концентрацию фосфора и серы;
  • Se – сталь содержит селен, В – кремний, Cu – медь.

В Европе применяется система EN, которая отличается от российской тем, что в ней сначала перечисляются все легирующие элементы, а затем в том же порядке цифрами указывается их массовая доля. Первая цифра – концентрация углерода в сотых долях процента.

Если легированные стали, конструкционные и инструментальные, кроме быстрорежущих, включают более 5% хотя бы одной легирующей добавки, перед содержанием углерода ставят букву «Х».

Страны ЕС применяют маркировку EN, в некоторых случаях параллельно указывая национальную марку, но с пометкой «устаревшая».

Международные аналоги коррозионно-стойких и жаропрочных сталей

Коррозионно-стойкие стали

Европа (EN)

Германия (DIN)

США (AISI)

Япония (JIS)

СНГ (GOST)

1.4000X6Cr13410SSUS 410 S08Х13
1.4006X12CrN13410SUS 41012Х13
1.4021X20Cr13(420)SUS 420 J120Х13
1.4028X30Cr13(420)SUS 420 J230Х13
1.4031X39Cr13SUS 420 J240Х13
1.4034X46Cr13(420)40Х13
1.4016X6Cr17430SUS 43012Х17
1.4510X3CrTi17439SUS 430 LX08Х17Т
1.4301X5CrNI18-10304SUS 30408Х18Н10
1.4303X4CrNi18-12(305)SUS 30512Х18Н12
1.4306X2CrNi19-11304 LSUS 304 L03Х18Н11
1.4541X6CrNiTi18-10321SUS 32108Х18Н10Т
1.4571X6CrNiMoTi17-12-2316 TiSUS 316 Ti10Х17Н13М2Т

Жаропрочные марки стали

Европа (EN)

Германия (DIN)

США (AISI)

Япония (JIS)

СНГ (GOST)

1.4878X12CrNiTi18-9321 H12Х18Н10Т
1.4845X12CrNi25-21310 S20Х23Н18

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

Конструкционная сталь

Марка стали

Аналоги в стандартах США

Страны СНГ ГОСТ

Евронормы

10

C10E

1.1121

1010

10XГН1

10 ХГН1

1.5805

14 ХН3 М

14 NiCrMo1-3-4

1.6657

9310

15

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

20

C22E

1.1151

1020

20 ХМ

20MoCr3

1.7320

4118

20 ХГНМ

20MoCr2-2

1.6523

8617

25

C25E

1.1158

1025

25 ХМ

25CrMo4

1.7218

4130

28 Г

28Mn6

1.1170

1330

30

C30E

1.1178

1030

34 Х

34Cr4

1.7033

5130

34 Х2 Н2 М

34CrNiMo6

1.6582

4340

35

C35E

1.1181

1035

36 ХНМ

36CrNiMo4

1.6511

9840

36 Х2 Н4 МА

36NiCrMo16

1.6773

40

C40E

1.1186

1040

42 ХМ

42CrMo4

1.7225

4140

45

C45E

1.1191

1045

46 Х

46Cr2

1.7006

5045

50

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

08X19h23M3

1.4449

X5 CrNiMo 17-13

317

08X20h21

1.4331

X2 CrNi 21-10

308

08X20h30TЮ

1.4847

X8 СrNiAlTi 20-20

334

08X25h5M2

1.4460

X3 CrnImOn 27-5-2

329

08X23h23

309S

09X17H7 Ю

1.4568

X7 CrNiAl 17-7

631

1X16h23M2 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

12X18h22

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

15X13h3

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

20

C22.8

1.0460

20 Г

20Mn5

1.1133

20 Х11 МНФ

X20CrMoV12-1

1.4922

www.navigator-beton.ru

Марки стали: обозначение, маркировка, расшифровка, классификация

Сталь является самым распространенным сплавом. Разнообразие областей применения обуславливает большое количество разновидностей с различными требованиями, как по механическим, так и химическим характеристикам стали. Различные марки стали подразумевают не только разнообразие химического состава, но и технологию изготовления.

Марки стали

В основе многообразия сплавов лежит именно химический состав металла, поскольку легирующие компоненты определяют конечный результат, а технология изготовления и обработки лишь подчеркивает и выделяет отдельные характеристики. Некоторые элементы, входящие в состав, могут ухудшать характеристики, поэтому отдельные элементы маркировки могут указывать на отсутствие или низкое содержание подобных веществ.

Расшифровка маркировки позволяет определить содержание основных элементов сплава и, отчасти, технологию производства, а также оценить технические характеристики, а с ними и область возможного применения.

Кроме различий в составе и обработке, подразделяют также категории стали по механической прочности. Насчитывается 5 категорий, которые различаются методикой испытаний на соответствие механической прочности. Испытания проводятся на растяжение и ударную вязкость контрольных образцов.

Виды сталей и особенности их маркировки

Различные области применения сталей требуют наличие у нее строго определенных свойств – физических, химических. В одном случае требуется максимально высокая износоустойчивость, в других – повышенная устойчивость против коррозии, в третьих внимание уделяется магнитным свойствам.

Видов стали много. Основная масса выплавляемого металла идет в производство конструкционной стали, в которую входят такие виды:

  • Строительная. Низколегированная сталь с хорошей свариваемостью. Основное назначение – производство строительных конструкций.
  • Пружинная. Имеют высокую упругость, усталостную прочность, сопротивление разрушению. Идет на производство пружин, рессор.
  • Подшипниковая. Основной критерий – высокая износоустойчивость, прочность, низкая текучесть. Применяется для производства узлов и составляющих подшипников различного назначения.
  • Коррозионностойкая (нержавеющая). Высоколегированная сталь с повышенной стойкостью к воздействию агрессивных веществ.
  • Жаропрочная. Отличается способностью длительное время работать в нагруженном состоянии при повышенных температурах. Область применения – детали двигателей, в том числе газотурбинных.
  • Инструментальная. Применяется для производства метало- и деревообрабатывающих, измерительных инструментов.
  • Быстрорежущая. Для изготовления инструмента металлообрабатывающего оборудования.
  • Цементируемая. Применяется при изготовлении деталей и узлов, работающих при больших динамических нагрузках в условиях поверхностного износа.
  • Классификация сталей

При расшифровке обозначений нужно учитывать, что каждому из видов соответствует строго определенная буква в маркировке.

Классификация по химическому составу

Основными легирующими добавками являются металлы. Варьируя количественный состав добавок и их массовую долю, получают большое разнообразие марок стали. Само по себе чистое железо имеет невысокие технические свойства. Малая механическая прочность, сильная подверженность коррозии, требуют введения в состав сплава дополнительных веществ, которые направлены на улучшение одного из качеств, либо сразу нескольких.

Нередко улучшение одних характеристик влечет за собой ухудшение иных. Так, высоколегированные нержавеющие стали могут иметь низкую механическую прочность, а качественные углеродистые вместе с высокой прочностью получают ослабленные коррозионные свойства.

Как уже говорилось выше, одной из классификаций марок стали является ее химический состав. Основными компонентами всех без исключения сталей являются железо и углерод, содержание которого не должно превышать 2,14 %. В зависимости от количества и пропорций добавок, содержание железа в композиции должно составлять не менее 50 %.

По количеству содержащегося углерода классифицируют три группы сталей:

  • Малоуглеродистые – содержание углерода менее 0,25 %;
  • Среднеуглеродистые – 0,25-0,6 % углерода;
  • Высокоуглеродистые, с содержанием углерода более 0,6 %.

Увеличение процентного содержания углерода повышает твердость металла, но, вместе с тем, снижается его прочность.

Для улучшения эксплуатационных качеств, в состав сплава вводят определенное количество химических элементов. Такие стали называют легированными. Для легированных сталей также существует деление на три группы:

  • Низколегированные, с содержанием добавок до 2,5 %;
  • Среднелегированные, которые содержат от 2,5 до 10 % легирующих элементов;
  • Высоколегированные. Содержание легирующих примесей варьируется от 10 до 50 %.

Маркировка сталей отражает наличие и процентное содержание легирующих добавок. При расшифровке каждому элементу соответствует определенная буква, рядом с которой находится цифра, соответствующая его содержанию в процентах. Отсутствие чисел говорит о том, что добавка присутствует в сплаве в количестве менее 1-1,5%. Наличие углерода в составе не отражается, поскольку он входит во все композиции, но его содержание обозначается в самом начале маркировки.

Маркировка может говорить и о назначении сплава. Поскольку в данной классификации также используются буквенные обозначения, то регламентируется порядок их расположения – в начале, середине и конце маркировки.

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 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 качеству

Легированная и нелегированная сталь в пределах каждой марки отличается качеством, которое зависит от технологии производства и качества исходных материалов.

На качество стали особо влияют примеси, которые остаются в ней при восстановлении железа из рудных концентратов. В основном негативно влияют на качество стали фосфор и сера. По их содержанию классифицируют стали обыкновенного качества и высококачественную, в конце обозначения которой присутствует буква А. Содержание фосфора в высококачественной стали не превышает 0,025 %.

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:

  • Кипящая сталь. В результате минимального использования присадок и времени реакции увеличен выход готовой продукции, которая, при этом отличается низким качеством;
  • Спокойная сталь. Металл, в котором полностью прошли процессы раскисления. Отличается высоким качеством, но дорога в производстве в связи с высокой стоимостью реагентов и сниженным выходом продукта;
  • Полуспокойная сталь. Промежуточный вариант с оптимальным сочетанием качества и стоимости.

При изготовлении ассортимента марок стали из металла разной степени раскисления применяется специальная маркировка материалов, соответственно символами «сп», «кп» и «пс».

Маркировка сталей по российским стандартам

Маркировка сталей по российским стандартам позволяет определить состав металла и, частично, принадлежность к определенному виду.

При наличии углерода в стали более 1 %, его количество в маркировке не указывается. Марка стали включает буквенные обозначения легирующих добавок с указанием их количества в десятых и сотых долях процента, но если содержание компонента менее 1,5 %, то в маркировке присутствует только буквенное обозначение.

Кроме химического состава, маркировка содержит символы, характеризующие назначение стали, степень ее качества.

Маркировка сталей по американской и европейской системам

Маркировка сталей отечественного производства и на постсоветском пространстве позволяет приблизительно определить состав, назначение и характеристики, не прибегая к справочной литературе. В американских и европейских стандартах такая расшифровка, по большей части, отсутствует. Это связано с большим количеством организаций, занимающихся стандартизацией металлопродукции.

По большей части обозначение стали по американским и европейским стандартам не содержит указаний на химический состав. Виды стали по назначению характеризуются буквенным или цифровым кодом, который можно расшифровать при помощи справочной литературы.

Только в европейском стандарте EN10027 существует вариант маркировки сплавов по химическому составу, который имеет близкое сходство с отечественными обозначениями.

Обозначения легирующих элементов

Для того чтобы по маркировке стали узнать качественный и количественный состав, для легирующих элементов используют буквенные обозначения. В основном, русские буквы соответствуют названиям элементов, хотя встречаются исключения, поскольку есть элементы, которые начинаются с одинаковых букв. Таблица легирующих элементов выглядит следующим образом.

ВВольфрамБНиобий
ККобальтЕСелен
ММолибденРБор
ННикельФВанадий
ТТитанЦЦирконий
ХХромЮАлюминий
ГМарганецААзот
ДМедьСКремний

 

Как видно из таблицы, в ней присутствуют два неметалла – кремний и азот, а углерода нет. Наличие углерода подразумевается в составе любой стали, поэтому в обозначении указывается лишь его содержание

Цветовая маркировка

Цветовая маркировка сталей применяется для обозначения проката. Это удобно при хранении материалов на складах, транспортировке. Обозначение сталей производится метками в виде точек или полос, выполненных несмываемой краской. Цвет обозначений выбирается из таблицы согласно назначениям стали. При этом группа стали и степень ее раскисления не учитываются.

Пример цветовой маркировки стали

Примеры расшифровки маркировки

Для того чтобы расшифровка была понятнее, следует привести некоторые, наиболее яркие примеры маркировки. На основании примеров, определение марки стали в сравнении с уже известными, будет являться несложной задачей. Вот некоторые виды стали с расшифровкой условных обозначений:

  • 30ХГСА – расшифровка марки стали говорит о том, что в сплаве содержится 0,3 % углерода, о чем свидетельствует цифра в начале обозначения. Сталь содержит хром (Х), марганец (Г), кремний (С), но их содержание менее 1,5 %. Символ «А» в конце обозначения говорит о том, что сталь высококачественная.
  • У8ГА – инструментальная сталь с содержанием углерода 0,8 %. Высококачественная с добавлением марганца.
  • Р6М5Ф2К8 – быстрорежущая сталь. Содержит 5 % молибдена, 2 % ванадия, 8 % кобальта. Хром содержится во всех быстрорежущих сталях в количестве около 4 %, поэтому в обозначение не входит. Вольфрам также всегда присутствует, но его содержание может изменяться, поэтому в данной марке его количество составляет 6 %.
  • Ст3сп5 – сталь конструкционная нелегированная, полностью раскисленная – спокойная, 5-й категории, то есть может применяться для изготовления несущих сварных конструкций.
  • ХВГ – сталь ХВГ имеет в составе хром, вольфрам и марганец в количестве около 1 % и дополнительные легирующие элементы, но их содержание меньше 0,5 %.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 

stankiexpert.ru

Сталь: классификация и маркировка

Большинство современных конструкций подразумевает применение стали. Сплав с различной маркировкой применяется в различных сферах нашей жизни: от крупномасштабного строительства до художественной ковки. Но в чем его особенность, ведь это лишь сочетание железа и углерода. К слову, чугун состоит из аналогичных составляющих. Вся разница в том, что сталь состоит на 98% из железа и лишь на 2% — из углерода. Если добавить чуть больше углерода, в конечном результате получиться чугун. Но металлурги не останавливаются лишь на этих двух составляющих и дополняют сплав хромом, магнием, никелем и иными элементами. Это позволяет изменить процентное содержание легирующих компонентов, а также свойства стали.

Разновидности стали

Как уже говорилось ранее, основными составляющими стали являются железо и углерод. Отсюда исходит то, что сплав бывает легированным, низколегированным и углеродистым.

Качество стали напрямую зависит от процентного соотношения углерода к железу. Чем меньше углерода присутствует в сплаве, тем он мягче, эластичнее и более пригоден для изготовления деталей по технологии холодной или горячей прокатки. Такой сплав используется исключительно для изготовления несложных механизмов, которые не должны выдерживать большой вес объемной конструкции.

Сталь, в которой присутствует углерод свыше 0,55%, называется твердой. Она применяется в строительной отрасли в качестве фундаментальной поддержки, крепежных изделий и многое другое. Она превосходно обрабатывается и шлифуется, при этом совершенно не деформируясь. Из нее изготавливают элементы, которые способны выдержать серьезную нагрузку, при этом, не теряя исходный эксплуатационный срок. К примеру, зубчатые колеса, ходовые валы. Иными словами, изделия из твердой стали должны иметь укрепленную поверхность, а также высокий коэффициент износоустойчивости.

К примеру, в машиностроительной индустрии, распространенной разновидностью стали является легированная хромистая. Ее характерные свойства – повышенная прочность и выдержка любой температуры. Сплав практически не поддается свариванию, поэтому объединить два элемента из легированной хромистой стали можно лишь после подогрева, а также термообработки. Сталь маркировки 40X – идеальный пример. Она устойчива к любым видам внешнего механического воздействия. Благодаря внешнему антикоррозийному покрытию практически не поддается влиянию ржавчины. Используется для изготовления валов, небольших оправ, втулок для крепления металлопрокатной продукции и т.д.

Нержавеющая сталь – как отдельная разновидности сплава

Главным врагом, а также фактором, который способен в разы уменьшить эксплуатационный срок является ржавчина (коррозия). Она разрушает металлические изделия внешне, но после проникновения внутрь, за несколько лет способно полностью деформировать металлургический продукт. Исходя из этого, более 20 лет назад была изготовлена первая деталь из нержавеющей стали (еще называют коррозийно-стойкой).

Продукцию, изготовленную из нержавейки можно эксплуатировать в среде с высокой влажностью, а также при очень высоких температурах (до 500 градусов). Она практически не деформируется и коррозия не оказывает на нее влияния. Из этого сплава изготавливают мерительные и режущие инструменты, посуду и столовые приборы, детали для автомобилей и т.д.

Подобная популярность обусловлена высокой устойчивостью к коррозии и выдержкой абсолютно любых температур. Нержавеющая сталь широко применяется в судостроении и мостостроении.

Маркировка стали

Сталь относится к многочисленной группе используемых материалов. Марка стали обозначает, к какой группе относится тот или иной сплав. Зачастую, марка позволяет определить основные свойства стали (износоустойчивость, выдержку температур, сопротивляемость коррозии и т.д.). На некоторых видах марка стали позволяет установить процентное соотношение железа и углерода, а также входящие в состав дополнительные элементы.

Расшифровка марки позволяет понять, к какой группе относится конечное изделие или сам сплав. Групп выделяют всего три:

  • Конструкционные;
  • Строительные;
  • Инструментальные.

Последняя группа в свою очередь делиться на несколько небольших подвидов.

Конструкционные стали

Применяется для изготовления крупногабаритных изделий, металлопрокатных единиц, а также конструкций с высоким коэффициентом свариваемости. Делятся на две разновидности: легированные и углеродистые стали. Легированная сталь должна состоять наполовину из железа, остальная часть – углерод и посторонние примеси, придающие сплаву максимальную прочность. Выделяют четыре категории качества этой стали:

  • Стандартное качество. Количество посторонних примесей практически равно нулю. Обозначается буквами «Ст»;
  • Качественная или обычная. Количество посторонних элементов в составе достигает 0,040%. Как правило, никак не маркируется;
  • Высококачественная. Зачастую, в нее добавляют хром или никель, в процентном соотношении 0,030% на 1 кг сплава. В обозначении присутствует буква «А»;
  • Легированная сталь повышенного качества. Высокопрочный продукт, с 0,015% лишних элементов. В середине обозначения, после слова «сталь» вставляется буква «Ш».

Существует отдельный вид, вернее вторичная категория конструкционных сталей – быстрорежущие. Они подходят для многоступенчатой обработки, в результате которой можно добиться идеально ровной поверхности изделия, с высокими показателями прочности, твердости и устойчивости к коррозии. Термообработка позволяет закалить сталь до максимально допустимого уровня, но при условии, что процент содержания углерода не будет превышать 0,32%. Эта марка стали отмечается буквами «КБ».

Инструментальные

Как можно понять из названия, основное применение этих сталей – изготовка инструментов широкого спектра пользования. К примеру, изготавливаются инструменты для дальнейшей обработки металлопродукции, также применяется для стандартных бытовых инструментов (гаечный ключ, молоток и т.д.). Усиленная поверхность позволяет использовать конечное изделие по назначению, при этом, не боясь за то, что оно может деформироваться. Соотношение железа и углерода составляет 97,6% к 2,4%, что приблизительно равно самому слабому сплаву чугуна. Однако, это все еще инструментальная сталь с очень высоким коэффициентом прочности. Маркировка – буква «У».

Строительные

Применяются исключительно в строительной отрасли, но разных течениях. Один из возможных способов применения – в качестве опорных конструкций многоэтажного здания. Стальные сваи выдерживают многотонный вес конструкции, при этом практически не деформируются. На изделии или первоначальном материале обозначается буквой «С», в начале обозначения.

И это далеко не весь список возможной маркировки. Зачастую, на каждом изделии присутствует длинный ряд из обозначений, в котором одной или двумя буквами описывается уровень качества, прочности, входящие в состав продукта или первичного материала примеси и т.д. Желательно научиться владеть терминологическим языком маркировки сталей, чтобы в нужный момент осуществить грамотный выбор.

Классификация сталей

Еще один важный момент – классификация сталей. Она определяется по нескольким основным критериям:

  • Химический и структурный состав;
  • Наличие посторонних примесей;
  • Степенью устойчивостью к коррозии, а также подверженности к ней;
  • Применением.

Мы рассмотрим некоторые аспекты классификации сталей, чтобы лучше понять, что собой представляет столь необычный, и в то же время привычный сплав.

Химический и структурный состав

Химический состав обуславливает количество применяемого углерода при изготовлении конкретной марки стали. Существует специальный свод правил и установок — ГОСТ, по которому допустимое количество входящих в состав элементов не должно быть превышено или уменьшено.

Чтобы увеличить основные характеристики до максимального предела, в сплав добавляют посторонние металлы или элементы – хром, никель иногда небольшое количество алюминия. Это позволяет произвести сложный технологический процесс — легирование.

Второй атрибут классификации — структурный состав. Структура зависит от вхождения дополнительных компонентов, а также способности стали быстро охлаждаться при достигнутой температуре свыше 800 градусов. Сплавы, которые быстро остывают, более мягкие и подходят лишь для изготовления небольших деталей не несущие на себе основную нагрузку. Долго остывающие сплавы — прочные, надежные и обладают внушительным эксплуатационным сроком.

Наличие посторонних примесей

Уже неоднократно упоминалось о том, что в сплав добавляются посторонние примеси, которые значительно влияют на конечные характеристики стального изделия или его механические свойства. К примеру, чтобы достигнуть особо качественного состава, необходимо добавить 0,0020% серы в сплав. Таким образом, внешняя оболочка укрепиться в несколько раз. Придание термообработке позволит в разы усилить результат.

Бром, никель, молибден увеличивают сопротивляемость к коррозии, о чем дальше и пойдет речь.

Устойчивость к коррозии

Это заключительный аспект классификации стали. Применение мы рассматривали несколько выше (маркировка стали). Этот сплав стал по-настоящему популярен благодаря высокой устойчивости к природному фактору – разложению, посредством воздействия на железо ржавчины.

Углерод препятствует распространению ржавчины, но не способен полностью остановить этот процесс. Поэтому, в целях увеличения эксплуатационного срока, была разработана нержавеющая сталь. Но это не единственная разновидность стали, способная долгое время выдерживать агрессивное действие коррозии. Особо качественный сплав имеет аналогичные свойства, за счет нахождения в составе серы. Мягкие сплавы в течение нескольких лет могут быть разрушены коррозией, если при строительстве будут размещены в неподобающих условиях.

В заключение можно добавить, что любому строителю необходимо овладеть терминологическим языком маркировки. В последние несколько лет, изготовители металлопрокатной продукции и вся металлургическая отрасль в целом использует довольно обширные обозначения, которые могут рассказать о свойствах, прочности, характеристике и даже сфере применения стали.

sopromats.ru

Классификация , маркировка и применение конструкционной стали



Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса — ваш вокал


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком»


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Конструкционную сталь подразделяют на две большие группы – углеродистую и легированную. Стали, как правило, являются деформируемыми. Заготовки из них изготавливают обработкой давлением.

Углеродистая, в свою очередь, подразделяется на несколько подгрупп.

Самая дешевая – сталь обыкновенного качества. Она содержит наибольшее количество вредных примесей (серу и фосфор) и поэтому более хрупкая по сравнению с качественной. Применяют ее без упрочняющей термической обработки в основном в строительстве и для неответственных деталей машин, а также для изготовления изделий, используемых в быту.Сталь обыкновенного качества маркируют в соответствии с ГОСТ 380-88 по буквенно-цифровой системе. В начале марки пишут две буквы Ст, что сокращенно обозначает слово сталь. Затем пишут цифру (от 0 до 6), которая обозначает условный номер стали. Номер стали зависит от ее химического состава. За номером указывается степень раскисления (кп – кипящая, пс – полуспокойная или сп – спокойная). Сталь Ст0 не подразделяется по степени раскисления. Иногда в некоторых марках стали после номера может стоять буква “Г”. Это означает, что сталь содержит повышенное содержание марганца, по сравнению с аналогичной маркой без этой буквы.

В начале марки стали обыкновенного качества могут стоять буквы А, Б или В.

Стали группы А поставляются с определёнными регламентированными механическими свойствами. Их химический состав не регламентируется. Эти стали применяются в конструкциях, узлы которых не подвергаются горячей обработке — ковке, горячей штамповке, термической обработке и т. д. В связи с этим механические свойства горячекатанной стали сохраняются.

Стали группы Б поставляются с определённым регламентированным химическим составом, без гарантии механических свойств. Эти стали применяются в изделиях, подвергаемых горячей обработке, технология которой зависит от их химического состава, а конечные механические свойства определяются самой обработкой.

Стали группы В поставляются с регламентируемыми механическими свойствами и химическим сооставом. Эти стали применяются для изготовления сварных конструкций. Их свариваемость определяется химическим составом, а механические свойства вне зоны сварки определены в состоянии поставки. Такие стали применяют для более ответственных деталей.

Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050-88) маркируется двузначным числом, которое обозначает среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента (08, 10, 10кп, 15, 15пс, 20, 25 и так далее до 60). После числа указывается степень раскисления (кп или пс). Отсутствие индекса, обозначающего степень раскисления, означает, что сталь спокойная. Качественная конструкционная углеродистая сталь применяется в основном для изготовления ответственных деталей машин; низкоуглеродистая – в основном для деталей, изготовляемых глубокой вытяжкой (так как обладает высокой пластичностью) или подвергаемых цементации; среднеуглеродистая – для деталей, работающих в тяжелых условиях. Детали небольших размеров могут подвергаться улучшению (закалке и высокому отпуску), а детали сечением более 20 мм обычно применяются после нормализации (иногда в отожженном состоянии). Конструкционная сталь с повышенным и высоким содержанием углерода (равным или превышающим 0,65 %) применяется в основном для изготовления рессор и пружин.

Сталь повышенной и высокой обрабатываемости резанием (автоматные стали) маркируется буквой А и числом, которое указывает на содержание углерода в сотых долях процента. Эти стали предназначены для изготовления изделий на станках-автоматах. Отличительной особенностью автоматных сталей от других конструкционных является повышенное содержание в них серы (до 0,3 %) и фосфора (до 0,5 %). Кроме того, в некоторых случаях добавляют свинец (0,1 – 0,2 %). Тогда в марке пишут букву С. Все это способствует облегчению обработки резанием (повышает стойкость режущего инструмента и обеспечивает лучшее качество обрабатываемой поверхности), однако ухудшает механические свойства (понижает пластичность и вязкость) и коррозионную стойкость. Иногда для повышения механических свойств и прокаливаемости автоматные стали легируют хромом, марганцем, никелем, молибденом. В этом случае в марке пишут соответствующие буквы (см. ниже). Автоматные стали применяют для изготовления крепежа, а также деталей машин. Изготавливают такие изделия на станках-автоматах.

Легированная конструкционная сталь маркируется по химическому составу. (см. табл. 2). В марке указывается среднее содержание углерода в сотых долях процента (двузначное число в начале марки) и легирующие элементы (буквы русского алфавита с цифрами после соответствующей буквы, которые указывают примерное содержание данного элемента в процентах). Химические элементы в марках стали обозначаются следующими буквами:

А – азот; Б – ниобий; В – вольфрам; Г – марганец; М – молибден; Д – медь; Н – никель; Е – селен; Т – титан; П – фосфор; К – кобальт; Р – бор; Х – хром; С – кремний; Ц – цирконий; Ф – ванадий; Ю – алюминий.

Часть обозначений совпадает с начальными буквами русских названий этих элементов, а в остальных случаях не совпадает.

Буква А имеет тройное значение:1)если стоит в началемарки, то обозначаетавтоматную сталь, предназначенную для изготовления мелких неответственных изделий на станках-автоматах; 2) внутри марки указывает на легирование стали азотом; 3) стоящая в конце марки обозначает высококачественную сталь, т.е. с минимальным количеством вредных примесей.

Стали и сплавы, полученные специальными методами, дополнительно обозначают через тире в конце марки следующими буквами: ВД – вакуумно-дуговой переплав, Ш – электрошлаковый переплав, ВИ – вакуумно-индукционная плавка.

Если после буквы, обозначающей определенный химический элемент в стали, не стоят цифры, то его содержание примерно равно 1 %.

Примеры:

15ХСНД (сталь содержит 0,15 % углерода, около 1 % хрома, кремния, никеля, меди каждого).

08Х18Н10Т (сталь содержит 0,08 % углерода, 18 % хрома, 10 % никеля, 1 % титана). Сталь является высоколегированной, т.к. суммарное содержание легирующих элементов более 10 %.

Область применения легированной конструкционной стали существенно зависит от ее химического состава (содержания углерода и легирующих элементов).

Так, низколегированная сталь, содержащая дешевые элементы (Cr, Si, Mn) и менее 0,25 % углерода, хорошо сваривается, незначительно дороже углеродистой и поэтому используется в основном в строительстве. Применяется без термической обработки. За счет легирования ее прочность примерно на 25 % выше по сравнению с углеродистой. Это позволяет существенно экономить металл и облегчить конструкцию. По ГОСТ 19281-89 она называется сталь повышенной прочности.

Строительные стали могут также маркироваться буквой С и цифрой, показывающей категорию прочности, например С235: строительная сталь, имеющая предел текучести 235 МПа. в конце марки может стоять буква «К». Это значит, что сталь котельная.

Низкоуглеродистую конструкционную сталь применяют также для изготовления деталей машин, которые подвергают цементации.

В отличие от строительной, цементуемая сталь может содержать большее количество легирующих, прокаливаемости, что обеспечивает более высокую прочность сердцевины детали (по сравнению с углеродистой, содержащей аналогичное количество углерода).

Среднеуглеродистая легированная сталь, содержащая 0,3 – 0,45 % С, применяется в основном для изготовления сильно нагруженных деталей машин, работающих при динамических нагрузках. Детали машин, изготовляемые из такой стали, обязательно подвергаются закалке и высокому отпуску (улучшению)для обеспечения оптимального сочетания механических свойств. Основная цель легирования такой стали – повышение прокаливаемости.

Конструкционная легированная сталь с более высоким содержанием углерода (равным или превышающим 0,5 %С) применяется в основном для пружин и рессор.Ее чаще всего легируют кремнием (для повышения жесткости и упругости), а также другими элементами (Cr, Ni и пр.) с целью повышения прокаливаемости. Изделия из такой стали чаще всего подвергают закалке и среднему отпуску. Это обеспечивает максимальную упругость стали.

Высоколегированная сталь (содержащая более 10 % легирующих элементов, относится в основном к сталям со специальными свойствами: жаростойкой, жаропрочной, коррозионно-стойкой и другим.

Жаростойкой называют сталь, устойчивую против окисления при нагреве свыше 500 ºС. Жаростойкость стали повышает хром, алюминий и кремний. Чем выше их содержание в стали, тем выше ее жаростойкость. Однако алюминий и кремний в больших количествах сильно повышают хрупкость стали. Поэтому жаростойкие стали легируют в основном хромом. Иногда для повышения пластичности добавляют никель. Сталь жаростойкая до 700, 800, 900, 1000, 1200 ºС должна содержать соответственно не менее 6, 10, 18, 25, 30 % хрома.

Жаропрочные стали способны противостоять механическим нагрузкам при высокой температуре. Жаропрочные стали, применяемые для работы при температурах выше 500 ºС, должны быть одновременно и жаростойкими. Поэтому они должны содержать необходимое количество хрома, который повышает не только жаростойкость, но и жаропрочность. В сталях перлитного класса существенно повышают жаропрочность молибден в небольших количествах (около 1 %) и ванадий.

Коррозионно-стойкие стали одновременно являются и жаростойкими. К коррозионно-стойким относят стали, содержащие 13 и более процентов Cr. Различают хромистые, хромо-никелевые, хромо-никель-марганцевые и др. виды коррозионностойких сталей. Легирование никелем (или заменителем никеля — марганцем) позволяет повысить коррозионную стойкость и получить аустенитную структуру. Такие стали обладают высокой пластичностью и вязкостью, а благодаря аустенитной структуре могут применяться при низких температурах.

Иногда сталь маркируют в зависимости от области ее применения. Каждая группа стали обозначается определенной буквой, которая ставится первой. За этой буквой ставят буквы и цифры, которые, как и в легированных сталях, обозначают легирующие элементы и их количество. Например, буквой Ш обозначают подшипниковую сталь, Е – сталь для постоянных магнитов, Э – электротехническая сталь.

Примеры:

ШХ15-В – подшипниковая сталь, легированная хромом примерно 1,5 % (в подшипниковой стали содержание хрома указывают в десятых долях процента). В – вакуумированная.

ЕХ3 — сталь для постоянных магнитов, легированная 3 % хрома.

Электротехнические стали маркируют по ГОСТ 21427.0-75 четырехзначным числом, например 1211 (Э11), 1213 (Э13), 1311 (Э21) и другие (в скобках приведена устаревшая маркировка). Первая цифра означает класс по структурному состоянию и виду прокатки. Вторая – содержание кремния в процентах, третья – группу основной нормируемой характеристики. Четвертая – порядковый номер типа стали. Вместе первые три цифры означают тип стали.

Стали имеют высокую пластичность, но низкие литейные свойства. Поэтому из сталей заготовки получают в основном обработкой давлением (ковкой, штамповкой, прокаткой, волочением и другими способами).

Вместе с тем, стали используют для получения отливок достаточно часто. В этом случае используют литейные стали. В конце марки таких сталей ставят букву “Л”, например 25Л. Но и эти стали имеют литейные свойства хуже, чем чугуны и могут применяться только для толстостенных отливок.


megapredmet.ru

Классификация сталей и их маркировка

Классификация сталей, кликните по типу стали для подробного описания.

  1. Конструкционные стали
    1. Цементуемые (С<0,2%)
    2. Улучшаемые (0,3%<С<0,5%)
    3. Азотируемые стали (0,3%<С<0,5%)
    4. Пружинно-рессорные (0,5%<С<0,85%)
    5. Строительные (С<0,2%)
  2. Инструментальные стали
    1. Углеродистые инструментальные стали
    2. Низколегированные инструментальные стали
    3. Быстрорежущие инструментальные стал
  3. Стали с особенными свойствами
    1. Высокопрочные конструкционные стали
      1. Среднеуглеродистые
      2. Мартенситно-стареющие
      3. Метастабильные аустенитные стали
    2. Шарикоподшипниковые стали
      1. Износостойкая высокомарганцевая аустенитная сталь
    3. Коррозионностойкие (нержавеющие) стали
      1. Хромистые
      2. Хромоникелевые стали
      3. Стали аустенитно-ферритного класса
    4. Жаростойкие и жаропрочные стали
      1. Жаростойкие стали
      2. Жаропрочные стали

1. Цементуемые (С<0,2%)

Из цементуемых сталей изготавливают детали испытывающие ударные и знакопеременные нагрузки, подверженные поверхностному износу. Например зубчатые колеса, распределительные валы.

Примеры цементуемых сталей: 10Х, 15ХН, 20ХР.

Маркировка: также как и в углеродистых сталях двухзначное число вначале означает содержание углерода в сотых долях процента, далее пишется буквенное обозначение элемента и его содержание в процентах. (например 10ХВ2Г – 0,1% углерода, 1% хрома, 2% вольфрама, 1% марганца).

Термическая обработка сталей:

  • отжиг (после идет механическая обработка заготовки),
  • цементация,
  • закалка на мартенсит (после возможна обработка холодом),
  • низкий отпуск.

Свойства после обработки: поверхность твердая (HRC 60-65) (мартенсит отпуска), сердцевина вязкая (HRC 30-35).

2. Улучшаемые (0,3%<С<0,5%)

  • Из улучшаемых сталей изготавливают детали испытывающие ударные и знакопеременные нагрузки (требуемые свойства прочность). Например валы, шкивы, элементы крепления (болты, гайки, шайбы).
  • Примеры улучшаемых сталей: 30ХГСА, 45ХН, 50ХФА.
  • Примеры маркировки: сталь 55Т2КМ – 0,55% углерода, 2% титана, 1% кобальта,
  • 1% молибдена.

Термическая обработка улучшаемых сталей:

  • отжиг (после идет механическая обработка заготовки),
  • закалка на мартенсит,
  • высокий отпуск.

Свойства детали после обработки: прочность (устойчивость к ударам и вибрации) HRC 30-35 (сорбит отпуска). Закалка на мартенсит+ высокий отпуск это улучшение.

3. Азотируемые стали (0,3%<С<0,5%)

  • Из азотируемых сталей изготавливают детали испытывающие ударные и знакопеременные нагрузки, подверженные поверхностному износу. Например зубчатые колеса, распределительные валы и.т.д.3. Азотируемые стали (0,3%<С<0,5%)
  • Примеры азотируемых сталей (можно применять те же стали что и для улучшения): 30ХГСА, 45ХН, 50ХФА.

Термическая обработка азотируемых сталей:

  • отжиг (после идет механическая обработка заготовки),
  • закалка на мартенсит,
  • высокий отпуск, азотирование (либо поверхностная закалка ТВЧ).
  • Свойства детали после обработки:
  • поверхность твердая и износостойкая HRC 60-65,
  • сердцевина прочная (устойчивость к ударам и вибрации) HRC 30-35 (сорбит отпуска).

4. Пружинно-рессорные (0,5%<С<0,85%)

  • Из названия можно догадаться что из пружинно-рессорных сталей изготавливают упругие элементы машин. Например пружины, рессоры, мембраны.
  • Примеры пружинно-рессорных сталей: 85С2, 65Г, 50ХФА.

Термическая обработка пружинно-рессорных сталей:

  • отжиг (после идет механическая обработка заготовки),
  • закалка на мартенсит,
  • средний отпуск.
  • Свойства детали после обработки: упругость HRC 40-45 троостит отпуска.

5. Строительные (С<0,2%)

  • Строительные стали применяются для изготовления металлоконструкциймашин и других инженерных сооружений.
  • Например сварные конструкции мостов, балок, ферм и.т.д. Примеры строительных сталей: 10ХСНД, 16Г2АФД, 09Г2С. Термическая обработка строительных сталей: подвергают отжигу и нормализации.
  • Если строительная сталь среднелегированная и высоколегированная может подвергаться закалке на мартенсит и высокому отпуску. Свойства после обработки: строительные конструкции должны быть прочными (устойчивыми к вибрации и ударам) HRC 30-35.

Инструментальные стали предназначены для изготовления инструмента: резцы, фрезы, мерительный инструмент, штампы. Инструментальные стали имеют температуру теплостойкости которая определяет условия их работы.

Температура теплостойкости (красностойкости) – максимальная температура нагрева Инструмента при которой он сохраняет свои рабочие свойства.

Термическая обработка инструментальных сталей: отжиг (далее механическая обработка заготовки из которой будет изготовлен инструмент), закалка ан мартенсит, низкий отпуск. Инструмент должен обладать твердостью HRC 60-65.

  1. Углеродистые инструментальные стали

Примеры маркировки: У9А, У12А. Температура теплостойкости 2000С, что позволяет их использовать при низких скоростях резания менее 25м/мин.

  1. Низколегированные инструментальные стали

Примеры маркировки: 9ХС (0,9% углерода, 1% хрома, 1% кремния), ХВСГ (1% углерода, 1% вольфрама, 1% кремния, 1% марганца). Если в начале марки не стоит число значит углерода 1%, если стоит однозначное число значит оно означает содержание углерода в десятых долях процента. Температура теплостойкости 2000С.

  1. Быстрорежущие инструментальные стали

Из названия становится ясно что их применяют при высоких скоростях резания около 25-50м/мин. Температура теплостойкости 6000С.

Примеры маркировки: Р9, Р6М5 (если в начале марки стали стоит буква Р значит это быстрорежущая инструментальная сталь, буква Р обозначает содержание вольфрама в процентах). Содержание углерода в быстрорежущих сталях 1%.

Высокопрочные конструкционные стали

Высокопрочными называют стали, имеющие предел прочности 1500–2000 МПа.

Для увеличения прочности стали вводится преимущественно никель.

Виды высокопрочных сталей:

  • Среднеуглеродистые (например 30ХГСН2А, 40ХН2МА, 38ХН3МА) используется для изготовления деталей фюзеляжа, шасси, силовых сварных конструкций.
  • Мартенситно-стареющие они низкоуглеродистые их дополнительно легируют титаном, алюминием, молибденом (например 03Х13Н8Д2ТМ, 03Х9К14Н6М3Д).

 Сталь нагревают до температур 820-8500С. За счет повышенного содержания легирующих элементов охлаждение при закалке на мартенсит проводят на воздухе. В итоге получается так называемый безуглеродистый мартенсит который легко обрабатывается резанием. Далее после закалки проводят старение. Его проводят при температуре 480-5200С затем быстро охлаждают получается перенасыщенный феррит (диаграмма железо-цементит) и выдерживают при комнатной в итоге выделяется третичный цементит. Применяются при низких температурах. Применяют для изготовления тяжелонагруженных деталей:

  • осей
  • зубчатых передач двигателя крепежных болтов

Старение металлов – медленное самопроизвольное изменение свойств при комнатной температуре (естественное старение) при небольшой температуре нагрева (искусственное старение).

Метастабильные аустенитные стали (трип-стали) (пример 30Х9Н8М4Г2С2) применяют для изготовления высоконагруженных деталей, тросов.

Процесс получения: нагревают до 10000С-11000С, затем проводят пластическую деформацию при температуре 450-6000С. (применение ограниченно т.к. присутствует необходимость в прокатном и другом оборудовании).

Используется для изготовления подшипников качения. Так как происходит постоянный контакт шариков (роликов) с поверхностями внутреннего и наружного кольца Шарикоподшипниковая сталь должна обладать контактной выносливостью, твердостью и прочностью.

Примеры маркировки: ШХ15, ШХ15СГ (в шарикоподшипниковых сталях 1% углерода). Термическая обработка шарикоподшипниковых сталей: отжиг (после которого проводится механическая обработка и штамповка), закалка (нагрев до температур 840-8600С и охлаждение в масле), охлаждают до 200С для уменьшения остаточного аустенита, низкий отпуск в течении 1-2ч.

Сталь должна иметь минимальное количество неметаллических включений (так как они приводят к преждевременному износу), для этих целей применяют электрошлаковый переплав. Шарики должны быть немного тверже колец. Требуемые свойства: кольца и шарики должны быть твердыми (HRC 60-65).

Износостойкая высокомарганцевая аустенитная сталь

Износостойкая литейная высокомарганцевая аустенитная сталь 110Г13Л (1,1 % углерода, 13 % марганца) работает на износ в условиях абразивного трения, давления и больших динамических нагрузок (такие условия работы характерны для траков гусеничных машин, щек дробилок и др. Термическая обработка: закалка (нагрев до температуры 11000С охлаждение в воде). Обладает износостойкостью только при ударах, когда происходит упрочнение аустенита и образуется мартенсит с кристаллической решеткой ГПУ.

Коррозионностойкие (нержавеющие) стали

Коррозия – это процесс разрушения металла под воздействием внешней среды.

Для коррозионной стойкости в стали вводятся: хром, никель.

Виды коррозионностойких сталей:
  • Хромистые после охлаждения на воздухе имеют ферритную, мартенситную, мартенситно-ферритную структуру.

Стали 20Х13, 12Х13 применяются для изготовления деталей подверженных ударам, действию слабоагрессивных сред (предметы домашнего обихода, клапана гидравлических прессов, гаечные ключи). Термическая обработка: закалка (нагрев до 1000-11000С охлаждение в масле, высокий отпуск).

Стали 30Х13, 40Х13 применяют для карбюраторных игл, пружин, хирургических инструментов. Термическая обработка: закалка (нагрев до температуры 1000-10500С охлаждение в масле, низкий отпуск). Если требуется более высокая коррозионная стойкость применяют стали с большим содержанием хрома (12Х17, 15Х25Т и др.).

  1. Хромоникелевые стали могут быть аустенитного, аустенитно-мартенситного или аустенитно-ферритного классов.

Из сталей аустенитного класса изготовляют оболочки топливных баков и ракет, криогенной техники. Пример 12Х18Н9.

Термическая обработка:

Закалка (нагрев до температуры 1100-11500С, охлаждение в воде или на воздухе, затем подвергают холодной деформации, аустенит переходит в мартенсит).

Из сталей аустенитно-мартенситного класса изготовляют обшивку, сопловые конструкции и силовые узлы летательных аппаратов. Пример 09Х15Н8Ю. Обладают хорошей свариваемостью. Термическая обработка: закалка (нагревают до температуры 9750С, после этого сталь хорошо обрабатывается резанием и деформируется, затем сталь обрабатывается холодом до -750С, далее проводят средний отпуск).

Стали аустенитно-ферритного класса имеют преимущества в механических свойствах  и коррозионной стойкости перед аустенитным классом и применяются в химической и пищевой промышленности, судостроении, авиации, медицине.

Содержат хрома около 18-22%. Пример 08Х22Н6Т.

 

Жаростойкие и жаропрочные стали

  1. Жаростойкие стали (окалиностойкие) стали работающие в ненагруженном состоянии в газовой среде при высоких температурах. Жаростойкость повышают введением хрома, алюминия и кремния. Примеры: 08Х17Т, 36Х18Н25С2.
  2. Жаропрочные стали

Используются под нагрузкой при температуре свыше 5000С.

Жаропрочные стали перлитного класса применяются для изготовления деталей работающих при температуре 500-5800С и малых нагрузках. Применяются для изготовления трубы пароперегревателей, арматура паровых котлов, детали крепежа. Жаропрочные стали мартенситного класса применяются для изготовления деталей работающих при температурах до 6000С, деталей газовых турбин и паросиловых установок.

 

idaten.ru

Классификация углеродистых сталей – разбираемся в свойствах сплавов + Видео

Наверняка все слышали про углеродистые стали, но редко кто различает их виды, поэтому именно классификация и станет предметом разговора в этой статье. Мы также научимся расшифровывать маркировку, ведь только так можно определить качество предметов и инструментов, сделанных из этого материала.

1 Характеризуем углеродистую сталь

Сталь состоит из двух компонентов – железа (Fe) и углерода (С). Также в составе присутствуют добавки, но когда доля примесей сведена к минимуму, то речь идет об углеродистых сплавах. Этот тип делится на низко-, средне- и высокоуглеродистые. В первом случае в составе присутствует менее 0,2% С, во втором 0,2–0,6%, а в третьем содержание углерода достигает 2%.

К достоинствам материала стоит отнести приемлемую цену в сочетании с довольно неплохими характеристиками. Углеродистые стали пластичны и прекрасно подвергаются обработке независимо от температуры нагрева. Еще к плюсам можно отнести отличную свариваемость. Этот материал остается прочным даже при 400 °C и не боится динамических нагрузок. Штампуемость ухудшается с повышением количества углерода.

Недостатков тоже хватает:

  • при нагреве более 200 °C страдает твердость и режущая способность;
  • сплав склонен к коррозии, поэтому нуждается в защитном покрытии.
  • электротехнические свойства на низком уровне.
  • материал склонен к тепловому расширению.

Коррозия углеродистой стали

Рекомендуем ознакомиться

Изменение содержания С в материале приводит к структурным превращениям, на основе этого может выделяться еще одна классификация.

В доэвтектоидных сплавах доля С не превышает 0,8%. Для такого материала характерна структура, состоящая из зерен феррита и перлита. Причем с увеличением С преобладает перлит, а вторая структурная составляющая стремится к минимуму. В эвтектоидных сталях (0,8% С) соответственно остается один перлит. А вот дальнейшее увеличение в составе углерода приводит к появлению вторичного цементита. Последние сплавы называются заэвтектоидными.

На свойства углеродистых сталей влияет и доля постоянных примесей. К полезным добавкам относятся кремний и марганец. Эти элементы способствуют раскислению сплава, а вот содержание фосфора с серой наоборот. Повышенное содержание Р приводит к хладноломкости, т.е. заготовка растрескивается и ломается во время холодной обработки. Однако в нагретом состоянии сплав можно подвергать обработке (ковке, сварке и т. д.).

Сера вызывает красноломкость. Этот дефект характеризуется плохой обрабатываемостью материала при термическом воздействии. Сернистое железо образует эвтектику с Fe, которая распределяется по краям зерен, и с повышением температуры она начинает плавиться. В результате нарушается связь между зернами и образуются трещины. Чтобы улучшить технологические показатели углеродистых сталей, можно провести микролегирование цирконием, титаном и бором.

В зависимости от содержания С значительно изменяются свойства углеродистых сталей. С его увеличением до 1% возрастает твердость и предел прочности. При этом пластичность и предел текучести, напротив, ухудшаются. А вот если количество С будет превышать 1%, то это может негативным образом отразиться на прочности. Дело в том, что в структуре материала возможно образование грубой сетки вторичного мартенсита, которая способствует снижению прочности. Поэтому содержание С даже в высокоуглеродистых сталях на практике обычно не превышает 1,3%.

2 Способы получения такого сплава

Прежде чем предметом разговора станет классификация и маркировка на углеродистых сталях, уделим несколько минут особенностям изготовления. Существует три основных способа выплавки этого материала, которые отличаются главным образом типом оборудования. Огромной популярностью пользуются конвертерные установки. Это специальные печи, в которых и плавят все составляющие, а именно чугун и лом. Особенностью такого способа можно назвать дополнительную обработку сплава техническим кислородом.

Когда необходима ошлакование примесей, добавляют обожженную известь. К недостаткам такого метода относится большое пылеобразование, вызванное обильным окислением железа, а угар достигает 9%. Поэтому целесообразно устанавливать специальные пылеочистительные установки, что несколько усложняет процесс и повышает себестоимость продукции. А вот производительность находится на весьма высоком уровне.

Специальная пылеочистительная установка

Следующий тип оборудования, пользующийся не меньшей популярностью, это мартеновские печи. В плавильную камеру загружают сырье (чугун, стальной лом и т. д.) и нагревают. В результате сложных физико-химических взаимодействий компонентов, шлака и газовой среды получается готовая сталь, которую выпускают через отверстие в задней стенке.

Также получить этот сплав можно и с помощью электрических печей. Достоинства этого метода: отсутствие загрязнений и окислительной среды, чего нельзя добиться в предыдущих способах. Из-за меньшего содержания водорода электросталь реже поражается флокенами. Классификация способов достаточно разнообразна, но независимо от типа производства углеродистых сталей в плавильные камеры всегда погружают чугун и лом.

3 Можно ли повысить прочность углеродистой стали?

В легированных марках задать свойства сплава получается за счет ввода определенных дополнительных компонентов, а вот как повысить прочность углеродистых сталей? Достичь таких улучшенных свойств поможет термическая обработка. Один из методов – поверхностная плазменная закалка. В результате превращений в структуре преобладает мартенсит высокой твердости (до 9,5 ГПа). На некоторых участках твердость мартенсита и вовсе достигает 11,5 ГПа.

Поверхностная плазменная закалка сплава

Кроме того, после упрочнения плазменной закалкой в структуре появляется метастабильный остаточный аустенит, и с увеличением С его содержание может достигать 90%. Подобное преобразование существенно повышает износостойкость металла. После обкатки часть аустенита превращается в мартенсит деформации.

Химико-термическая обработка заключается в изменении состава, структуры и, соответственно, свойств материала в результате химического воздействия, сопровождающегося дополнительно и высокими температурами. Благодаря такой обработке углеродистые стали становятся более твердыми, улучшаются их показатели износостойкости, материал приобретает антикоррозионные свойства и не боится взаимодействия с кислой средой.

4 Классификация – по какому признаку еще можно разделить сталь?

Во время производства этапу очищения сплава от вредных примесей могут уделять внимание по-разному. Так, когда доля серы и фосфора совершенно незначительна, то речь идет о качественном материале. Конечно, он имеет и более высокую стоимость, но и механические показатели таких сталей находятся на совершенно ином уровне. Однако зачастую нет смысла тщательно очищать материал от примесей, ведь таким образом, во-первых, получится удешевить продукцию, а, во-вторых, свойства и характеристики сплавов обыкновенного качества вполне сносны, при этом они тоже могут подвергаться различным термическим обработкам. Классификация этих углеродистых сталей насчитывает три вида: А, Б и В.

Первые отбирают, основываясь только на механических характеристиках, при этом химический состав не уточняется, поэтому они не подвергаются ни термическому воздействию, ни обработке давлением. В сталях группы Б, напротив, известен состав. А вот сплавы повышенного качества относятся к третьей категории (В). В этом случае гарантируются определенные механические свойства и химический состав. Стали последних двух групп подвергаются термической обработке и горячей деформации.

Сплав повышенного качества категории В

Следующей объектом нашего внимания станет классификация по назначению углеродистых сталей. Из конструкционных сплавов в основном производят детали механизмов, автомобильные запчасти и т. д. Инструментальные стали, содержащие более 0,7% углерода, нашли себя при изготовлении строительных инструментов. К их достоинствам относится повышенная твердость и отличная прочность.

Спокойные (содержится до 0,12% кремния) стали относятся к достаточно качественным сплавам. Для них характерны однородный химический состав и структура. Они подвергаются обработке, имеют неплохую ударную вязкость даже при –50 °C. Правда, с повышением температуры и после проведения сварочных работ эта характеристика ухудшается. Да и поверхность такого материала может быть менее качественной по сравнению с марками кипящих сталей.

Достоинствами полуспокойных (0,07–0,12% Si) можно назвать равномерное распределение примесей, что обеспечивает постоянные механические свойства проката. К последнему типу (КП) относится материал с содержанием кремния не более 0,07%. Такая кипящая сталь характеризуется незавершенным процессом раскисления, в результате структура получается менее однородной. Положительные стороны КП:

  • низкая себестоимость из-за небольшого содержания специальных добавок;
  • повышенная пластичность;
  • хорошо сваривается и штампуется.

5 Маркировка и правила расшифровки

В этом пункте мы поговорим об особенностях маркировки углеродистых сталей. Как указывает нам классификация, такие сплавы делятся на инструментальные и конструкционные. В обозначении первых будет присутствовать буква «У». Находится этот символ в самом начале шифра. Если речь идет о продукции с минимальным содержанием вредных элементов, то в конце буквенно-цифрового обозначения стоит «А». Еще маркировка может рассказать про содержание углерода сочетанием минимум двух цифр, для высококачественных видов их надо умножить на 100. Таким образом, в Ст15 входит 0,15% углерода.

Маркировка сплавов обыкновенного качества тоже дает такую информацию, только количество вышеуказанного элемента должно быть умножено всего лишь на 10. Так что, Ст2 содержит 0,2% С. Углеродистые стали групп Б и В обязательно будут маркироваться этими символами в начале обозначения. А вот «Г», стоящая после цифр, отвечающих за количество углерода, говорит о том, что в сплаве повышенное содержание марганца.

Маркировка углеродистых сталей

Кипящие, спокойные и полуспокойные типы обозначаются сочетанием букв «кп», «сп» и «пс», стоящими в конце обозначения. Например, маркировка БСт2кп читается как кипящая сталь обыкновенного качества, относящаяся к группе Б. Более точно ознакомиться с химическим составом сплавов «Б» и «В» можно, только заглянув в марочник. Если после цифирного обозначения не указывает тип сплава, то речь идет о спокойных сталях.

6 Где применяется такая сталь?

Сфера использования этих сплавов довольно обширна, а вот особенности применения во многом зависят от маркировки углеродистых сталей. Например, из материала обыкновенного качества, главное достоинство которого низкая цена, изготавливают швеллеры, прутки, балки, трубы, листы и иной горячекатаный рядовой прокат, не подвергающийся термическому воздействию.

А вот если изделие будет подвергаться термическому воздействию, то его следует делать из стали повышенного качества. В общем, эти сплавы широко используются при производстве различного оборудования и деталей котлов. Сверла, метчики, пуансоны, матрицы штампов и остальные элементы, нуждающиеся в повышенной твердости, изготавливают из инструментальных сталей.

Благодаря тому, что этот сплав не теряет свойства даже при высоких температурах, достигающих 450 °C, он нашел свое применение и при производстве посуды. Ножи, кастрюли, сковородки, да и формы для выпечки, все это производится из углеродистых сталей. Правда, у подобного материала есть один минус – склонность к коррозии, поэтому приходится использовать защитное покрытие, например, эмаль.

tutmet.ru