Марки стали

Термин «марки сталей» знаком практически каждому человеку, ведь изделия из материала различных марок сталей имеются практически в каждом доме. Но, для специалистов обозначение марок стали, не просто буквенно-цифровой код. Профессионалам он дает понимание о химическом составе материала и его физических характеристиках. Кстати, разобраться в маркировках, не так сложно, как может показаться – просто необходимо понять принцип их составления.

Классификация марок сталей

Напомним, что сталь – это сплав железа с углеродом, содержание которого не должно превышать 2,14%. Именно благодаря углероду сталь обладает твердостью, но избыток этого компонента приводит к хрупкости.

Марочник сталей – справочник, который должен быть в арсенале любого инженера. В нем содержится комплекс сведений о классификации, химическом составе и физических качествах, критических температурных точках, механических и литейных свойствах. Обращаем внимание, что для каждой группы сталей существует свой справочник, например, информация об антикоррозийных материалах содержится в марочнике нержавеющих сталей.

Пример маркировки нержавеющей стали (основной химический состав) – 12Х18Н10Т. Это указывает на присутствие в сплаве углерода – 0,12%, хрома – 18%, титана – 10%. Кстати, если приведенный пример характеризовать далее, то этот сплав подходит для изготовления изделий, подвергающихся взаимодействию с химически агрессивными средами – щелочными и кислотными растворами, солями.

Также обращаем, что в работе специалисту может потребоваться марочник сталей и сплавов по зарубежным стандартам и сравнение зарубежных аналогов марок сталей с отечественной маркировкой.

Основные марки сталей

Виды и марки сталей классифицируются в зависимости от химического состава, технологии производства и предназначения. Так, на нашем рынке сейчас присутствуют основные группы такой продукции:

• конструкционные;
• инструментальные;
• жаростойкие и жаропрочные стали.

По причине такого разнообразия марок сталей и возникла необходимость в их маркировке. Тут стоит обратить внимание, что марочник сталей и сплавов у нас в стране, отличается от зарубежных классификаторов. Пока, что мировая промышленная индустрия не выработала единых стандартов в маркировке металлопродукции и имеют место разночтения, что иногда приводит к недостаточному качеству поставляемого потребителям проката.

В связи с этим, еще раз делаем акцент на актуальности важного документа, который необходим специалистам – марочник иностранных сталей и сплавов. Он содержит полную информацию по зарубежным аналогам отечественных марок металлопродукции. Такой справочник поможет сопоставить маркировки аналогичных по параметрам стальных сплавов с учетом обозначений, принятых в разных странах.

В Украине, как и в других странах СНГ используется система обозначения марок сталей с помощью букв – названия химических элементов и цифр – их процентное содержание в сплаве. Например, Х – хром, С – кремний, К – кобальт, В – вольфрам, Д – медь, Ч – включение редкоземельных металлов и т. д.

Также с помощью букв указывается способ раскисления стали:

• КП — кипящая;
• ПС — полуспокойная;
• СП — спокойная.

Спокойные сплавы имеют максимальные показатели однородности структуры и химического состава по сечению отливки.

Обращаем внимание, что существует марочник литейных сталей – металлопродукция в маркировке на конце содержит букву «Л». В целом, такие материалы склонны к большой усадке и образованию трещин. Также им характерна низкая жидкотекучесть.

Конструкционные стали

Применяемые для изготовления конструкций и деталей в строительстве и машиностроении стали, называются конструкционными. Качество таких материалов определяется количеством вредных примесей серы (S) и фосфора (P). Первый элемент оказывает самое негативное влияние, поскольку придает красноломкость, а второй – провоцирует хладноломкость, то есть, хрупкость.

С учетом количества серы и фосфора выделяют сталь конструкционную:

• обыкновенного качества – до 0,05% Р, S – примером данных сталей могут служить стали СтО, СтЗсп, Ст5кп;
• качественная – до 0,035% Р, S – Пример 08кп, 10пс, 20;
• высококачественная – до 0,025% Р, S – «А» в конце маркировки, пример 20А, 15Х2МА;
• особо высокого качества – до 0,015% Р, S – «Ш» в конце маркировки, пример 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш.

Марки сталей конструкционных и не включающих легирующих элементов обозначаются буквосочетанием «Ст». Далее идет цифра, указывающая на количество присутствующего в формуле углерода в формате десятых долей процента. Например, Ст3. Причем, может встречаться обозначение Ст3сп или Ст.3. Это все один материал, но по существующим правилам, если тип не пишется (КП, ПС, СП), то по умолчанию подразумевается Ст3сп.

Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества общего назначения

Отличается широтой сфер применения при производстве:

• горячекатаного проката;
• холоднокатаного тонколистового проката;
• катаных и непрерывнолитых заготовок;
• труб;
• метизов;
• проволоки;
• слитков;
• штампов, др.

Также, этот материал используется в промышленном машиностроении и изготовлении металлоконструкций для строительной отрасли. Марки сталей и сплавов позволяют специалистам максимально точно подбирать химический состав материалов с учетом тех эксплуатационных нагрузок, которым им придется противостоять.

Сталь конструкционная углеродистая качественная

Здесь определяющим показателем является содержание углерода в компонентой формуле:

• 0,25% – низкоуглеродистая;
• 0,25 до 0,6% – среднеуглеродистая;
• 0,6 до 2% – высокоуглеродистая.

Низкоуглеродистые стали не содержат вообще никаких легирующих включений. При этом в них присутствуют в небольших количествах марганец – до 1% и кремний – до 0,8%, но в такой концентрации они не оказывают легирующего влияния.

Сталь конструкционная повышенной обрабатываемости

Легированные марки сталей – расшифровка содержит букву «А», что значит автоматная. Если для улучшения эксплуатационных характеристик сплава используется свинец, то буквенная комбинация имеет вид – «АС». Также, с целью профилактики проявлений красноломкости в материалы этой группы добавляют повышенное количество марганца. Кроме того, наличие селена и теллура, обеспечивает 2-3 кратное сокращение расхода режущего инструмента.

Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций

Речь идет о сплавах, содержащих такие компоненты:

• С – до 0.22%;
• Mn – до 1.8%;
• Si – до 1,2%;
• Cr – 0,8%, др.

Марки сталей и их характеристики также отображаются в виде буквенно-цифрового кода – 09Г2, 14Г2, 10ХНДП и мн. др.

Листовая сталь этой категории или сортовой фасонный прокат широко используются в машиностроении для изготовления сварных конструкций, а также в строительстве – для армирования железобетонных объектов. Конкурентным преимуществом таких материалов является хорошая свариваемость. Например, марка 17ГС применяется в трубной промышленности – из нее выпускают трубы большого диаметра. Кроме того, некоторые разновидности низколегированных сплавов для сварных конструкций используются в судостроении, вагоностроении, мостостроении. Границы температурного режима, в котором допускается их эксплуатация от -40 до +450⁰ С.

Сталь конструкционная легированная

Самая многочисленная группа сталей. Отличительной особенностью является низкое содержание такого компонента, как углерод – не более 0,6%. Также, сравнительно в небольших количествах в структуре присутствуют легирующие элементы – от 7 до 8%.

Марки конструкционных сталей этой группы в справочнике представлены с учетом отношения общей массы легирующих элементов к массе стали:

• до 2,5% – низколегированная;
• от 2,5 до 0,6% – среднелегированная;
• от 0,6% – высоколегированная.

Из конструкционных легированных сплавов выпускают большой ассортимент металлопродукции, например:

• прокат круглый;
• прокат квадратный;
• прокат шестигранный;
• прутки кованые квадратные и круглые;
• полосы;
• профили для косых шайб;
• со специальной отделкой поверхности.

Пример маркировки: 18-25Х2Н4М(В)А, 20ХН4ФА, 30Х2Н2ВА

Сталь конструкционная теплоустойчивая

К этой группе металлопродукции относятся стали, имеющие достаточный ресурс для работы при повышенных температурах. Диапазон теплоустойчивости находится в пределах 600-650⁰ С. Рабочий ресурс деталей из материалов с такими характеристиками определяется 10000-20000 часами. Сфера применения – энергетическое машиностроение, производство котлоагрегатов, конструктивных элементов паропроводов, паронагревателей, сосудов, др. Термообработка таких сталей – это закалка или нормализация с обязательным высоким отпуском.

Сталь конструкционная подшипниковая

Марки легированных сталей, из которых изготавливаются подшипники, отличаются специальной микроструктурой. Также, к ним предъявляются особые требования касательно количества и вида неметаллических включений, твердости и глубины обезуглероженного слоя. В готовых изделиях этот слой не допускается, поскольку наличие хотя бы частичной обезуглероженности поверхности шарика приводит к сминанию, увеличению трения в подшипниках и, как следствие, выхода детали из строя.

Для подшипников качения, которые предназначены для эксплуатации в нормальных условиях, используются стали ШХ15 и ШХ15СГ.

Сталь конструкционная рессорно-пружинная

Характеризуется включением углерода на уровне 0,5-0,75%. В качестве легирующих элементов используются:

• кремний – 2,8%;
• хром – 1,2%;
• марганец – 1,2%;
• вольфрам – 1,2%;
• ванадий – 0,25%;
• никель – 1,7%.

В процессе изготовления материала выполняется измельчение зерна, что способствует увеличению релаксационной стойкости стали.

Сталь инструментальная

Это группа марок сталей, приобретающих при термообработке повышенную твердость, прочность и износостойкость. Эти качества необходимы для обработки металлопродукции резаньем или давлением.

Инструментальная углеродистая сталь

Материал с содержанием углерода от 0,7%. Также в химической формуле присутствуют сера и фосфор. Стали этой группы делятся на:

• качественную: сера – 0,03% и фосфор – 0,035%.
• высококачественную: сера – 0,02% и фосфор – 0,03%.

Сталь имеет ряд недостатков: малая износостойкость и низкая теплостойкость в режимах нагрева режущей кромки инструмента выше температуры в 250-300⁰ С. При перегреве имеет место отпуск закалки, сопровождающийся утратой твердости.

Инструментальная углеродистая сталь выпускается в виде прутков различной формы сечения – круг, квадрат, шестиугольник, а также проволоки, листов, полос.

Сталь инструментальная легированная

Легированная инструментальная сталь, кроме углерода, включает компоненты улучшающие ее функциональные характеристики – марганец, медь, никель и пр. Их присутствие обозначается в маркировке соответствующими буквами, например:

• Г – марганец;
• С – кремний;
• Д – медь;
• М – молибден.

При отсутствии в коде цифры количество легирующего элемента считается примерно равным 1%. Основное применение сталей этой группы – изготовление разнообразных инструментов.

Сталь инструментальная штамповая

Металлопродукция, применяемая для изготовления инструментов, задействуемых в сфере обработки металлов давлением. То есть, речь идет о штампах, валиках, роликах, пуансонах и пр. Стали этой группы подразделяются на 2 категории:

• воздействует на холодный металл – твердые, стойкие к истиранию;
• воздействует на разогретый металл – низкая чувствительность к местным нагревам.

При использовании стали в легких эксплуатационных условиях показано применение материала с содержанием углерода в пределах 0,6-1,0%. Наиболее востребованная для таких штампов сталь – У7.

В более тяжелых условиях показано применение легированных сталей. Самая популярная марка – 5ХНМ.

Жаростойкие и жаропрочные стали

Марки жаропрочных сталей 12Х1МФ, 12Х1МФ-ПВ, 13Х1МФ, 15Х1М1Ф и мн. др. отличаются высокой прочностью при достаточной пластичности. Эти свойства делают их актуальными для изготовления деталей авиационных газовых турбин, судовых газотурбинных установок, газовых турбин в узлах систем перекачки нефти и нефтепродуктов, в нагревательных металлургических печах, др.

Потребителям стоит учитывать, что марки жаростойких сталей наилучшие механические параметры приобретают в процессе закалки с последующим отпуском. Вместе с тем у этих материалов есть склонность к резкой закалке и холодным трещинам.

Максимальная температура нагрева деталей из сталей этой группы находится в пределах 570⁰-585⁰ С.

Расшифровка марок сталей - примеры

Марки быстрорежущих сталей включают в обозначении букву Р. Она указывает на содержание вольфрама. Пример маркировки – Р9, Р18, Р12. Марки нержавеющих сталей отличаются более сложной кодировкой, например, 10Х13Н17М3Т. Тут указано, что в составе имеется хром, никель, молибден, титан, а цифры – это их процентное содержание в сплаве.