Маркировка кремнистой электротехнической стали напишите 2 3 марки стали и расшифруйте их

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

В связи с тем, что изданные и введенные в действие стандарты EN охватывают далеко не все стали, используемые в государствах ЕЭС, в европейских странах наряду с общеевропейской используются также и собственные системы маркировки сталей.

1. Система маркировки сталей в Германии

В Германии маркировка сталей осуществляется двумя способами. Первый способ – традиционный, с помощью букв и цифр, второй способ – с помощью пятизначных порядковых номеров.

Обозначение сталей с помощью букв и цифр

В настоящее время для маркировки сталей с помощью букв и цифр в основном применяется общеевропейская система обозначений в соответствии с EN 10027-1. Тем не менее, в ряде случаев используются и старые обозначения.

Стали обыкновенного качества. Маркировка указанных сталей осуществляется следующим образом. Вначале, если необходимо, ставятся одна или две буквы, определяющие способ раскисления стали (U – кипящая сталь, R – спокойная или полуспокойная) и ее специальные эксплуатационные свойства, связанные с последующим применением (Q – для отбортовки, Z – для волочения, K – для холодного формования). Затем ставятся буквы St, а за ними цифры. Первые две цифры характеризуют минимальный предел прочности (временное сопротивление разрыву) в кгс/мм 2 или H/9,8 мм 2 ; далее, если необходимо, ставится тире, а после него цифра, указывающая группу качества стали. Всего этих групп качества три, при этом 3-я группа отличается наиболее низким содержанием серы и фосфора. В конце наименования стали могут ставиться буквы U или N, указывающие на то, что сталь поставляется соответственно после прокатки или после нормализации.

St 37-2 – сталь обыкновенная с минимальным пределом прочности 37 кгс/мм 2 или 360 H/мм 2 второй группы качества;
USt 37-2 – кипящая сталь с минимальным пределом прочности 37 кгс/мм 2 или 360 H/мм 2 второй группы качества;
ZSt 37-2 – сталь с минимальным пределом прочности 37 кгс/мм 2 или 360 H/мм 2 второй группы качества, предназначенная для последующего холодного волочения;
KSt 52-3 N – сталь с минимальным пределом прочности 52 кгс/мм 2 или 510 H/мм 2 третьей группы качества, предназначенная для последующего холодного формования, поставляемая после нормализации;
QSt 44-3 U – сталь с минимальным пределом прочности 44 кгс/мм 2 или 430 H/мм 2 третьей группы качества, предназначенная для последующей холодной отбортовки (фланцевания), поставляемая после прокатки.

Качественные конструкционные стали. Основным признаком маркировки подобного типа сталей является то, что она начинается с заглавной буквы C. Затем может следовать одна из прописных букв: k (для улучшаемых сталей с содержанием S и P менее 0,035%), m (для сталей с гарантированным содержанием S 0,02–0,04% и содержанием P<0,035%) или f (для сталей с уменьшенным интервалом содержания углерода и содержанием S

C 45 – углеродистая качественная сталь с содержанием C 0,42–0,50%, P
Ck 45 – сталь с содержанием C 0,42–0,50%, P
Cm 45 – сталь с содержанием C 0,42–0,50%, P
Cf 45 – сталь с содержанием C 0,43–0,49%, P

Низколегированные стали. Низколегированными признаются стали с содержанием каждого легирующего элемента менее 5%. Такие стали маркируются в начале обозначения числом, соответствующим содержанию углерода в стали, умноженному на 100, далее указываются символы важнейших легирующих элементов, далее через пробел числа, соответствующие содержанию данных элементов, умноженному на коэффициент, приведенный в табл. 2. При этом числа, определяющие содержание легирующих элементов, отделяются друг от друга пробелом или тире.

11 CrMo 5-5 – сталь с содержанием C 0,09– 0,14%, Cr 1,05–1,25%, Mo 0,48–0,62%;
14 NiCr 14 – сталь с содержанием С 0,14– 0,20%, Ni 3,0–3,5%, Cr 0,6–0,9% (т.к. содержание Cr менее 1%, то в наименовании стали присутствует только обозначение этого элемента без указания его процентного содержания).

Высоколегированные стали. Высоколегированные – это стали с содержанием хотя бы одного легирующего элемента более 5%. Обозначения таких сталей начинаются с буквы X, затем следует число, соответствующее среднему содержанию углерода, умноженному на 100, далее в порядке убывания содержания следуют символы важнейших легирующих элементов и числа, отражающие их средние содержания. Как и при обозначении низколегированных сталей, наименования легирующих элементов и числа их содержания отделяются друг от друга пробелом. В случае, если указывается содержание в стали нескольких легирующих элементов, то числа, определяющие их содержание, отделяются друг от друга пробелами или тире.

X 12 CrMo 5 – высоколегированная сталь с содержанием C 0,08–0,15%, Cr 4,0–6,0%, Mo 0,45– 0,65% (менее 1%, поэтому содержание в наименовании стали не указывается);
X 2 CrNiMo 10 10 5 – сталь с содержанием C
X 5 CrNiCuNb 17-4-4 – сталь с содержанием C < 0,07%, Cr 15,0–17,5%, Ni 3,0–5,0%, Cu 3,0–5,0%,
Nb 0,15–0,45% (менее 1%, поэтому содержание в наименовании стали не указывается).

Литейные стали. Для их обозначения в начале марки ставятся буквы GS.

Обозначение сталей с помощью порядковых номеров

Система обозначений сталей с помощью порядковых номеров существовала в Германии задолго до принятия подобной общеевропейской системы и стала по существу ее прообразом (в Европе эта система определяется стандартом EN 10027-2). В соответствии с указанной системой порядковый номер стали представляется в виде 1.XXXX. Здесь 1. определяет, что материал является сталью (для чугунов используется символ 0., для жаропрочных никелевых и кобальтовых сплавов – 2., для цветных металлов – 3.). Далее следуют две цифры, которые идентифицируют номер группы сталей (см. табл. 1). Две последние цифры определяют порядковый номер стали в группе.

Таблица 4. Группы сталей

исключая группы 24, 25,

2. Система маркировки сталей во Франции

Стали обыкновенного качества. Для обозначения нелегированных конструкционных сталей обыкновенного качества в настоящее время во Франции используется общеевропейская система обозначений в соответствии с EN 10027-1.

Нелегированные конструкционные качественные стали. Наименования качественных конструкционных сталей в зависимости от предельного содержания углерода, серы и фосфора начинаются с букв C или XC, далее следуют цифры, соответствующие среднему содержанию углерода в стали, умноженному на 100. С буквы C начинаются наименования сталей с нормальным содержанием указанных элементов, с XC – с ограниченным.

Приведем примеры: C45 в соответствии со стандартом AFNOR NF A37-502 – это сталь с содержанием углерода 0,4–0,5% и предельным содержанием серы и фосфора по 0,04%, сталь XC45 в соответствии с тем же стандартом имеет содержание углерода 0,42–0,48%, максимальное содержание фосфора 0,035%, а серы – 0,025%.

Низколегированные стали. Как и в Германии, низколегированные стали – это стали с содержанием каждого легирующего элемента до 5%. Маркировка таких сталей во Франции в основном аналогична маркировке, принятой в Германии, хотя есть и некоторые отличия.

Наименования низколегированных сталей начинаются с числа, определяющего среднее содержание углерода в стали, умноженное на 100. Затем следуют буквы, указывающие основные легирующие элементы, включенные в сталь (см. табл. 5). Далее записывается число, соответствующее содержанию основного легирующего элемента, умноженному на коэффициент, приведенный в табл. 2.

Таблица 5. Обозначения основных легирующих элементов во Франции

Литейные стали. Для их обозначения в конце марки добавляется буквы M.

3. Система маркировки сталей в Италии

Конструкционные стали обыкновенного качества. В Италии стали указанного типа маркируются по признакам их физических характеристик и делятся на две группы:

Стали с минимально гарантированным пределом прочности. В начале наименования указывается символ Fe, далее число, соответствующее минимально гарантированному пределу прочности (в H/мм 2 или кгс/мм 2 ).

Стали с минимально гарантированным пределом текучести. Наименования начинаются на Fe, далее ставится буква E, а после нее число, соответствующее минимально гарантированному пределу текучести (в H/мм 2 или кгс/мм 2 ).

Помимо указанных символов в наименования марок сталей может включаться и дополнительная информация:

склонность стали к свариванию – обозначается заглавными буквами A, B, C или D;
дополнительные показатели качества – обозначаются цифрами 1, 2, 3, следующими за значениями пределов прочности или текучести через тире;
признак интервала температур, при которых используется сталь (KG – при температуре окружающей среды, KT – при низких температурах, KW – при повышенных температурах).

Fe 330 – сталь с гарантированным пределом прочности 330 H/мм 2 ;
FeE 295 – сталь с гарантированным пределом текучести 295 H/мм 2 ;
Fe 510 B – сталь с гарантированным пределом прочности 510 H/мм 2 и склонностью к свариваемости B;
Fe 880-2 – сталь с гарантированным пределом прочности 880 Н/мм 2 и показателем качества 2;
Fe 510-1 KT – сталь с гарантированным пределом прочности 510 Н/мм 2 и показателем качества 1 для работы при низких температурах;
Fe E 315 KG – сталь с гарантированным пределом текучести 315 Н/мм 2 для работы при температуре окружающей среды.

Стали, предназначенные для холодной штамповки. Маркируются буквами Fe, после чего следует буква P, указывающая на принадлежность стали к данной группе, а затем двузначное число от 01 до 06, определяющее степень качества стали и её чистоты по S и P.

Литейные стали. Наименование начинается с букв Fe, затем следует буква G, после этого двузначное число – предел прочности в кгс/мм 2 . После предела прочности через тире может следовать цифра 1 или 2, характеризующая показатель качества стали.

Fe G 52 – литейная сталь с гарантированным пределом прочности 52 кгс/мм 2 ;
Fe G 74-1 – сталь с гарантированным пределом прочности 74 кгс/мм 2 1-ой группы качества.

Конструкционные качественные и легированные стали. Принципы обозначения конструкционных качественных и легированных сталей в Италии полностью соответствуют принципам обозначения указанных типов сталей в Германии (см. выше).

4. Система маркировки сталей в Швеции

Маркировка сталей в Швеции в соответствии со стандартом SS осуществляется четырехзначным числом. Первые две цифры указанного числа определяют группу, к которой принадлежит сталь (см. табл. 6), последние две – порядковый номер стали в группе. По маркировке различаются углеродистые стали (первая цифра наименования – и легированные (начинаются с цифры 2).

Таблица 6. Маркировка сталей в Швеции

1265 – углеродистая качественная сталь, по составу свойствам и назначению близка к российским сталям 08 и 10;
1957 – автоматная сталь, аналог – российская сталь А35;
2085 – сталь, легированная кремнием, российский аналог – 55С2;
2234 – легированная сталь, содержание Cr30ХМ;
2352 – нержавеющая сталь, легированная Cr≥10%, российский аналог – 03Х18Н11.

5. Системы маркировки сталей в США

В США используется несколько систем обозначения металлов и сплавов, связанных с существующими организациями по стандартизации. Наиболее известными организациями являются:

AISI – Американский Институт Чугуна и Стали;
ACI – Американский Институт Литья;
ANSI – Американский Национальный Институт Стандартизации;
AMS – Спецификация Аэрокосмических Материалов;
ASME – Американское Общество Инженеров – Механиков;
ASTM – Американское Общество Испытания Материалов;
AWS – Американское Общество Сварщиков;
SAE – Общество Инженеров – Автомобилистов.

Системы обозначений, используемые той или иной организацией, вытекают из их исторического развития, а также развития связанных с ними отраслей промышленности. Рассмотрим наиболее популярные системы обозначений сталей, используемые в США.

6. Система обозначений AISI

Углеродистые и легированные стали. В системе обозначений AISI углеродистые и легированные стали, как правило, обозначаются с помощью четырех цифр. Первые две цифры обозначают номер группы сталей (табл. 7), а две последние – среднее содержание углерода в стали, умноженное на 100.

Так сталь 1045 относится к группе 10ХХ качественных конструкционных сталей (нересульфинированных с содержанием Mn менее 1%) и содержит углерода около 0,45%.

Сталь 4032 является легированной (группа 40ХХ), со средним содержанием 0,32% С и 0,2 или 0,25% Mo (реальный состав стали 4032: 0,30–0,35% С, 0,2–0,3% Mo).

Сталь 8625 также является легированной (группа 86ХХ) со средним содержанием: 0,25% С (реальные значения 0,23–0,28 %), 0,55% Ni (0,40–0,70%), 0,50% Cr (0,4–0,6%), 0,20% Mo (0,15– 0,25%).

Помимо четырех цифр в наименованиях сталей могут встречаться также и буквы. При этом буквы B и L, означающие, что сталь легирована соответственно бором (0,0005–0,03%) или свинцом (0,15–0,35%), ставятся между второй и третьей цифрой ее обозначения, например: 51B60 или 15L48. Буквы M и E ставят впереди наименования стали, это означает, что сталь предназначена для производства неответственного сортового проката (буква M) или выплавлена в электропечи (буква E). И наконец, в конце наименования стали может присутствовать буква H, означающая, что характерным признаком данной стали является прокаливаемость.

Таблица 7. Обозначения углеродистых и легированных сталей в системе AISI

Коррозионно-стойкие стали. Обозначения стандартных коррозионно-стойких сталей по AISI включают в себя три цифры и следующие за ними в ряде случаев одну, две или более буквы. Первая цифра обозначения определяет класс стали. Так обозначения аустенитных коррозионно-стойких сталей начинаются с цифр 2ХХ и 3ХХ, в то время как ферритные и мартенситные стали определяются в классе 4ХХ. При этом последние две цифры, в отличие от углеродистых и легированных сталей, никак не связаны с химическим составом, а просто определяют порядковый номер стали в группе. Значения букв, следующих за цифрами, даны в табл. 8.

Таблица 8. Дополнительные буквы и цифры, используемые для обозначения коррозионно-стойких сталей по AISI и UNS

Сталь — это сплав железа с углеродом (до 2% углерода). По химическому составу сталь разделяют на:

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.

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.

2. Классификация углеродистых сталей

Стали подразделяются на углеродистые и легированные. По назначению различают стали конструкционные с содержанием углерода в сотых долях процента и инструментальные с содержанием углерода в десятых долях процента. Наибольший объем сварочных работ связан с использованием низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей.

Основным элементом в углеродистых конструкционных сталях является углерод, который определяет механические свойства сталей этой группы. Углеродистые стали выплавляют обыкновенного качества и качественные. Стали углеродистые обыкновенного качества подразделяются на три группы:

группа А — по механическим свойствам;
группа Б — по химическому составу;
группа В — по механическим свойствам и химическому составу.

Изготавливают стали следующих марок:

группа А — Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6;
группа Б — БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6;
группа В — ВСт0, ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.

По степени раскисления сталь обыкновенного качества имеет следующее обозначение:

кп — кипящая,
пс — полуспокойная,
сп — спокойная.

Кипящая сталь, содержащая кремния (Si) не более 0,07%, получается при неполном раскислении металла марганцем. Сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения вредных примесей (серы и фосфора) по толщине проката. Местная повышенная концентрация серы может привести к образованию кристаллизационных трещин в шве и околошовной зоне. Кипящая сталь склонна к старению в околошовной зоне и переходу в хрупкое состояние при отрицательных температурах.

Спокойная сталь получается при раскислении марганцем, алюминием и кремнием, и содержит кремния (Si) не менее 0,12%; сера и фосфор распределены в ней более равномерно, чем в кипящей стали. Эта сталь менее склонна к старению и отличается меньшей реакцией на сварочный нагрев.

Полуспокойная сталь по склонности к старению занимает промежуточное место между кипящей и спокойной сталью. Полуспокойные стали с номерами марок 1—5 выплавляют с нормальным и с повышенным содержанием марганца, примерно до 1%. В последнем случае после номера марки ставят букву Г (например, БСтЗГпс).

Стали группы А не применяются для изготовления сварных конструкций. Стали группы Б делятся на две категории. Для сталей первой категории регламентировано содержание углерода, кремния марганца и ограничено максимальное содержание серы, фосфора, азота и мышьяка; для сталей второй категории ограничено также максимальное содержание хрома, никеля и меди.

Стали группы В делятся на шесть категорий. Полное обозначение стали включает марку, степень раскисления и номер категории. Например, ВСтЗГпс5 обозначает следующее: сталь группы В, марка СтЗГ, полуспокойная, 5-й категории. Состав сталей группы В такой же, как сталей соответствующих марок группы Б, 2-й категории. Стали ВСт1, ВСт2, ВСтЗ всех категорий и степеней раскисления выпускаются с гарантированной свариваемостью. Стали БСт1, БСт2, БСтЗ поставляют с гарантией свариваемости по требованию заказчика.

Углеродистые стали в соответствии с ОСТ 14-1-142—84 подразделяются на три подкласса:

низкоуглеродистые с содержанием углерода до 0,25%;
среднеуглеродистые с содержанием углерода (0,25—0,60%);
высокоуглеродистые с содержанием углерода более 0,60%.

В сварных конструкциях в основном применяют низкоуглеродистые стали.

В сварочном производстве очень важным является понятие о свариваемости различных металлов.

Свариваемостью называется способность металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединения, отвечающие требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

По свариваемости углеродистые стали условно подразделяются на четыре группы:

I — хорошо сваривающиеся;
II — удовлетворительно сваривающиеся, т. е. для получения качественных сварных соединений деталей из этих сталей необходимо строгое соблюдение режимов сварки, специальные присадочные материалы, определенные температурные условия, а в некоторых случаях — подогрев, термообработка;
III — ограниченно сваривающиеся, для получения качественных сварных соединений необходим дополнительный подогрев, предварительная или последующая термообработка;
IV — плохо сваривающиеся, т. е. сварные швы склонны к образованию трещин, свойства сварных соединений пониженные, стали этой группы обычно не применяют для изготовления сварных конструкций.

Все низкоуглеродистые стали хорошо свариваются существующими способами сварки плавлением. Обеспечение равнопрочности сварного соединения не вызывает затруднений. Швы имеют удовлетворительную стойкость против образования кристаллизационных трещин. Это обусловлено низким содержанием углерода. Однако в сталях, содержащих углерод по верхнему пределу, вероятность возникновения холодных трещин повышается, особенно с ростом скорости охлаждения (повышение толщины металла, сварка при отрицательных температурах, сварка швами малого сечения и др.). В этих условиях, для предупреждения появления трещин, применяют предварительный подогрев до 120—200 °C.

В табл. 1. приведено обозначение химических элементов в марке легированной стали, а в табл 2 — состав некоторых марок сталей. В табл. 3 приведено примерное назначение различных марок сталей.

Таблица 1. Обозначение химических элементов в марке легированной стали

Таблица 2. Массовая доля химических элементов в различных марках стали в %

Электротехническую сталь изготавливают в виде листов, рулонов и резаной ленты.

Сталь подвергают обезуглероживающему отжигу при 720 -800°С (выдержка 25 часов), рекристаллизационному отжигу после прокатки и окончательному отжигу в вакууме или в атмосфере сухого водорода при 1100 - 1200°С в течение 25 - 30 часов. После проведения высокотемпературного отжига в рулонах проводят дополнительный отжиг в атмосфере, состоящей из 4% Н₂ и 96% N₂, для снятия напряжений и рулонной кривизны.

Стали этой группы предназначены для изготовления магнитопроводов. На них может быть нанесено электроизоляционное покрытие. Качество можно повысить путем уменьшения примесей, разработки оптимальных технологий получения сталей с ребровой текстурой. Ребровая структура сталей получается в результате прокатки. При деформации зерен получается анизотропная структура, которая улучшает магнитную проницаемость стали в определенных направлениях. Конструируя изделия из стали с ребровой текстурой можно улучшить магнитную проницаемость. Схема изделий с ребровой текстурой и изотропных приведена на рисунке 3.3.

ребровая текстура изотропный материал

Рис. 3.3 - Ребровая текстура электротехнических сталей

Магнитная проницаемость кремнистых электротехнических сталей увеличивается с уменьшением толщины металла.

Поставляются и маркируются кремнистые электротехнические стали в соответствии с ГОСТ 21427.0 - 75. Маркируются четырьмя цифрами:

Первая цифра - класс по структурному состоянию и виду прокатки:

1 - горячекатаная изотропная;

2 - холоднокатаная изотропная;

3 - холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой.

Вторая цифра - содержание кремния:

1 -0,4 - 0,8% Si; 4 - 2,8 - 3,8% Si;

2- 0,8 -1,8% Si; 5 - 3,8 - 4,8% Si

Третья цифра - группа по основной нормируемой характеристике:

0 - удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц;

1 - удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл;

2 - удельные потери при магнитной индукции 1,0 Тл и

6 - магнитная индукция в слабых магнитных полях при

напряженности поля 0,4 А/м;

7 - магнитная индукция в средних магнитных полях (НЧетвертая цифра - порядковый номер стали.

Примеры марок сталей: 1211; 1311; 2011; 3425; 3472.В кремнистых электротехнических сталях также определяется коэффициент старения в соответствии с ГОСТ 21427.0 - 75. Коэффициент старения не должен превышать 2 - 10%. Кроме того, для данных сталей производят испытания на перегиб.

Пример расшифровки марки стали 1512—сталь электротехническая 1-го класса (горячекатаная изотропная) с содержанием (массовой долей) кремния 3,8—4,8 % 1-й группы (основная нормируемая характеристика — удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 Гц ); тип стали 151, четвертая цифра 2—порядковый номер типа стали.

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).

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:

О чем говорит маркировка сталей

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%.

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)

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

литера Т – термоупрочненный прокат;
буква К – сталь, отличающаяся повышенной коррозионной устойчивостью;
литера Д – сплав, характеризующийся повышенным содержанием меди (С345Т, С390К и др.).

Инструментальные стали, содержащие легирующие элементы в своем составе, маркируются аналогично с легированными конструкционными (ХВГ, 9ХВГ и др.).

Состав легированных инструментальных сталей (%)

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.

Читайте также: