Классификация и маркировка сталей

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% углерода. В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).

В свою очередь углеродистые стали могут быть:

· малоуглеродистыми, углерода менее 0,25%;

· среднеуглеродистыми, углерода 0,25…0,60%

· высокоуглеродистыми, углерода более 0,60%.

Легированные стали подразделяют на:

· низколегированные, легирующих элементов до 2,5%

· среднелегированные, легирующих элементов 2,5… …10%;

· высоколегированные, легирующих элементов более 10%.

В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:

· стали обыкновенного качества, содержание до 0,06% серы и до 0,07% фосфора;

· качественные – до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно;

· высококачественные – до 0,025% серы и фосфора.

· особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.

По степени удаления кислорода из стали, т. е. по степени её раскисления, существуют:

· спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами «сп» в конце марки (иногда буквы опускаются);

· кипящие стали – слабо раскисленные; маркируются буквами «кп»;

· полуспокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами «пс».

Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:

· сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);

· сталь группы Б – по химическому составу;

· сталь группы В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.

Конструкционные стали.

Нелегированные конструкционные стали обыкновенного качества обозначают буквами «Ст» и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер. Буква «Г» после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа «А» в обозначении марки стали не ставится. Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают.

Содержание углерода:

Ст0 до 0,23%,

Ст1 – 0,06…0,12%,

Ст2 – 0,09…0,15%,

Ст3 – 0,14…0,22%,

Ст4 – 0,18…0,27%,

Ст5 – 0,28…0,37%,

Ст6 – 0,38…0,49%.

ПРИМЕРЫ:

Ст1кп2 – углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А).

ВСт5Г – углеродистая сталь обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, спокойная, марки 5, первой категории с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В).

Нелегированные конструкционные качественные стали маркируются двухзначными числами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 05; 08; 10; 25; 40.

ПРИМЕРЫ:

Сталь 20 – углеродистая качественная сталь с содержанием углерода около 0,2%.

Сталь 40 – углеродистая качественная сталь с содержанием углерода около 0,4%.

Конструкционные легированные сталиобозначаются цифрами и буквами.Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь. Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленное до целого числа, при содержании легирующего элемента до 1,5% цифра за соответствующей буквой не указывается. Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (S < 0,03%, P < 0,03%) и сталь относится к группе высококачественных в конце ее обозначения ставят букву А.

Легирующие элементы обозначаются буквами русского алфавита:

А – азот

М – молибден

Ю алюминий

Н – никель

Р – бор

Б – ниобий

Ф – ванадий

Е – селен

В – вольфрам

Т – титан

К – кобальт

У – углерод

С – кремний

П – фосфор

Г – марганец

Х – хром

Д – медь

Ц – цирконий

Влияние легирующих элементов:

Никель сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, повышает сопротивление удару.

Вольфрам образует в стали очень твердые соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость стали. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске.

Ванадий повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали.

Кремний в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1…1,5% Si увеличивает прочность, причем вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличиваются электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, окалийность.

Марганец при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.

Кобальт повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Молибден увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах.

Титан повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.

Ниобий улучшает кислотостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Алюминий повышает жаростойкость и окалийность.

Медь увеличивает антикоррозионные свойства.

Церий повышает прочность и пластичность.

Цирконий позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Лантан, церий, неодим уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчает зерно.

ПРИМЕРЫ:

12ХН– сталь состава: C – 0,09…0,15%, Cr – 0,4…0,7%, Ni – 0,5…0, 8%.

30Х3МФ – сталь состава: C – 0,27…0,34%, Cr – 2,3…2,7%, Mo – 0,2…0,3%, V – 0.06…0,12%.

Литейные конструкционные стали обозначаются по тем же правилам, что и качественные и легированные стали. Отличие заключается лишь в том, что в конце наименований литейных сталей приводится буква Л, например, 15Л, 20Г1ФЛ, 35 ХГЛ.

Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами «ШХ», после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента. Для сталей, подвергнутых электрошлаковому переплаву, буква Ш добавляется также и в конце их наименований через тире. Например: ШХ15, ШХ20СГ, ШХ4-Ш.

Автоматные стали начинаются с буквы А. Если сталь при этом легирована свинцом, то ее наименование начинается с букв АС. Для отражения содержания в сталях остальных элементов используются те же правила, что и для легированных конструкционных сталей. Например: А20, А40Г, АС14, АС38ХГМ.