Классификация и маркировка сталей

Расшифровка сталей: примеры

Для примера расшифровки рассмотрим распространенную марку стали 12Х18Н10Т.

Цифра «12» в начале названия марки – показатель содержания углерода в этой стали, он не превышает 0,12%. Далее идет обозначение «Х18» – следовательно, в стали имеется элемент хром в количестве 18%. Аббревиатура «Н10» говорит о присутствии никеля в объеме 10%. Буква «Т» свидетельствует наличие титана, отсутствие цифрового выражения означает, что его там менее 1,5%. Очевидно, что квалифицированная расшифровка сталей по составу сразу дает понятие о ее качественных характеристиках.

Если сравнивать обозначения легированных и углеродистых сталей, это становится заметным отличием, свидетельствующим об особенных свойствах металла, обусловленных специально введенными легирующими добавками. Расшифровка сталей и сплавов указывает на их химический состав. Основными легирующими добавками являются:

• никель (Ni) – снижает химическую активность и улучшает прокаливаемость металла;
• хром (Cr) – повышает предел прочности и предел текучести сплавов;
• ниобий (Nb) – повышает кислотостойкость и устойчивость к коррозии сварных соединений;
• кобальт (Co) – повышает жаропрочность и ударную вязкость.

Виды и характер классификации сталей при маркировке

Согласно официально принятому утверждению, сталью можно называть то изделие, которое состоит как минимум на 45% из железа. Оставшаяся доля приходится на углерод и дополнительные примеси, добавляемые в зависимости от ряда характеристик. При этом углерода должно быть от 0.02% – 2.14%, все что выше, уже считается чугуном.

Важно при этом понимать, что при классификации стального изделия, необходимо руководствоваться следующими принципами, на которых был собран ГОСТ и справочные сведения:

1. Химический состав. Определяется путем выборочного плавочного анализа. Его делают в процессе разливки материала. Если стальное изделие поступает в готовом виде, то берут состав у завода-изготовителя.
2. Механические характеристики. Стальной брусок, установленного ГОСТом размера, испытывают на прочность, ползучесть, а также различные ударные нагрузки.
3. Показатели жаростойкости. Дают понимание того, при каких температурах, можно работать с заготовкой и может ли она выдержать тот режим работы, в котором готовое изделие предполагается использовать.
4. Характеристики коррозионных свойств. Учитываются данные проникновения коррозии и дается оценка уменьшения толщины метала при воздействии тех или иных факторов окружающей среды (мм/год).
5. Возможности и режимы свариваемости. Проводится оценка возможной эксплуатации при сварке стали. Дается заключение на основании, которого делается вывод по 3м составляющим: можно ли варить, нужно ли нагревать дополнительно, какие ограничения.
6. Указание литейных свойств изделия. Для испытания определяют различные показатели описывающие возможные характеристики литья стали: текучесть, трещиноустойчивость, усадке и т.д.
7. Характеристики ковочных свойств. Определяется температура и длительность охлаждения.
8. Возможности обработки. При испытании используются резцы определенного состава из быстрорежущих сталей. Заготовку пытаются разделить в течении 60 минут. В итоге получается 2 параметра – Кv тв.спл и Кv б.ст.
9. Показатели прокаливаемости. Стальная заготовка проверяется в воде и масле. Итогом она относится к 1 из 4 групп: нефлокеночувствительные, малофлокеночувствительные,  флокеночувствительные, повышеннофлокеночувствительные.
10. Показатели хрупкости при отпуске. Выявляется ударная характеристика и хрупкость стали при различных температурных режимах отпуска. В итоге изделие относят к 1 из 3х групп: не склонные к хрупкости, малосклонные, склонные.

Согласно данным моментам классификации, составляется общая картина видового разнообразия тех или иных стальных материалов. Их разнообразие обуславливается прежде всего необходимостью применения для тех или иных условий. Впрочем, об это по порядку.

По каким видам характеризуется сталь

В настоящее время, охарактеризовать виды стали можно по следующим параметрам:

1. Тип.
   1. Углеродистая. Основа состава ее углерод с железом. В зависимости от содержания последнего выделяют 3 степени: мало (меньше 0.25%), средне(0.25%-0.6%) и высокоуглеродистые (больше 0.6%) стали.
   2. Легированная. Отличается наличием в составе дополнительных ингредиентов. Это дает возможность повысить приспосабливаемость материала для требуемых условий: прочности, износостойкости и т.д. Различают: низко (не более 2.5%), средне (2.5% – 10%) и высоколегированные (более 10%).
2. По качественному состоянию.
   1. Без требований. Обычно изготавливаются без строгих требований к производству и отличаются с присутствием различного рода примесных элементов.
   2. Качественные. Имеет в составе строго выверенные конструктивные требования для применения по месту назначения. Обычно не содержит большое количество примесей.
   3. Высококачественные. Выплавляются с учетом определенного состава и ограниченными показателями по наличию примесных включений.
3. По назначению.
   1. Конструкционная. Применяется в основном для изготовления узлов и отдельных деталей в машиностроении. При производстве в не заносятся необходимые эксплуатационные свойства, например устойчивость к износу и т.д.
   2. Инструментальная. Обладает повышенными режущими и эксплуатационными характеристиками. Из такой стали обычно изготавливают инструменты.
   3. Корозионно-стойкие, Жаростойкие, Жаропрочные, Износостойкие. Используются по назначению, где требуется соответствующие условия работы изделия. Например в случае постоянного давления или трения на деталь.
   4. Стали для отливок. Применяются при производстве чугунных изделий.

Виды стали и маркировка

Для одних изделий нужна высокая износоустойчивость, для других стойкость к коррозии, а для третьих – магнитные свойства.

Но большая часть сплавов требуется для изготовления конструкционной стали, которая разделяется по видам и маркируется буквами:

• «С» — для строительства. С низким содержанием легирующих компонентов, отличающаяся хорошей свариваемостью.
• Для пружин (пружинная). В данных сплавах присутствуют отличные показатели упругости, сопротивляемости к разрушительным процессам, прочность на усталость. Для изготовления рессор, пружин.
• «Ш» для подшипников. Из названия понятно, что данные сплавы нужны для изготовления элементов подшипников для различных узлов, механизмов. Главные свойства – износоустойчивость, отменная прочность, и малая текучесть.
• Сталь стойкая коррозии или нержавейка. Данный вид отличает высокое содержание легирующих компонентов, повышенная стойкость к агрессивным средам и веществам.
• Жаропрочные марки стали – сплавы, которые могут применяться в изделиях, способных функционировать под нагрузкой при высоких температурах. Сфера применения – элементы различных двигателей.
• «У» для инструментов или инструментальная сталь нашла свое применение в изготовлении инструментов для измерений в металлообработке и для деревообрабатывающей промышленности.
• «Р» быстрорежущая сталь востребована для производства инструментов в металлообрабатывающем оборудовании.
• Цементирующая – сплав, применяемый для узлов и механизмов, которые функционируют при значительных поверхностных нагрузках.

Для остальных сталей (пружинная, инструментальная) не имеют обозначений. Указывается только химсостав.

Кроме видов сталь классифицируется по химсоставу, качеству, способу плавки, структуре, назначению.

Описание

Сталь Ст3сп применяется: для изготовления просечно-вытяжных листов, несущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах; фасонного и листового проката (5-й категории) для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от -40 °С до +425 °С, при толщине проката свыше 25 мм — от -20 °С до +425 °С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью; заготовок деталей трубопроводной арматуры; поковок сением до 300 мм. классов прочности КП 175, КП 195; изготовления сварных переходов, фланцев, сварных тройников и других фасонных деталей трубопроводов АС с температурой эксплуатации от -20 °С до +200 °С; в качестве основного слоя при изготовлении горячекатаных двухслойных коррозионностойких листов; горячекатаных корытного, одножелобчатого и С-образного профилей для сельскохозяйственных машин; профиля для корпуса конечной передачи трактора; горячекатаного профиля для изготовления ободьев колес сельскохозяйственных машин; электросварных труб для изготовления деталей и конструкций в мотовелостроении; рельсов двухголовых, тавровых и типа Р5, предназначенных для наземных и подвесных путей; стальных гнутых замкнутых сварных квадратных и прямоугольных профилей, предназначенных для применения в сельскохозяйственном машиностроении, тракторостроении и других отраслях народного хозяйства; горячекатаных стальных профилей для шпунтовых свай, предназначенных для ячеистых конструкций и противофильтрационных завес; костылей класса точности С, предназначенных для крепления железнодорожных рельсов к деревянным шпалам и брусьям; колец цельнокатаных различного назначения.

Примечание

Степень раскисления — Сп.Сортовой, полосовой и фасонный прокат изготавливается классом прочности 265 при сечении до 20 мм. При упрочняющей обработке (регламенитуемая или контролируемая прокатка или ускоренное охлаждение) поставляется прокат сечением до 20 мм классов прочности 295, 325 и 345.Сталь Ст3сп обеспечивает класс прочности листового, широкополосного универсального проката и гнутых профилей КП 265 при толщине проката до 20 мм без применения дополнительной упрочняющей обработки.

Конструкционная сталь

Базовый сортамент нержавеющих марок стали

Подшипниковая сталь

Рессорно-пружинная сталь

Теплоустойчивая сталь

Сталь 20 ГОСТ

Производство всей наиболее значимой продукции из Стали 20 регламентируется нижеприведёнными стандартами  (ГОСТ):

• сортовой прокат, в том числе фасонный — ГОСТ 1050-88, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-97, ГОСТ 8239-89;
• калиброванный пруток — ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78;
• шлифованный пруток и серебрянка — ГОСТ 14955-77;
• лист толстый — ГОСТ 1577-93, ГОСТ 19903-74;
• лист тонкий — ГОСТ 16523-97;
• лента — ГОСТ 6009-74, ГОСТ 10234-77, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 82-70;
• проволока — ГОСТ 5663-79, ГОСТ 17305-91;
• поковки и кованые заготовки — ГОСТ 8479-70;
• трубы — ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-74, ГОСТ 5654-76, ГОСТ 550-75.

Чугуны со специальными свойствами

В зависимости от назначения различают износостойкие, антифрикционные, жаростойкие и коррозионностойкие чугуны.

Износостойкие (антифрикционные ) чугуны

Обозначают сочетанием букв АЧС, АЧК, АЧВ. Буквы С, К, В обозначают вид чугуна: серый, ковкий, высокопрочный. Цифра обозначает номер чугуна. Для легирования антифрикционных чугунов применяют хром, никель, медь, титан.

Жаростойкие и жаропрочные чугуны

Обозначают набором заглавных букв русского алфавита и следующими за ними букв. Буква «Ч» — чугун.

Буква «Ш», стоящая в конце марки означает шаровидную форму графита. Остальные буквы означают легирующие элементы, а числа, слежующие за ними, соответствуют их процентному содержанию в чугуне.

Жаростойкие чугуны применяют для изготовления деталей контактных аппаратов химического оборудования, работающих в газовых средах при температуре 900-11000С.

Виды легированных сталей

От процентного содержания добавок стали разделяются на:

1. Низколегированные — содержание добавок менее 2,5%
2. Среднелегированные — 2,5 — 10%.
3. Высоколегированные — более 10%.

Также легированные стали подразделяются на следующие виды:

• конструкционные;
• инструментальные;
• с особыми физическими свойствами.

Маркировка легированных сталей

Из-за большого разнообразия сплавов с улучшающими добавками появилась необходимость в их маркировке. Легированные стали классификация и маркировка которых будет приведена ниже очень легко идентифицировать по буквенному обозначению, а также по указанию процентного состава тех или иных веществ в металле.

Расшифровка

Маркировка включает в себя буквы, которые обозначают предназначение металла.

1. Ж, Х, Е — обозначение нержавеющих, хромистых и магнитных сплавов.
2. Я — хромоникелевая нержавеющая сталь.
3. Ш — шарикоподшипниковая.
4. Р — режущая.
5. А, Ш — качественная и высококачественная легированная сталь.

Также в сплавах могут содержаться следующие элементы:

• Азот — А
• Алюминий — Ю
• Бериллий — М
• Бор — П
• Вольфрам — В
• Ванадий — Ф
• Кобальт — К
• Кремний — С
• Марганец — Г
• Медь — Д
• Молибден — М
• Магний — Ш
• Ниобий — Б
• Никель — Н
• Селен — Е
• Титан — Т
• Фосфор — П
• Хром — Х
• Цирконий — Ц
• Редкоземельные металлы — Ч

Если легированные стали маркировка которых после букв не имеет цифр не содержат ниобия, молибдена, ванадия, алюминия, азота, бора, титана, циркония и редкоземельных металлов, то это будет говорить о том, что в материале содержание легирующего элемента менее 1,5%. Для перечисленных выше металлов имеется исключение из данного правила, по причине влияния на механические свойства сплава даже десятых долей процента.

Видео:

Применение легированных сплавов

Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам легированная сталь применение находит в машиностроении, изготовлении инструментов, труб и строительных материалов.

Детали машин обычно изготавливают из перлитных металлов. К этой категории материалов относятся низколегированные и среднелегированные стали, которые после отжига имеют структуру позволяющую легко обрабатывать металл с помощью режущего инструмента.

Низколегированные стали благодаря повышенным прочностным характеристикам позволяют существенно экономить денежные средства при строительстве крупногабаритных сооружений и машин. Например, в судостроительстве благодаря использованию материала удаётся уменьшить толщину применяемого металла.

Легированные стали с добавками хрома широко используются для производства изделий, которые устойчивы к воздействия молочной и уксусной кислоты, а также следующих деталей работающих под значительным давлением:

1. Поршневые пальцы, карданные крестовины и другие изделия предназначенные для эксплуатации в условиях повышенного износа.
2. Кулачковые муфты, плунжеры и шлицевые валики.
3. Шестерни коробок передач и червячные валы, а также другие изделия для работы на малых и средних скоростях.

Высоколегированная сталь широко используется для производства деталей устойчивых к коррозионному разрушению. Такие изделия также устойчивы к высоким температурам и способны работать в условиях до +1100 градусов.

Некоторые виды сплавов благодаря особым тепловым качествам имеют специальное применение, например:

1. ЭН42 — материал обладает коэффициентом расширения таким же как и у стекла, поэтому применяется в качестве электродов в лампах накаливания.
2. Х8Н36 — обладает постоянной упругостью, которая не изменяется в температурных пределах от минус 50 до +100 градусов. Благодаря неизменяемой упругости такой материал широко используется для
   производства пружин для часовых механизмов и стрелочных измерительных приборов.
3. И36 — сплав обладает нулевым коэффициентом температурного расширения, поэтому идеально подходит для изготовления различных эталонов и калибровочных изделий.

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 %.

Коррозионностойкие чугуны

Короозионностойкие чугуны обладают высокой стойкостью в газовой, воздушной и щелочных средах.Их применяют для изготовления деталей узлов трения, работающих при повышенных температурах.

Примеры обозначения и расшифровки чугунов:

1. СЧ15 — серый чугун, временное сопротивление при растяжении 150Мпа.

2. КЧ45-7 — ковкий чугун, временное сопротивление при растяжении 450Мпа, относительное удлинение 7%.

3. ВЧ70 — высокопрочный чугун, временное сопротивление при растяжении 700 МПА

4. АЧВ — 2 — антифрикционный высокопрочный чугун, номер 2.

5. ЧН20Д2ХШ — жаропрочный высоколегированный чугун, содержащий никеля 20%, 2% меди, 1% хрома, остальное — железо, углерод, форма графита — шаровидная

6. ЧС17 — коррозионностойкий кремниевый чугун, содержащий 17% кремния, остальное -железо, углерод.

https://youtube.com/watch?v=qZXurZNq0wk