Расшифровка марок нержавеющей стали
Выбрать нержавейку без теоретического, практического опыта очень сложно. Чтобы избежать ошибок, нужно знать, как расшифровываются обозначения:
- 10Х17Н13М3Т, 10Х17Н13М2Т. Особенности — высокая устойчивость к образованию ржавчины, хорошая свариваемость. Состав — хром (до 18%), углерод (до 0,1%), никель (до 14%), молибден (до 3%), титан (до 0,7%), марганец (до 2%), сера (до 0,02%), кремний (до 0,8%), фосфор (до 0,035%).
- 10Х23Н18. Особенность — большое количество никеля в составе (до 20%). Остальные компоненты — хром (до 25%), кремний (до 1%), марганец (до 2%). При отпуске может повыситься хрупкость.
- 08Х18Н9, 08Х18Н10. Применяются в разных сферах промышленности. Состав — хром (до 19%), никель (до 10%), титан (до 0,5%), углерод (до 0,8%).
- 08Х18Н10Т. Особенности — хорошая свариваемость, сохранение коррозийной устойчивости при сильном нагревании. Изначально у сплава низкий показатель прочности. Для его увеличения необходимо провести дополнительную термическую обработку.
- 12Х18Н10Т. Особенности — ударная вязкость, устойчивость к воздействию высоких температур.
- 06ХН28МДТ. Эта марка считается уникальной благодаря высокой устойчивости к воздействию разных агрессивных факторов. Поэтому готовые металлоконструкции могут устанавливаться в разных климатических условиях. Состав — хром (до 25%), никель (до 29%), медь (до 3,5%).
Чтобы научиться самостоятельно расшифровывать маркировки нержавеющей стали, нужно знать несколько особенностей:
- Первое число, которое находится до начала букв, указывает на процентное содержание углерода.
- Другие элементы обозначаются заглавными буквами. Цифры, которые стоят после них указывают на их процентное содержание.
Маркировка нержавеющей стали осуществляется через один из двух классификаторов — AISI или ГОСТ5632-2014. Прежде чем отправляться в магазине за деталями из этого материала, рекомендуется подробно изучить классификаторы, чтобы понимать, о чем может рассказать маркировка.
Российские стандарты маркировки
Согласно российским стандартам, на стали обозначается маркировка, в которой указывается металлический состав и принадлежность к виду (частично). Если содержание углерода не превышает один процент, то его наличие в маркировке не участвует. В маркировку входят обозначения добавок, чтобы придать сплаву легирующие свойства. Они обозначаются десятыми и сотыми частями процента. Если какого-либо компонента менее полутора процентов, то его наличие отмечают только буквой.
Но не только химический состав присутствует в маркировке. Здесь есть символы, которые указывают на характеристики стального сплава для применения и уровень качества. Так буква «А» говорит о высоком качестве продукта.
Химический состав
Основные добавки для легирования – металлы. Вариативность количественного состава и массовой доли дает возможность получать различные марки. Просто железо по своим техническим свойствам – низкое качество конечного продукта: низкая прочность и высокая коррозийность требуют добавления компонентов, которые будут улучшать качество. Однако на практике доказано, что, повышая одно свойство, понижаются другие. Так высоколегированная нержавейка имеет низкие показатели механической прочности, а высококачественные углеродистые стали с получением прочности, получают коррозийность.
Главные компоненты химического состава стали – углерод и железо, причем углерода должно быть не больше 2,14%, железа не меньше 50%. Количество углерода в составе определяет ее классификацию: низкоуглеродистые, среднеуглеродистые, высокоуглеродистые.
Если процент содержания углерода достаточно высок, то сплав получается с высокой твердостью, но прочность снижается.
Чтобы добиться нужных эксплуатационных свойств, вводятся химические легирующие элементы, которые разделяют сталь на три класса:
- с низким содержанием легирующих компонентов (до 2,5%);
- среднелегированные – до 10%;
- высоколегированные – до 50%.
Это указывается в маркировке числом процентного содержания для каждого элемента. Если нет числа, то это означает, что добавок меньше 1,5 %. Показатели углерода не отображаются, так как он присутствует во всех композициях. Содержание углерода стоит в начале маркировки. Такая же маркировка указывает на назначение сплава. Здесь также буквы, которые расположены в определенном порядке: начало, середина, конец.
Зарубежные стандарты
Производители РФ и постсоветских государств используют маркированные методы, благодаря которым можно хотя бы примерно понять состав, предназначение и технические свойства без использования специальной литературы. Американское и европейское производство, напротив, не использует такую практику. Это связано с множеством компаний, которые квалифицируются на стандартизации металлической продукции.
Чаще всего, страны Европы и Америка не наносят на наружную поверхность химический состав, а стальные разновидности характеризуются буквами и цифрами. Однако для расшифровки этой аббревиатуры потребуется привлечение справочников или другой литературы.
Для коррозионностойких сталей в Европе и Америке часто используют систему маркировки AISI. Она предусматривает наличие трех цифр, одной или нескольких букв. Первая цифра в маркировке металла обозначает класс стали. Следующие две цифры соответствуют порядковому номеру сплава в группе. Значение букв, используемых в маркировке стальных сплавов:
- содержание углерода менее 0,03%;
- содержание Св пределах 0,03-0,08%;
- сплав содержит азот;
- малоуглеродистые стали, содержащие азот;
- высокая концентрация серы и фосфора;
- содержится селен, B – кремний, Cu – медь.
В США могут применяться и другие системы маркировки. В Европе существует система, во многом похожая на российскую систему маркировки. Содержание углерода указывается в сотых процента. Отличия заключаются в том, что сначала идет перечисление легирующих элементов, а затем в том же порядке следует их процентное содержание, лигатуры указываются в соответствии с таблицей Менделеева. Если какой-то элемент присутствует в количестве более 5%, то перед маркировкой ставится буква X. Например: X5CrNi18-10. В этой стали содержится 0,05% углерода, 18% хрома и 10% никеля.
Таблица обозначений легированных сталей в разных системах маркировки
| Стандарт США ASTM A240 | Европейские стандарты EN10088-2 и EN 10095 | Российский стандарт ГОСТ 5632-2014 | Химический состав, % | ||||
| C max | Cr | Ni | Mo | Ti | |||
| Аустенитный класс | |||||||
| Коррозионностойкие | |||||||
| AISI304 | 1.4301 | 12Х18Н9 | 0,07 | 17-19 | 8-10 | ||
| AISI 304DDQ | 1.4301 | 08Х18Н10 | 0,07 | 17-19 | 9-10 | ||
| AISI 304L | 1.4307 | 04Х18Н10 | 0,03 | 18-19 | 8-10 | ||
| AISI 316 | 1.4401 | 03Х17Н14М2 | 0,03 | 16,5-18,5 | 10-13 | 2-2,5 | |
| AISI 316L | 1.4432 | 03Х17Н14М3 | 0,03 | 16,5-18,5 | 10,5-13 | 2,5-3 | |
| AISI 316Ti | 1.4571 | 08Х17Н13М2Т | 0,08 | 16,5-18,5 | 10,5-13,5 | 2-2,5 | 5*C-0,7 |
| AISI 321 | 1.4541 | 12Х18Н10Т | 0,08 | 17-19 | 9-12 | 5*C-0,7 | |
| Жаростойкие и жаропрочные | |||||||
| AISI 309S | 1.4833 | 20Х23Н13 | 0,15 | 22-24 | 12-14 | ||
| AISI 310 S | 1.4845 | 20Х23Н18 | 0,10 | 24-26 | 19-22 | ||
| Ферритный класс | |||||||
| Коррозионностойкие стальные сплавы | |||||||
| AISI 410S | 1.4000 | 08Х13 | 0,08 | 12-14 | |||
| AISI 430 | 1.4016 | 12Х18 | 0,12 | 16-18 | |||
| AISI 430Ti | 1.4510 | 08Х17Т | 0,08 | 16-18 | До 0,8 | ||
| AISI 409 | 1.4512 | 08Х13 | 0,08 | 0,5-11,75 | |||
| Мартенситный класс | |||||||
| Коррозионностойкие стальные сплавы | |||||||
| AISI 410 | 1.4006 | 12Х13 | 0,08-0,15 | 11,5-13,5 | |||
| AISI 420L | 1.4021 | 20Х13 | 0,16-0,25 | 12-14 | |||
| AISI 420 | 1.4028 | 30Х13 | 0,26-0,35 | 12-14 | |||
| AISI 420 | 1.4031 | 40Х13 | 0,36-0,42 | 12,5-14,5 | |||
| AISI 420 | 1.4034 | 45х13 | 0,43-0,5 | 12,5-14,5 |
Что такое сталь
Сталью называют сплав, который имеет в своем составе железо и углерод. Содержание последнего не превышает 2,14 %. Если углерода больше – это уже чугун. Помимо этих компонентов, сталь может содержать различные примеси, как полезные, так и те, что ухудшают механические свойства сплава. Введение химических элементов с целью изменения (улучшения) механических, физических свойств называют легированием. В качестве лигатуры могут выступать хром, титан, молибден, марганец и др. К вредным примесям можно отнести азот, фосфор, серу. Как правило, повышенное их содержание ухудшает межкристаллические связи.
Общая классификация сталей
Сталь — это сплав железа с углеродом (до 2% углерода). По химическому составу сталь разделяют на:
- углеродистую;
- легированную;
По качеству сталь разделяют на:
- сталь обыкновенного качества;
- качественную;
- повышенного качества;
- высококачественную.
Сталь углеродистую обыкновенного качества подразделяют на три группы:
- А — поставляемую по механическим свойствам и применяемую в основном тогда, когда изделия из нее подвергают горячей обработке (сварка, ковка и др.), которая может изменить регламентируемые механические свойства (Ст0, Ст1 и др.);
- Б — поставляемую по химическому составу и применяемую для деталей, подвергаемых такой обработке, при которой механические свойства меняются, а уровень их, кроме условий обработки, определяется химическим составом (БСт0, БСт1 и др.);
- В — поставляемую по механическим свойствам и химическому составу для деталей, подвергаемых сварке (ВСт1, ВСт2 и др.).
Сталь углеродистую обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Стбпс, Стбсп.
Буквы Ст обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы «кп», «пс», «сп» — степень раскисления «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная).
Сталь углеродистая качественная конструкционная по видам обработки при поставке делится на:
- горячекатаную и кованую;
- калиброванную;
- круглую со специальной отделкой поверхности, серебрянку.
Легированную сталь по степени легирования разделяют:
- низколегированная (легирующих элементов до 2,5%);
- среднелегированная (от 2,5 до 10%);
- высоколегированная (от 10 до 50%).
В зависимости от основных легирующих элементов различают сталь 14 групп.
К высоколегированным относят:
- коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии; межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
- жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения в газовых средах при температуре выше 50 °C, работающие в ненагруженном и слабонагруженном состоянии;
- жаропрочные стали и сплавы, работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.
Сталь легированную конструкционную в зависимости от химического состава и свойств делят:
- качественная;
- высококачественная А;
- особо высококачественную Ш (электрошлакового переплава).
По видам обработки при поставке различают сталь:
- горячекатаная;
- кованая;
- калиброванная;
- серебрянка.
По назначению изготовляют прокат:
- для горячей обработки давлением и холодного волочения (подкат);
- для холодной механической обработки.
Отрицательные стороны
Наряду с положительными сторонами легирование сталей имеет и ряд характерных недостатков. К ним можно причислить следующие:
- В изделиях из легированных сталей наблюдается обратимая отпускная хрупкость второго рода.
- Сплавы класса высоколегированных включают остаточный аустенит, снижающий показатель твердости и сопротивляемости усталостным факторам.
- Склонность к образованию дендритных ликваций, что приводит к возникновению строчечных структур после прокатки или ковки. Для устранения эффекта применяется диффузионный отпуск.
- Такие стали склонны к образованию флокенов.
Как происходит маркировка на практике
Прежде чем выплавить плавку металла какой-либо марки, производится расчёт шихтовых материалов. Затем нужный состав засыпают в печь, варят и разливают. По ковшевой пробе в соответствии с таблицами ГОСТ или ТУ сверяют все нужные элементы. Проверяют вредные примеси (они попадают в расплав с шихтой и от футеровки). Если все составляющие попали в норму, то плавку маркируют, как и предполагалось.
Бывает и такое, что в нормативы по химическому составу не укладываются. Тогда металл маркируют другой маркой. Заказчик должен быть уверен, что он получит именно ту продукцию, которую заказал. От этого зависит качество изделий. Заводская система технического контроля завода строго следит за этим.
Обозначения в маркировке стали.
Например, если Вы встретились с таким маркировкой, как 15х22н17, то нужно знать, что первая цифра в этом обозначении стали будет указывать на уровень содержания в ней углерода. Сразу оговоримся, когда речь идет об инструментальной стали или нержавейке, то в маркировке обычно предполагаются десятые доли. В обозначении конструкционных сталей используются сотые доли.
Основной легирующий элемент, входящий в состав стали, обозначается с помощью буквенного описания. Для используемых в промышленности сплавов используются следующие значения:
- Азот – А
- Бор – Р
- Ниобий – Б
- Ванадий – Ф
- Никель – Н
- Вольфрам – В
- Кобальт – К
- Кремний – С
- Марганец – Г
- Молибден – М
- Титан – Т
- Углерод – У
- Фосфор – П
- Хром – Х
- Алюминий – Ю
- Медь – Д
Цифра, расположенная сразу после буквенного обозначения, указывает на процентное содержание этого легирующего элемента в составе этой марки стали. Цифровое значение прописывается за буквой в том случае, если указанный элемент занимает в общей доле более 1,5 %.
Как мы видим из примера, затем в маркировке стали указывается следующий основной легирующий элемент. Общая расшифровка состава стали на основе примера 15х22н17 будет выглядеть следующим образом: содержание углерода – 15 %, хрома – 23 %, никеля – 17 %.
В общую маркировку может включаться буква А. Ее применение в начале шифра указывает на то, что сталь принадлежит к классу автоматных. Для такой разновидности применяется специальная обработка с высокими скоростями резания. Наличие буквы А в конце маркировки будет указывать на такой класс стали, как высококачественная.
Необходимо обратить внимание, что такое описание состава характерно только для легированных конструкционных сталей. Маркировка других видов стали имеет свои особенности
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 | — |
Примерные расшифровки
Чтобы было понятно, как расшифровываются разные виды сталей, приведем несколько примеров, которые дают знания о маркировке.
- Р6М5Ф2К8. Данная маркировка указывает, что это сталь быстрорежущая, в ней содержатся компоненты в процентном отношении: молибден 5, ванадий 2, кобальт 8. Такой элемент, как хром есть во всех сталях данного вида, поэтому его не вносят в маркировку. Также здесь есть вольфрам, но его количество может изменяться. В данной маркировке его 6 процентов.
- У10ГА. Маркировка относится к инструментальному стальному сплаву, содержит 10 процентов углерода. Сталь качественная, имеет в своем составе марганец.
- 20ХГСА расшифровывается: углерод – 0,2 % (цифра впереди аббревиатуры). Затем в состав входит хром – Х, марганец – буква Г, кремний с полуторапроцентным содержанием (С). Буква «А» в любом сплаве обозначает высокое качество.
Зная условные обозначения можно легко определить марку стали.
- Теоретические основы и технология восстановительной плавки металлов из неокускованного сырья / С.В. Дигонский. — М.: Наука, 2007.
- Московский институт стали и сплавов. Фрагменты истории / В.А. Роменец. — М.: МИСИС, Руда и металлы, 2004.
- Справочник теплоэнергетика предприятий цветной металлургии. — М.: Металлургия, 1982.
- Статья на Википедии
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».
Механические характеристики
Марка 30ХГСА от обычных конструкционных сталей отличается повышенным значением прочности и устойчивости к ударным нагрузкам. Предел текучести равен 820 МПа. Для сравнения, нержавейка 12Х18Н10Т «течет» уже при 400 МПа. Полное разрушение стали происходит при нагрузке 980 МПа. Ударная вязкость составляет 127 КДжм2.
Обладает высокими пластичными свойствами: относительное удлинение 11%, а сужение 50%. Устойчива при работе в условиях переменных нагрузок. Предел выносливости 30ХГСА больше стали 45 ровно в 2 раза и имеет значение 490 МПа. Износоустойчива. Твердость находится в пределах 45-50 единиц по шкале Роквелла.
Сталь сохраняет свои механические характеристики при температуре вплоть до 400 С.
Механическая обработка
Выбор режимов резания и подбор инструмента – это важная часть, необходимая для составления правильного технологического процесса обработки деталей, изготовленных из Ст3.
Для ее точения или фрезерования применяют режущий инструмент, выполненный из твердых сплавов ВК8, Т5К10. Для получения резьбы и внутренней, и наружной применяют метчики и плашки, выполненные из сталей Р18, Р6М5. При обработке на станках токарно-фрезерной группы целесообразно применять водоэмульсионные СОЖ, например, Эмульсол. Кстати, при нарезании резьбы вручную желательно использовать касторовое масло, которое существенно облегчает работу.
Выбор скорости обработки производят на основании свойств стали, технических параметров станочного оборудования и вида обработки. Например, при диаметре заготовки от 60 до 100 мм, допустимо использовать токарный резец с размером державки 16х25 мм. При глубине резания в 3 мм, скорость подачи суппорта должна равняться от 0,7 до 1,2 мм на один оборот шпинделя. При обработке на токарном станке допускается скорость вращения шпинделя в пределах 700 оборотов в минуту.
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.
Маркировка сталей | Сварочные работы
Марка сталей обозначается сочетанием букв и цифр. Сталь углеродистая обыкновенного качества маркируется буквами Ст, что означает «сталь», после которых ставится одна из цифр от 0 до 6. Цифра в обозначении марки указывает номер стали, определяющий ее состав и свойства. Причем, чем выше номер, тем больше в стали углерода. Так, в Ст1 углерода может быть 0,06—0,12 %; в стали Ст3 — углерода 0,14—0,22%; в стали Стб — углерода 0,38—0,49 %.
Углеродистая сталь может быть трех степеней раскисления — спокойная, полуспокойная и кипящая. Для лучшей характеристики стали к ее марке добавляют соответствующие буквы сп, пс, кп. Например, Ст2кп, Ст3сп, Ст5пс, Стбсп.
В соответствии с ГОСТ 380—71 в некоторых марках стали допускается содержание марганца до 1 % и более. При маркировке таких сталей перед буквами, означающими степень раскисления, ставится буква Г. Например, Ст3пс может содержать марганца 0,4—0,65 %, а Ст3Гпс содержит марганца 0,8—1,1 %; Ст5пс содержит марганца 0,5—0,8%, а Ст5Гпс — 0,8—1,2 %.
Стали углеродистые обыкновенного качества, изготовляемые по ГОСТ 380—71, в зависимости от гарантируемых характеристик и назначения делятся на три группы.
Стали группы А характеризуются механическими свойствами.
Стали группы Б характеризуются химическим составом. Эти стали, так же как и стали группы А, бывают различных степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца, т. е. могут быть стали марок БСт3кп, БСт3пс, БСт3сп и БСт3Гпс.
Стали группы В характеризуются механическими свойствами и химическим составом. К этой группе относятся стали марок ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5, из них некоторые могут быть всех степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца.
По химическому составу стали группы В должны соответствовать нормам, указанным в ГОСТ для стали группы Б, за исключением нижнего предела по содержанию углерода. Сталь всех групп с номерами от 1 до 4 может быть всех степеней раскисления, а с номерами 5 и 6—только спокойной или полуспокойной.
В зависимости от нормируемых показателен счаль каждой группы подразделяется на категории.
Сталь группы А имеет три категории, для каждой из которых установлены заданные нормы механических свойств.
Сталь группы Б подразделяется на две категории. К первой категории относятся стали марок БСт0 — БСтб всех степеней раскисления, нормируемые по углероду, марганцу, кремнию, сере, фосфору и азоту. Ко второй категории относятся стали марок БСт1 — БСтб, нормируемые кроме указанного для первой категории еще и содержанием хрома, никеля и меди.
Стали группы В подразделяются на шесть категорий, а к нормируемым показателям относится временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, изгиб в холодном состоянии, химический состав и ударная вязкость при различных температурах.
Сталь группы В третьей — шестой категорий поставляется только полуспокойной и спокойной.
Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют номер соответствующей категории, например ВСт3псЗ, БСт3кп2, Ст3пс2 и т. п.
По ГОСТ 1050—74 выпускается углеродистая качественная конструкционная сталь. В зависимости от механических свойств эта сталь делится на пять категорий. В углеродистых качественных сталях нормируется содержание углерода, кремния, марганца, хрома, серы и фосфора. По содержанию углерода сталь и маркируется.
Марка углеродистых качественных сталей состоит из двух цифр, которые указывают на примерное содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 08 содержит углерода 0,5—0,12 %; сталь 20 содержит углерода 0,17—0,24.
В качественных конструкционных сталях жестче ограничения по содержанию вредных примесей, чем в сталях обыкновенного качества.
Диапазоны химического состава низко- и среднеуглеродистых качественных сталей и сталей обыкновенного качества в значительной степени перекрываются. Это позволяет при необходимости осуществлять их замену. Например, Сталь 20 может быть заменена сталью ВСт3сп, но стандарт на качественную сталь не регламентирует их ударную вязкость при отрицательных температурах и после механического старения.
При производстве стальных строительных конструкций большое применение находят низколегированные стали и стали повышенной прочности. Маркировка легированных сталей состоит из сочетания прописных букв и цифр. Буквы указывают наличие в стали легирующих элементов. Условное обозначение химических элементов, входящих в состав сталей, приведено в табл. 3.
Как расшифровать маркировку сталей
Марку углеродистой стали и группу ее качества можно определить по типу маркировки. Каждая цифра и буква имеет свое значение и показывает требования к качеству, степень раскисления, наличие легирующих элементов.
Например, для сплава обычного качества:
- Ст 2 кп — нормального качества с содержанием углерода 0,09–0,15%, кипящая, марганца 0,25 — 0,50%, кремния менее 0,05%;
- Ст3Г пс — содержание углерода в пределах 0,14–0,22%, полуспокойная, марганца в пределах 0,80–1,1%, кремния не более 0,15%.
Углеродистые стали повышенного качества маркируются цифрами (содержание углерода в сотых долях) и буквами (легирующий элемент). Например:
- 45 — 0,45% углерод;
- 40ХН — углерода 0,4%, хрома и никеля менее 2%.
Расшифровка высокоуглеродистых марок имеет букву, указывающую тип материала, его применение и цифру — процент углерода в десятых долях. Инструментальные сплавы имеют обозначение У. Например:
- У8 — инструментальная, 0,8% углерода;
- У12 — содержание углерода 1,2%.
Химический состав более точно можно определить по таблице в справочнике металлурга.
Прокат на торце маркируется цветной полосой:
- красный — Ст3;
- желтый — Ст2;
- зеленый — СТ5;
- синий — Ст6.
Для каждого типа стали имеется своя маркировка. Легированные могут содержать до 3 цветных полос.
https://youtube.com/watch?v=oDda0Ml3BuQ
