Сталь - сплав железа и углерода, содержание которого не превышает 2,14%. Обладает высокой ковкостью и прокатываемостью, чем обусловлено его широкое применение в промышленности, машиностроении и в других отраслях.
В металлургическом производстве, где прокат отличается не только профилем, но и марками стали, маркировка каждой штуки прокатанных изделий давно стала непременным правилом. Расшифровка сталей дает возможность сразу сделать вывод о применимости данного металла для той или иной технологической операции или для конкретного изделия вообще.
Маркировка наносится на торец каждой единицы профилей методом "горячего клейма" в потоке производства так называемыми клеймовочными машинами. Маркировка содержит: марку стали, номер плавки, клеймо производителя. Кроме того, каждая заготовка маркируется несмываемой краской в комбинации цветов по группам сталей на остывших заготовках. По соглашению сторон, цветовая маркировка может наноситься на отдельные профили в пакете в количестве 1-3 штук на пакет. Пакет - связка профилей общим весом 6-10 тонн, упакованная обвязкой из катаной проволоки диаметром 6 мм в 6-8 ниток.
Стали легированные
Таблица расшифровки сталей по составу представлена ниже.
Если в названии имеется буква "Ч", значит в состав легирующих элементов входят редкоземельные элементы - ниобий, лантан, церий.
Церий (Ce) - оказывает влияние на прочностные характеристики и пластичность.
Лантан (La) и неодим (Ne) - снижают содержание серы и уменьшают пористость металла, приводят к уменьшению зернистости.
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.
Легирование - механизм воздействия легирующих элементов
Сложна расшифровка сталей. Материаловедение комплексно изучает этот предмет.
Воздействие легирующих добавок в любом случае связано с искажением кристаллической решетки железа, внедрением в нее чужеродных атомов другого размера.
Как облегчается расшифровка сталей (материаловедение)? Таблица дает полезную информацию.
| Элемент | Обозначение | Хим. знак | Влияние элемента на свойства металлов и сплавов |
| Никель | Н | Ni | Корозионную устойчивость никель придает сплавам через усиление связей между узлами кристаллической решетки. Усиленная прокаливаемость таких сплавов определяет устойчивость свойств в течение длительного времени. |
| Хром | Х | Cr | Улучшение механических свойств - повышение пределов прочности и текучести - обусловлено нарастанием плотности кристаллической решетки |
| Алюминий | Ю | Al | Подается в струю металла при разливке для раскисления, большая часть остается в шлаке, но часть атомов переходит в металл и настолько сильно искажает кристаллическую решетку, что это приводит к многократному повышению прочностных характеристик. |
| Титан | Т | Ti | Применяется для повышения жаропрочности и кислотоустойчивости сплавов. |
Положительные стороны легирования
Особенности свойств наиболее явно проявляется после термообработки, в связи с этим все детали из такой стали подвергаются обработке перед применением.
- Улучшенные легированием стали и сплавы имеют более высокие механические свойства по сравнению с конструкционными.
- Легирующие добавки способствуют стабилизации аустенита, улучшая показатель прокаливаемости сталей.
- Из-за снижения степени распада аустенита снижается образование закалочных трещин и коробление деталей.
- Повышается ударная вязкость, что приводит к снижению хладоломкости, и детали из легированных сталей имеют более высокую долговечность.
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.
Классификация сталей
Как осуществляется расшифровка стали по составу? Материалы, имеющие в своем составе менее 2,5% легирующих добавок, классифицируются как низколегированные, с количеством от 2,5 до 10% считаются легированными, более 10% - высоколегированными.
- высокоуглеродистые;
- среднеуглеродистые;
- низкоуглеродистые.
Химический состав определяет разделение сталей на:
- углеродистые;
- легированные.
Чугуны
Чугун - сплав железа и углерода с содержанием последнего выше 2,15%. Разделяется на нелегированный и легированный с содержанием марганца, хрома, никеля и других легирующих добавок.
Различия в структуре разделяют чугун на два вида: белый (имеет излом серебристо-белого цвета) и серый (излом характерного серого цвета) Форма углерода в белом чугуне - цементит. В сером - графит.
Серый чугун разделяется на несколько разновидностей:
- ковкий;
- жаропрочный;
- высокопрочный;
- жаростойкий;
- антифрикционный;
- коррозионностойкий.
Обозначение марок чугуна
Различные марки чугуна предназначены для использования в различных целях. Основными из них являются следующие:
- Передельные чугуны. Обозначаются как "П1", "П2" и предназначаются для переплавки при производстве стали; чугун с обозначениями "ПЛ" применяются в литейном производстве для изготовления отливок; передельный с повышенным содержанием фосфора, обозначается буквами "ПФ"; передельный высокого качества обозначается аббревиатурой "ПВК".
- Чугун, в котором графит находится в пластинчатом виде - "СЧ".
- Антифрикционные чугуны: серый - "АЧС"; высокой прочности - "АЧВ"; ковкий - "АЧК".
- Чугун с шаровидным графитом, применяемый в литейном производстве, - "ВЧ".
- Чугун с легирующими добавками, наделенный специальными свойствами, - "Ч". Легирующие элементы обозначены буквами так же, как для стали. Обозначение буквой "Ш" в конце названия марки чугуна гворит о шарообразном состоянии графита в такой марке.
- Чугун ковкий - "КЧ".
Расшифровка сталей и чугунов
Для чугунов, называемых серыми, характерной формой графита является пластинчатая. Они маркируются буквами СЧ, цифры после буквенного обозначения говорят о минимальном значении величины предела прочности при растяжении.
Пример 1: ЧС20 - чугун серый, имеет предел прочности при растяжении до 200МПа. Для серых чугунов характерны высокие литейные свойства. Он хорошо подвергается обработке резанием, обладает антифрикционными характеристиками. Изделия из серого чугуна способны хорошо гасить вибрации.
В то же время они недостаточно устойчивы к растягивающим нагрузкам, не имеют ударной стойкости.
Пример 2: ВЧ50 - чугун высокой стойкости с сопротивлением при растяжении до 500МПа. Обладая структурой в виде шаровидного графита, он имеет прочностные характеристики более высокие по сравнению с серыми чугунами. Они обладают некой пластичностью и более высокой ударной вязкостью. Наряду с серыми, высокопрочным чугунам свойственны хорошие литейные характеристики, антифрикционные и демпфирующие свойства.
Эти чугуны применяются при производстве тяжелых деталей, таких как станины прессового оборудования или прокатные валки, коленвалы ДВС и прочее.
Пример 3: КЧ35-10 - чугун ковкий, обладающий пределом прочности до 350 МПа и допускающий относительное удлинение до 10%.
Чугуны ковкие, в сравнении с серыми, обладают большей прочностью и пластичностью. Их применяют для производства тонкостенных деталей, испытывающих ударные и вибрационные нагрузки: ступицы, фланцы, картеры двигателей и станков, вилки карданных валов и так далее.
Заключение
Широта применения металлов в промышленности требует способности быстро ориентироваться в свойствах и возможностях изделий. Такие показатели, как упругость, свариваемость, изнашиваемость, встречаются едва ли не ежедневно в той или иной форме.
В течение долгих десятилетий объемы производства чугуна и стали на душу населения были одними из важнейших факторов оценки успешности государства. От металлургии зависела, и сейчас зависит, успешная работа машиностроения, автомобилестроения и многих других отраслей народного хозяйства. От наличия большого количества качественного металла зависит состояние нашего единственного верного союзника - армии и флота. Металл служит нам на воде, под водой и в воздухе.
Марка стали: 08пс (заменитель: 08).
Класс: сталь конструкционная углеродистая качественная.
Использование в промышленности: для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей, подвергаемых химико-термической обработке - втулок, проушин, тяг.
Твердость: HB 10 -1 = 131 МПа
Свариваемость материала: без ограничений, кроме химико - термически обработанных деталей; способы сварки: РДС, АДС под флюсом м газовой защитой, КТС.
Температура ковки, o С: начала 1250, конца 800. Заготовки сечением до 300 мм охлаждаются на воздухе.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
Вид поставки:
- Cортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2879-2006, ГОСТ 8509-93, ГОСТ 10702-78.
- Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78.
- Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77.
- Лист тонкий ГОСТ 16523-97, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-90, ГОСТ 9045-93.
- Лента ГОСТ 503-81, ГОСТ 10234-77.
- Полоса ГОСТ 1577-93, ГОСТ 82-70.
- Трубы ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80.
- Лист толстый ГОСТ 4041-71 , ГОСТ 19903-74, ГОСТ 1577-93.
Сталь 08пс
На нашем сайте представлены разнообразные металлические изделия, которые можно приобрести на заказ в любом количестве. Также на портале «Атлант Металл» вы найдете массу полезной информации о различных товарах, составах и марках стали. Из этой статьи вы узнаете факты о стали марки 08пс, которая является конструкционной углеродистой качественной. На нашем сайте легко заказать изделия, созданные из этого материала, а также из сталей марок 08пс5 и 08пс6.
В наименовании Ст08пс «Ст» - это сталь. Цифры, которые идут следом, условно обозначают количество углерода в составе (в процентах, в десятых долях)
«ПС» в названии обозначает полуспокойную сталь, один из трех способов раскисления стали. Также существует кипящая и спокойная.
Сталь 08пс и ее характеристики
Заменить эту марку можно сталью 08.
Ст08пс широко используется в промышленности. Из нее изготавливают различные элементы, которые в дальнейшем будут испытывать химическое и термическое воздействие, например, детали цилиндрической формы с осевым отверстием, детали с обычным отверстием, детали подвески. Также характеристики 08пс позволяют применять эту сталь для создания прокладок, крепежных изделий, вилок, труб.
Для сварки используются методы ручной дуговой сварки, аргонодуговой сварки под флюсом (необходима газовая защита), контактно-точечной сварки. При свариваемости ограничений не имеется. Единственное исключение - элементы, подвергающиеся химической и термической обработке.
Твердость стали Ст08пс: HB 10 -1 = 131 МПа. К флокенам материал не чувствителен. Не склонен к отпускной хрупкости.
Если вы собираетесь производить ковку изделия из этого материала, то сначала необходимо работать при температуре 1 250 градусов по Цельсию. В конце она должна снизиться до 800. Предметы, имеющие сечение до 300 миллиметров, можно охлаждать на воздухе.
Изделия из стали марки 08пс
Предлагаем вам приобрести сортовой и фасонный прокат, который производится из данного материала. Подробности узнавайте у наших менеджеров.
Такая сталь применяется для создания прутьев с различными видами обработки поверхности, серебрянки, полос и лент, листов металла разной толщины.
Сталь шифруют буквами, обозначают те или иные химические элементы, входящие в состав марки или сплава.
Например, буквой Х - обозначается хром, Н никель, К - кобальт, М - молибден, В - вольфрам, Т - титан, Д - медь, Г - марганец, С - кремний,
Ф - ванадий, Р - бор, А - азот, Б - ниобий, Е - селен, Ц - цирконий, Ю - алюминий, Ч - показывает о наличии редкоземельных металлов
Также существуют свои обозначения для разных типов сталей в зависимости от их состава и предназначения.
Буквенные обозначения применяются также для указания способа раскисления стали:
КП - кипящая сталь
ПС - полуспокойная сталь
СП - спокойная сталь
Конструкционные стали обыкновенного качества нелегированные обозначают буквами Ст. (например, Ст.3; Ст.3кп)
Цифра, стоящая после букв, условно обозначает процентное содержание углерода в стали (в десятых долях), индекс кп указывает на то, что сталь относится к кипящей, т.е. неполностью раскисленная в печи и содержащая незначительное количество закиси железа, что обусловливает продолжение кипения стали в изложнице. Отсутствие индекса означает, что сталь спокойная.
Конструкционные нелегированные качественные стали (например, Ст.10; Сталь 20; Ст.30; Ст.45), обозначают двузначным числом, указывающим на среднее содержание углерода в стали 0,10%; 0,20%; и т.д.
Конструкционная низколегированная 09Г2С расшифровывается как сталь, углерода в которой около 0,09% и содержание легирующих компонентов марганца, кремния и других, составляет в сумме менее 2,5%.
Стали 10ХСНД и 15ХСНД отличаются разницей углерода, в таких сталях среднее содержание каждого элемента содержится менее 1% процента, поэтому цифры за буквой не ставятся.
Конструкционные легированные стали, такие как 20Х; 30Х; 40Х обозначают буквами и цифрами, в данном случае марка показывает содержание углерода и основного легирующего элемента хрома. Цифры после каждой буквы обозначают примерное содержание соответствующего элемента, однако при содержании легирующего элемента менее 1,5% цифра после соответствующей буквы не ставится.
30ХГСА хромокремнемарганцевая сталь, обладает большой прочностью и повышенным сопротивлением к ударным нагрузкам. В состав марки входит углерод 0,30%, кроме углерода содержит марганец, кремний и хром, примерно в равных долях по 0,8-1,1%
Содержание серы и фосфора не должно превышать 0,03% для каждого из этих элементов, поэтому в конце таких марок ставится буква А, что свидетельствует о дополнительных показателей качества марок, (например, 20ХН4ФА; 38ХН3МА). Также обозначаются и конструкционные рессорно-пружинные стали, такие как 60С2А, 65Г, где первые цифры показывают углерод в сотых долях процента. (0,60 и 0,65 соответственно).
Расшифровка сталей конструкционных подшипниковых, производится так, они обозначаются также как и легированные, маркировка начинается с буквы Ш (например, ШХ4; ШХ15; ШХ15СГ). Цифра 15 говорит о содержании легирующего хрома, примерная доля которого равна 1,5%, в стали ШХ4 0,4% соответственно. Существует множество других марок, подробнее о наличии в них элементов и примесей можно узнать в нашем марочнике, для этого достаточно воспользоваться поиском.
Качественные стали - для производства паровых котлов и сосудов высокого давления, обозначают как конструкционные нелегированные стали, с добавлением буквы К (например, 20К; 22К).
Литейные конструкционные стали обозначаются как качественные и легированные, но в конце наименования ставят букву Л, (35ХМЛ; 40ХЛ и т.п.).
Стали строительные обозначают буквой С и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Дополнительно применяют обозначения: Т - термоупрочненный прокат, К - повышенная коррозионная стойкость, (например, С345Т; С390К и т. п.). Аналогично буквой Д обозначают повышенное содержание меди, (С345Д; С375Д).
Стали инструментальные нелегированные, делят на качественные, обозначаемые буквой У и цифрой, указывающей среднее содержание углерода (например, У7; У8; У10) и высококачественные, обозначаемые дополнительной буквой А в конце наименования (например, У8А; У10А; У12А) или дополнительной буквой Г, указывающей на дополнительное увеличение содержания марганца (например, У8ГА).
Стали инструментальные легированные, обозначаются также как и конструкционные легированные. Возьмем такую марку как ХВГ, расшифровка этой марки показывает наличие в ней основных легирующих элементов: Хрома, Вольфрама, Марганца. Эта сталь отличается от 9ХВГ, повышенным содержанием в ней углерода, примерно 1%, поэтому цифра в начале марки не ставится.
Стали быстрорежущие расшифровываются следующим образом - такие марки имеют букву Р (с этого начинается обозначение стали), затем следует цифра, указывающая среднее содержание вольфрама (например, Р18; Р9), затем следуют буквы и цифры, определяющие массовое содержание элементов. (например, сталь Р6М5) цифра 5 показывает долю молибдена в этой марке. Содержание хрома не указывают, т. к. оно составляет стабильно около 4% во всех быстрорежущих сталях и углерода, т. к. последнее всегда пропорционально содержанию ванадия. Следует заметить, что если содержание ванадия превышает 2,5%, буква Ф и цифра указывается (например, стали Р6М5Ф3).
Сталь электротехническая нелегированная АРМКО, как ее еще называют: технически чистое железо (например, 10880; 20880 и т.д.) Такие марки содержат минимальное количество углерода, менее 0,04%, благодаря чему имеют очень малое удельное электрическое сопротивление. Первая цифра указывает на вид обработки (1- кованный или горячекатаный, 2- калиброванный). Вторая цифра 0 говорит, что сталь нелегированная, без нормируемого коэффициента старения; 1 с нормируемым коэффициентом старения. Третья цифра указывает на группу по основной нормируемой характеристике. Четвертая и пятая - количество значения основной нормируемой характеристики.
Алюминиевые сплавы маркируются по следующему принципу: марки литейных сплавов имеют первую букву А, за ней Л. Сплавы для ковки и штамповки за буквой А имеют букву К. После этих двух букв ставится условный номер сплава.
Принятые обозначения деформированных сплавов такие: сплава авиаль - АВ, алюминиево-магниевого - АМг, алюминиево-марганцового - АМц. Дуралюмины обозначаются буквой Д с последующим условным номером.
Для специалиста по металлам расшифровка марок сталей представляет собой простое и понятное занятие.
Маркировка сталей была разработана в СССР и действуют по настоящее время на территории России и СНГ.
Довольно большое распространение получили конструкционные углеродистые стали, которые могут использоваться для получения несущих элементов высокой прочности. Примером можно назвать сталь 08ПС. Она характеризуется высокими эксплуатационными характеристиками, повысить которые можно путем проведения термической обработки.
Химический состав и характеристики
Количество всех элементов в составе регламентируется ГОСТом 1050-88. Именно поэтому при маркировке указывается массовая доля только углерода. Состав следующий:
- Концентрация углерода может варьировать в пределе от 0,05% до 0,11%. Этот элемент определяет твердость поверхностного слоя и прочность структуры, а также степень свариваемости 08ПС. При термической обработке происходит перестроение структуры, которая становится более плотной.
- В состав добавляется и кремний, массовая доля которого от 0,05% до 0,17%. Он также определяет основные характеристики 08ПС.
- Марганец также считается основным химическим веществом, которого около 0,35-0,65%.
- Хром в большинстве случаев включается в состав для придания коррозионной стойкости. Углеродистая конструкционная сталь при длительной эксплуатации при высокой влажности покрывается коррозией по причине низкой концентрации рассматриваемого легирующего вещества, массовая доля составляет 0,1%.
Скачать ГОСТ 1050-88
Химический состав стали 08ПС характеризуется наличием вредных химических элементов серы и фосфора, повышение концентрации которых приводит к снижению прочности и твердости поверхности.
В целом марка стали 08ПС показывает хорошие прочностные характеристики и твердость.
К ее преимуществам можно отнести следующие моменты:
- Созданные несущие элементы при применении подобной марки могут выдерживать различные нагрузки. Если оказываемая нагрузка выдерживается в требуемом диапазоне, то изготовленные детали сохраняют свою форму.
- Предел текучести достаточно высокий, за счет чего металл может выдерживать упругую деформацию.
- Марка 08ПС характеризуется высокой свариваемостью. Для проведения сварочных операций могут применяться самые различные технологии. Однако, после термической обработки провести сварку элементов не получится, что связано с насыщением поверхностного слоя углеродом. Этот вещество существенно снижает степень свариваемости материала.
При необходимости можно существенно повысить эксплуатационные характеристики металла путем термической обработки.
Среди особенностей ее проведения можно отметить следующие моменты:
- При проведении термической обработки нет необходимости добавлять другие химические вещества для повышения эксплуатационных характеристик.
- После закалки существенно повышается прочность плава. Часто подобную обработку проводят для получения несущих конструкций, которые рассчитаны на воздействие высоких нагрузок.
- Наиболее распространенными типами термической обработки можно назвать закалку, отпуск и отжиг. Отпуск проводится для устранения напряжений, которые возникают внутри сплава. Отжиг выравнивает внутреннюю структуру и устраняет слишком высокую пластичность сплава 08ПС.
- Уделяется внимание тому, как проводится охлаждение заготовки. Для этого может использоваться масло или вода. Стоит учитывать, что масло существенно повышает качество металла, исключает вероятность появления серьезных дефектов по причине неравномерного охлаждения.
Для выполнения термической обработки требуется специальное оборудование, которое может разогревать сплав до нужной температуры и поддерживать ее на протяжении требуемого периода.
Расшифровка
При маркировке могут применяться определенные стандарты, которые позволяют определить основные эксплуатационные характеристики металла. Сталь 08ПС (ГОСТ применяется для обозначения металла, производимого на территории стран СНГ) расшифровывается следующим образом:
- 08 указывает на количество углерода — 0,8%. Основные качества 08ПС зависят именно от этого химического элемента. Поэтому он указывается при маркировке материала
- СП говорит о степени раскисления сплава, в рассматриваемом случае она полуспокойная.
Расшифровывается Ст08ПС как конструкционный углеродистый металл. Он может характеризоваться тремя степенями раскисления. Довольно большое распространение получил полуспокойный металл, который характеризуется положительными качествами кипящих и спокойных сплавов. Расшифровка в этом случае не позволяет определить концентрацию других химических веществ, их количество регламентируется ГОСТом.
Назначение и применение стали 08ПС
Углеродистая сталь 08 ПС характеризуется свойствами, которые определили крайне обширную область ее применения. Марка 08ПС может применяться при изготовлении следующих деталей:
- Шайбы.
- Вилки.
- Трубы различного предназначения.
В продажу поставляются заготовки самого различного типа. Примером назовем пруток и фасонный, сортовой прокат. Кроме этого, на производственные площадки поставляются листы и полосы.
Вам также могут быть интересны статьи:
Сталь 35 конструкционная углеродистая качественная
Сталь 10 (углеродистая качественная)
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.
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.).
Стали противопоставляются друг другу и по особым химическим свойствам. К сплавам данной группы относятся нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные и др. Что характерно, могут быть коррозионностойкими и – 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.
Конструкционная , 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:
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%.
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.
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.
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.).
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.).
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.