Ковкий сплав углерода с железом, при содержании первого до 2.14%, называется сталью. При превышении указанного процента материал приобретает повышенную хрупкость. Для придания заданных свойств в состав вводят легирующие элементы, улучшающие механические, магнитные, электрические свойства, способность противостоять коррозии. Существует более трёх с половиной тысяч марок стали, чтобы разобраться в предложенном многообразии в стране введена маркировочная система, позволяющая упростить процесс распознавания сплава.

Классификация   

 

В основу разделения стали на виды положены такие критерии:

●     качество: обыкновенная (углерод до 0.6%, сера и фосфор менее 0.07%), качественная (с повышенными требованиями к шахте, плавке, S, P не более 0.035%), высококачественные (нормируемое содержание фосфора, серы до 0.025%), особо высококачественные (пределы для S 0.015%, P 0.02%);

●     структура в нормальном или отожженном состоянии;

●     степень раскисления, показывающая насколько удален кислород: спокойная, полуспокойная, кипящая;

●     способ выпуска: мартеновская, конвентная, электросталь;

 

●     химсостав:

-       представление углерода в процентах: низкоуглеродистая (до 0.25), среднеуглеродистая, высокоуглеродистая (более 0.6);

-       массовая доля добавок: низколегированная (не более 2.5%), среднелегированная, высоколегированная (от 10 до 50%);

 

●     предназначение:

-       конструкционная востребована для производства деталей, конструкций в строительстве, машиностроении;

-       инструментальная необходима для обработки предметов из дерева, металла, других материалов;

-       специальная:

➢     строительная, отличающаяся хорошей свариваемостью;

➢     подшипниковая, долгое время не поддающаяся износу под действием трения;

➢     нержавеющая, устойчивая к разрушению от коррозии;

➢     быстрорежущая, пригодная для режущих инструментов;

➢     жаростойкая, способная не разрушаться под действием высоких температур.

Углеродистая разновидность предназначена для инструментов, подвергающихся регулярным статическим нагрузкам.

Девяносто девять процентов от всей выпускаемой стали составляет конструкционная, которая отличается:

●     прочностью, твердостью;

●     упругостью, способностью к деформации;

●     вязкостью, реагированием на воздействие без растрескивания.

Особые свойства зависят от элементного состава и метода получения.

Под структурой понимают железную кристаллическую решётку с атомами добавок. При определенных температурах происходит изменение первичных характеристик, легирующие элементы способны изменять фазы перехода (аустенит, феррит, мартенсит, бейнит, перлит, прочее).

Для удаления из расплава связанного кислорода добавляют активные соединения, высвобождающие кислород, который связывается с углеродом и выделяется в виде пузырьков углекислого газа. При этом высококачественный сплав, прошедший все ступени раскисления, называют спокойным. Кипящий вариант имеет низкое качество, полуспокойный занимает промежуточное положение.

 

 

Принцип маркировки

Марка стали дает представление об основных элементах, входящих в состав, об определенных параметрах, влияющих на свойства металла. Расшифровка букв и цифр помогает понять, для решения каких задач пригодна данная модификация.

Существует достаточно много видов стали, для облегчения понимания специалисты составили таблицы, пользование которыми облегчает процесс идентификации материала.

Основные положения для стали:

●     обыкновенного качества обозначается как Ст с последующей маркировочной цифрой от 1 до 6, зависящей от механических свойств;

●     качественной ставится содержание углерода в сотых доля процента, например, 10, 25, 40, т.д.;

●     различной степени раскисления после цифры ставятся буквы: сп (спокойная), пс (полуспокойная), кп (кипящая);

●     легированной входит буквенное обозначение значимого элемента и цифра, отвечающая за его массовую долю;

 

Маркировка сплава с легирующими добавками относит его к определённой категории, предопределяет сферу применения и выстроена по определённым правилам:

●     в начале стоит одна цифра (значение С в десятой доле процента), две ‒ в сотой;

●     затем следует буква, обозначающая химический элемент и цифра, говорящая о его содержании в процентах; отсутствие означает, что процент составляет от одного до полутора;

●     если в конце шифра находится А, то пред нами высококачественная сталь.

Стали специального назначения

В зависимости от назначения металла в маркировке появляется определённая буква, так:

●     «Ш» ‒ марка предназначена для изготовления подшипников, следующие буквы и цифры характеризуют легирующие вхождения (ШХ4, ШХ15);

●     если после числового обозначения углерода появляется «К», то перед нами конструкционный нелегированный сплав, предназначенный для паровых систем под высоким давлением (22К);

●     литера «Л» в конце шифровки представляет качественную легированную марку, наделённую улучшенными литейными признаками (35ХМЛ);

●     «С», стоящая в начале, относит сталь к строительной (С345Т), следующие цифры показывают минимум предела текучести, кроме того, дополнительная информация говорит о:

- термоупрочненным прокате ‒ «Т» ;

- коррозионной стойкости ‒ «К»

- повышенном медном содержании ‒ «Д»;

●     обозначение нелегированных инструментальных марок начинается с «У», если категория качественная появляется «А», при обогащении марганцем ‒ «Г» (У8ГА);

●     быстрорежущий вариант начинается с литеры «Р» с последующим содержанием вольфрама; хром по умолчанию составляет четыре процента, поэтому не указывается, также и ванадий менее 2.5%, если более, содержание проставляется в конце; углерод также не упоминается, так как пропорционален V (Р6М5Ф3);

●     техническое железо (ЭТС) характеризуется низким электрическим сопротивлением (21880), содержанием углерода до 0.04% и обозначается пятью цифрами:

-       первая указывает на тип обработки (горячая прокатка или ковка);

-       вторая демонстрирует коэффициент старения: ненормируемый, нормируемый;

-       третья показывает группу;

-       четвёртая и пятая определяют значение нормируемого показателя;

●     «Е» с особыми магнитными свойствами;

●     «А» в начале относит к автоматному виду с пониженной пластичностью, «АС»‒ насыщенная свинцом.

 

Влияние распространенных добавок

●     никель усиливает межузловые связи в кристаллической решетке, тем самым повышает коррозионную устойчивость, прокаливаемость продлевает действие;

●     хром наращивает плотность структуры, повышает пределы прочности, текучести;

●     алюминий, подаваемый в расплав металла для удаления кислорода, изменяет кристаллическую решетку, что приводит к многократному повышению прочности;

●     титан задействуют для усиления устойчивости к высоким температурам и действию кислот;

●     кремний повышает упругие свойства, марганец ударную вязкость, вольфрам красностойкость, ванадий стойкость к окислению.

 

Применение

Принципы маркировки, разработанные в советское время, успешно применяются не только на территории России, но и в странах СНГ. Стандартная основа значительно облегчает работу разработчикам сплавов, их производителям, потребителям этого материала и изделий из него.

Расшифровка маркировки онлайн поможет сэкономить время, быстро разобраться с маркировочными сведениями, изучить детальное описание характеристик.

Основные ГОСТы на производство: 380, 1414, 1050, 1435, 4543, 9045, 19281, 801, 5781, 5632, т.д.

Что делают из разных марок:

●     углеродистой качественной конструкционной ‒ детали малонагруженные, работающие на истирание, под небольшим напряжением, подвергающиеся цементации, нормализации;

●     низколегированной универсальной ‒ сварные конструкции, хорошо обрабатываемые резанием; паровые котлы, емкости, работающие в широком интервале температур под давлением, комплектующие вагонов, судов;

●     легированной конструкционной ‒ пальцы поршневые, плунжеры, крупные и мелкие детали, в том числе ответственные, работающие на средних и высоких скоростях при разном уровне давления;

●     нержавеющей ‒ турбинные лопатки, пружины, детали, используемые при высоких температурах в условиях, ускоряющих развитие коррозии (атмосфера, речная вода, растворы солей, прочие слабоагрессивные среды);

●     шарикоподшипниковой ‒ плунжеры, клапаны, сёдла, от которых требуется твердость, износостойкость, контактная прочность;

●     коррозионностойкой ‒ изделия, эксплуатируемые в средах разной агрессивности в широких температурных пределах, в морской воде, высокой износостойкости;

●     инструментальной легированной ‒ для изготовления инструментов (валков прокатки, матриц, калибров, свёрл, клейм, ножей) для обработки металлов как в холодном состоянии, так и при температурах выше трёхсот градусов по Цельсию;

●     инструментальной легированной ‒ для металлоизделий, использующихся без разогрева рабочей кромки, простой формы без особой шлифовки.

 

Зарубежные стандарты

В отличие от российских производителей многочисленные зарубежные компании не используют достаточно понятную шифровку, в которой специалисты разберутся даже без привлечения справочных данных. На поверхность металла из Европы, Америки, как правило, не наносится маркировка. Циферно-буквенное обозначение не стандартизировано, для понимания необходимо привлекать специальную литературу.

Например, коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т, содержащей в процентах 0,12 углерода, 18.0 хрома, 10.0 никеля, около процента титана, соответствует обозначение 1.4303 (Европа), X4CrNi18-12 (Германия), 305 (США), SUS305 (Япония).

 

Смотрите также другие статьи