Классификация и маркировка стали. Химический состав. 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, т. е. содержащими углерода менее 0,25%;
среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60%
высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60%
Легированные стал и подразделяют на:
низколегированные содержание легирующих элементов до 2,5%
среднелегированные, в их состав входят от 2,5 до 10% легирующих элементов;
высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов.
Назначение Конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий. Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода. С особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар. С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали. Качество 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.
Степень раскисления 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.
В зависимости от нормируемых показателей (предел прочности, относительное удлинение, предел текучести, изгиб в холодном состоянии) сталь каждой группы делится на категории, которые обозначаются арабскими цифрами.3 Конструкционные стали Нелегированные конструкционные стали обыкновенного качества Обозначают по ГОСТ 380-94 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. Например: 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); Вст0 - углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 0, группы Б, первой категории (стали марок Ст0 и Бст0 по степени раскисления не разделяют). Обозначение стали Содержание углерода Ст0 < 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%. Нелегированные конструкционные качественные стали В соответствии с ГОСТ 1050-88 эти стали маркируются двухзначными числами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 05 ; 08 ; 10 ; 25 ; 40 и т.д. Так сталь с содержанием углерода 0.07 - 0.14% обозначается 10, сталь с содержанием углерода 0.42 - 0.50% - 45, а сталь с углеродом 0.57 - 0.65% - 60. При этом для сталей с C < 0.2%, не подвергнутых полному раскислению, в обозначение добавляются буквы кп (для кипящей стали) и пс (для полуспокойной). Для спокойных сталей буквы в конце их наименований не добавляются. Например, 08кп, 10пс, 15, 18кп, 20 и т.д. Буква Г в марке стали указывает на повышенное содержание марганца. Например: 14Г, 18Г и т.д. Качественные стали с повышенными свойствами, используемые для производства котлов и сосудов высокого давления, обозначают по ГОСТ 5520-79 добавлением буквы К в конце наименования стали: 15К, 18К, 22К. Конструкционные легированные стали В соответствии с ГОСТ 4543-71 наименования таких сталей состоят из цифр и букв. Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь (см. таблицу 2, нержавеющие стали.) 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. Например, сталь состава C 0.09 - 0.15%, Cr 0.4 - 0.7%, Ni 0.5 - 0.8% называется 12ХН, а сталь состава C 0.27 - 0.34%, Cr 2.3 - 2.7%, Mo 0.2 - 0.3%, V 0.06 - 0.12% - 30Х3МФ. 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. Особовысококачественные стали, подвергнутые электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов, обозначают добавлением через тире в конце наименования стали буквы Ш. Например: 12Х2Н4А, 15Х2МА, 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш и др. Литейные конструкционные стали В соответствии с ГОСТ 977-88 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 и др. Строительные стали. Строительные стали по ГОСТ 27772-88 обозначаются буквой С (строительная) и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Буква К в конце наименования указывает на стали с повышенной коррозионной стойкостью, буква Т - на термоупрочненный прокат, а буква Д - на повышенное содержание меди. Например: С255, С345Т, С 390К, С440Д и т.д. Шарикоподшипниковые стали ГОСТ 801-78 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 ГОСТ 1414-75 начинаются с буквы А (автоматная). 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 Инструментальные стали Нелегированные углеродистые инструментальные стали Данные стали в соответствии с ГОСТ 1435-90 делятся на качественные и высококачественные. Качественные стали обозначаются буквой У (углеродистая) и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в стали , в десятых долях процента. Так сталь У7 содержит 0.65 - 0.74% углерода, сталь У10 - 0.95 - 1.04%, а сталь У13 - 1.25 - 1.35%. В обозначения высококачественных сталей добавляется буква А (У8А, У12А и т.д.). Кроме того, в обозначениях как качественных, так и высококачественных углеродистых инструментальных сталей может присутствовать буква Г, указывающая на повышенное содержание в стали марганца. Например: У8Г, У8ГА. Инструментальные легированные стали Правила обозначения инструментальных легированных сталей по ГОСТ 5950-73 в основном те же, что и для конструкционных легированных. Различие заключается лишь в цифрах, указывающих на массовую долю углерода в стали. Процентное содержание углерода также указывается в начале наименования стали, в десятых долях процента, а не в сотых, как для конструкционных легированных сталей. Если же в инструментальной легированной стали содержание углерода составляет около 1.0%, то соответствующую цифру в начале ее наименования обычно не указывают. Приведем примеры: сталь 4Х2В5МФ имеет содержание C 0.3 - 0.4%, Cr 2.2 - 3.0%, W 4.5 - 5.5%, Mo 0.6 - 0.9%, V 0.6 - 0.9%, а сталь ХВГ - C 0.9 - 1.05%, Cr 0.9 - 1.2%, W 1.2 - 1.6%, Mn 0.8 - 1.1%. Быстрорежущие стали Обозначают буквой "Р", следующая за ней цифра указывает на процентное содержание в ней вольфрама : В отличие от легированных сталей в наименованиях быстрорежущих сталей не указывается процентное содержание хрома, т.к. оно составляет около 4% во всех сталях, и углерода (оно пропорционально содержанию ванадия). Буква Ф, показывающая наличие ванадия, указывается только в том случае, если содержание ванадия составляет более 2.5%. В соответствии с вышесказанным сталь Р6М5 имеет состав С 0.82 - 0.9%, Cr 3.8 - 4.4%, Mo 4.8 - 5.3%, V 1.7 - 2.1%, W 5.5 - 6.5%, а сталь состава С 0.95 - 1.05%, Cr 3.8 - 4.3%, Mo 4.8 - 5.3%, V 2.3 - 2.7%, N 0.05 - 0.1%, W 5.7 - 6.7% называется Р6АМ5Ф3 Нержавеющие стали Обозначения стандартных нержавеющих сталей согласно ГОСТ 5632-72 состоят из букв и цифр и строятся по тем же принципам, что и обозначения конструкционных легированных сталей. В обозначения литейных нержавеющих сталей добавляется буква Л. Приведем примеры: нержавеющая сталь состава C < 0.08%, Cr 17.0 - 19.0%, Ni 9.0 - 11.0%, Ti 5*C - 0.7% обозначается 08Х18Н10Т, а литейная сталь 16Х18Н12С4ТЮЛ имеет состав C 0.13 - 0.19%, Cr 17.0 - 19.0%, Ni 11.0 - 13.0%, Si 3.8 - 4.5%, Ti 0.4 - 0.7%, Al 0.13 - 0.35%. В том случае, если стали получены методом электрошлакового переплава, к их наименованиям (также как и для легированных сталей) добавляется через тире буква Ш (06Х16Н15М3Б-Ш). Помимо этого к наименованиям указанных сталей через тире могут добавляться буквы, означающие следующее: ВД - вакуумно-дуговой переплав (09Х16Н4Б-ВД), ВИ - вакуумно-индукционная выплавка (03Х18Н10-ВИ), ЭЛ - электронно-лучевой переплав (03Н18К9М5Т-ЭЛ), ГР - газокислородное рафинирование (04Х15СТ-ГР), ИД - ваккумно-индукционная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ЭП14-ИД), ПД - плазменная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ХН45НВТЮБР-ПД), ИЛ - вакуумно-индукционная выплавка с последующим электронно-лучевым переплавом (ЭП989-ИЛ) и т.д.
Сплав железа с углеродом, где содержание углерода находится в пределах от 0,1% до 2,14%, называется сталью. Стоит добавить, что содержание железа должно составлять не менее 45%.
Для придания нужных свойств при выплавке производят легирование, то есть добавляют в расплав дополнительные присадки, содержащие легирующие элементы. Таким образом получают сплавы с заданными свойствами. Все марки стали соответствуют строго определённым техническим стандартам (ГОСТ). По их написанию можно узнать количество каждого из элементов в составе сплава, а также вредных примесей (все прописано в соответствующем ГОСТ).
Классификация сплавов
Информация в маркировке
Способ раскисления металла можно увидеть в названии марки. Обозначается так:
- СП (спокойная), кислород удалён;
- ПСП (полуспокойная);
- КП (кипящая) не раскисленная, кислород не удалён.
Если эти обозначения отсутствуют, то сталь принято относить к спокойной (Ст3сп и Ст3 - одно и то же). Стали обычного качества, не легированные, обозначаются «Ст» и цифра, означающая его верхний предел по углероду (в 0,1%).
Способы переплавки металла
Способы переплавки различают в зависимости от сталеплавильных печей, в которых плавят металл:
- мартеновский;
- кислородно-конверторный;
- электротермический.
Электрические же могут быть плазменными, дуговыми, шлаковыми и другими. Эти названия указывают, в каких сталеплавильных агрегатах (печах) проводилась выплавка металла. Способ переплава обычно показывается в конце всей марки через дефис. Например, по названию 12Х18Н10Т-ВД видно, что сплав содержит хром (Х), титан (Т) и никель (Н), вакуумно-дугового переплава (-ВД). Соответственно, 12Х18Н10Т-Ш означает шлаковый переплав.
Обозначение некоторых способов выплавки:
Знаки качества
Если в конце наименования марки стоит «А» (например, 50ХФА), это значит, что сталь высококачественная с содержанием фосфора и серы менее 0,025%. Стали обычного качества содержат этих примесей до 0,07%, качественные - до 0,035%. Для особовысококачественных сталей принято ставить «Ш» в конце марки.
Место, где буква расположена в марке, имеет значение. Стоящая перед всеми знаками «А» - это сера, а в середине марки показывает азот.
Отражение химического состава
На каком бы заводе ни был выплавлен металл, он имеет строго регламентированный состав, переплав, соответственно, будет иметь определённые именно этой марке присущие свойства. В зависимости от промышленного использования стали делятся на конструкционные, конструкционные, стали и сплавы со специальными свойствами.
Для маркировки сталей принято использовать обозначение состава буквами русского алфавита и цифрами.
Расшифровка букв
Если посмотреть нижеприведенную таблицу с разъяснениями, какая буква соответствует каждому элементу, станет понятно, что ХНМ означает, что сплав содержит хром, никель и молибден.
Цифры и их отсутствие
В маркировке могут присутствовать цифры. Для расшифровки сталей надо знать, что они показывают. Расположенные после значка, они означают массовую долю данного вещества в составе сплава.
Первое число показывает процент углерода. Например, расшифровка марки 40Х13: нержавеющая сталь содержит 0,40% углерода и 13% хрома. При этом если доля углерода показана числом из двух цифр, его содержание выражено в сотых долях процента, а одной - в десятых долях. Цифра после значка легирующего элемента показывает его процент. Содержание элементов 1,0-1,5% - по умолчанию при отсутствии цифры. Пример: 5ХНМ - 0,5% углерода, 0,1% никеля и молибдена.
Что можно узнать из марки
Для марки стали 30ХГСА расшифровка такая: высококачественная (это показывает «А» в конце марки), содержит 0,3% углерода (что соответствует первым цифрам), хром, марганец и кремний - по 1%. Проверим, соответствует ли ответ стандарту ГОСТ 4543–71 для конструкционных сталей.
Легко узнать все о металле из государственных стандартов. Марки сталей с расшифровкой в таблице покажут их полный состав. В преамбуле указаны области применения и другая полезная информация.
Видно, что для каждой марки стали таблица с разъяснениями предельного содержания того или иного элемента поможет прочесть маркировку. В нашем случае углерод в интервале 0,28-0,34; кремний 0,9-1,2; марганец 0,8-1,1; хром 0,8-1,1.
Случается, что нужен металл похожей марки. В таком случае проводят сравнительный анализ марок сталей с расшифровкой по таблице. Например, имеется плавка стали 30ХГСА с такими параметрами: C=0,28; Si=1,0; Mn=0,9; Cr=1,1. Можно ли маркировать металл 25ХГСА, если есть необходимость? Понятно, что содержание вредных примесей соответствует норме. Ответ однозначный: да, химический состав полностью соответствует данной марке. Таким образом, одна и та же плавка удовлетворяет условиям двух разных марок.
Специальные знаки
Дополнительные буквы принято использовать в некоторых сталях специального назначения.
Перечислим некоторые из них:
Можно сказать, что при возникновении любых спорных вопросов по маркировке ответ можно узнать из соответствующего ГОСТ или ТУ.
Как происходит маркировка на практике
Прежде чем выплавить плавку металла какой-либо марки, производится расчёт шихтовых материалов. Затем нужный состав засыпают в печь, варят и разливают. По ковшевой пробе в соответствии с таблицами ГОСТ или ТУ сверяют все нужные элементы. Проверяют вредные примеси (они попадают в расплав с шихтой и от футеровки). Если все составляющие попали в норму, то плавку маркируют, как и предполагалось.
Бывает и такое, что в нормативы по химическому составу не укладываются. Тогда металл маркируют другой маркой. Заказчик должен быть уверен, что он получит именно ту продукцию, которую заказал. От этого зависит качество изделий. Заводская система технического контроля завода строго следит за этим.
Расшифровать марки железоуглеродистых и цветных сплавов:
БСт1кп; 50; У7А; СЧ25; 30Х3МФ; ШХ4;25ГФЛ; ЛН65-5; БрО8Ц4.
· БСт1кп – углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества, марки 1,группы Б – с гарантированным химическим составом, кипящая.
· 50 – углеродистая конструкционная сталь, качественная, спокойная, с средним содержанием углерода 0,5%.
· У7А – углеродистая инструментальная высококачественная сталь, содержание углерода – 0,7%.
· СЧ25 – серый чугун, временное сопротивление разрыву при растяжении 250 МПа.
· 30Х3МФ – качественная легированная сталь, среднее содержание углерода 0,3%. Легирующие элементы Х- хром, содержание 3%, М – молибден – до 1,5%, Ф ванадий – до 1,5%.
· ШХ4 – шарикоподшипниковая сталь, содержание хрома 0,4%.
· 25ГФЛ – легированная сталь для фасонного литья, среднее содержание углерода – 0,25%. Легирующие элементы: Г – марганец – до 1,5%, Ф – ванадий – до 1,5%.
· ЛН65-5 – деформируемая латунь. Содержание меди – 65%, никеля – 5%, остальное цинк – 30% (100-65-5=30%).
· БрО8Ц4 – литейная бронза. Содержание олова – 8%, цинка – 4%, остальное медь -88% (100-8-4=88%).
Приложение В
Условные обозначения марок материалов
| Материал | Обозначение |
| Стали | |
| Углеродистые стали обыкновенного качества | Буквами «Ст» и цифрой (от 0 до 6), обозначающей номер марки (Ст1, Ст2). Увеличение номера указывает на повышение содержания углерода и временного сопротивления. В зависимости от гарантированных свойств стали делятся на три группы: А – с гарантированными механическими свойствами, Б – с гарантированным химическим составом, В – с гарантированными механическими свойства и химическим составом, которые указываются слева от букв «Ст» (группа А не указывается). Индексы, стоящие справа от номера марки, означают степень раскисления стали: кп – кипящая, сп – спокойная, пс – полуспокойная. Между индексом и номером марки может стоять буква «Г» - повышенное содержание марганца. |
| Углеродистые качественные стали | Двузначными цифрами: 05,08,10,…85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. После цифр ставятся буквы, обозначающие степень раскисления стали: если сталь кипящая – кп, если полуспокойная – пс, если букв нет – сталь спокойная. Буква «Г» в марках сталей указывает, на повышенное содержание марганца. |
| Углеродистые инструментальные стали | Буквой «У» и цифрами, показывающими средне содержание углерода в десятых долях процента (У7, У8). Если сталь высококачественная, то справа от цифры ставится буква «А» (У8А). |
| Автоматные стали | Буквой «А» и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буква «Г» после цифры обозначает повышенное содержание марганца (А40Г). |
| Углеродистые стали для фасонного литья | Цифрами, после которых ставится буква «Л». Цифры показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента (15Л, 20Л). |
| Легированные стали | Буквами и цифрами. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода: если цифры две или три - в сотых долях процента, если одна – в десятых, если цифры нет – углерода содержится около 1%. Буквы за цифрами означают, что в составе стали находятся легирующие элементы (обозначение элементов смотри в таблице 5) (20ХН3А, 30ХГС). Цифры, стоящие после букв, указывают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах процента. Если содержание легирующего элемента менее 1,5% - цифра отсутствует. Буква «А» в конце марки обозначает, что сталь высококачественная. Если в конце марки стоит буква «Ш» - сталь особо высококачественная. |
| Подшипниковые стали | Буквами «ШХ» и цифрами, показывающими содержание хрома в десятых долях процента. Буквы после цифр показывают наличие дополнительных легирующих элементов (таблица 5). |
| Легированные стали для фасонного литья | Цифрами и буквами. Две цифры в начале марки указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы, стоящие за ними – легирующие элементы (таблица 5). Цифры стоящие после букв, указывают на примерное содержание легирующего элемента в целых единицах процента. В конце марки ставится буква «Л» (30ХМЛ). |
| Быстрорежущие стали | Буквой «Р», цифра после которой указывает на содержание вольфрама в процентах (Р18). Легирующие элементы в сталях обозначаются буквами в соответствии с таблицей 5, цифры за ними показывают их количество. |
| Чугуны | |
| Серый чугун | Буквами «СЧ» и двузначным числом, обозначающим минимальное временное сопротивление разрыву при растяжении в МПа ·10 -1 (СЧ 10) |
| Ковкий чугун | Буквами «КЧ». Первое двузначное число обозначает временное сопротивление разрыву при растяжении в МПа ·10 -1 , второе число – относительное удлинение в % (КЧ 30-6). |
| Высокопрочный чугун | Буквами «ВЧ» и двузначным числом, обозначающим временное сопротивление разрыву при растяжении в МПа ·10 -1 (ВЧ35). |
| Легированный чугун | Первой буквой «Ч» и последующими буквами, показывающими наличие легирующих элементов. Цифры обозначают последовательно среднее содержание легирующих элементов в процентах. Буква «Ш» в конце марки означает, что графит в чугуне имеет шаровидную форму (ЧХ32). |
| Цветные сплавы на основе алюминия | |
| Литейные (Силумины) | Буквами «АЛ», после которых указывается номер сплава (АЛ2). |
| Деформируемые, упрочняемые термообработкой (Дуралюмины) | Буквой «Д», после которой следует номер сплава. |
| Деформируемые, не упрочняемые термообработкой | Буквами «АМ», если легирующий компонент марганец – то АМц, если магний – Амг. Цифра показывает содержание легирующего компонента (АМг2). |
| Цветные сплавы на основе меди | |
| Деформируемые латуни | Первой буквой «Л» - латунь и другими буквами, показывающими содержание легирующих элементов. Первое число – процентное содержание меди, остальное содержание легирующих элементов (ЛА77-2). |
| Литейные латуни | Первой буквой «Л» - латунь, затем буквы, показывающие легирующие элементы. Цифры, стоящие за буквами, показывают процентное содержание легирующего элемента (ЛЦ16К4). |
| Деформируемые бронзы | Первыми двумя буквами «Бр» - бронза и последующими буквами, показывающими только легирующие элементы. Цифры указывают их процентное содержание (БрО 4-4). |
| Литейные бронзы | Первыми двумя буквами «Бр» - бронза, затем буквы, показывающие легирующие элементы. Цифры, стоящие за буквами, показывают процентное содержание легирующего элемента (БрО10С10). |
| Антифрикционные сплавы | |
| Баббиты | Буквой «Б» и числом, показывающим содержание олова в процентах (Б88). |
Приложение Г
Условные обозначения основных элементов в марках металлов и сплавов
| Элемент | Символ | Элемент | Символ | Принятое обозначение элементов в марках металлов и сплавов | |||
| Черных | Цветных | Черных | Цветных | ||||
| Азот | N | А | - | Неодим | Nd | - | Нм |
| Алюминий | Al | Ю | А | Никель | Ni | Н | Н |
| Барий | Ba | - | Бр | Ниобий | Nb | Б | Нп |
| Бериллий | Be | Л | - | Олово | Sn | - | О |
| Бор | B | Р | - | Осмий | Os | - | Ос |
| Ванадий | V | Ф | Вам | Палладий | Pd | - | Пд |
| Висмут | Bi | Ви | Ви | Платина | Pt | - | Пл |
| Вольфрам | W | - | - | Празеодим | Pr | - | Пр |
| Гадолиний | Gg | Гм | Гм | Рений | Re | - | Ре |
| Галлий | Ga | Гл | Гл | Родий | Rh | - | Рд |
| Гафний | Hf | - | Гф | Ртуть | Hg | - | Р |
| Германий | Ge | - | Г | Рутений | Ru | - | Ру |
| Гольмий | Ho | - | ГОМ | Самарий | Sm | - | Сам |
| Диспрозий | Dy | - | ДИМ | Свинец | Pb | - | С |
| Европий | Eu | - | Ев | Селен | Se | Е | СТ |
| Железо | Fe | - | Ж | Серебро | Ag | - | Ср |
| Золото | Au | - | Зл | Скандий | Sc | - | Скм |
| Индий | In | - | Ин | Сурьма | Sb | - | Су |
| Иридий | Ir | и | И | Таллий | Tl | - | Тл |
| Иттербий | Yb | - | ИТМ | Тантал | Ta | - | ТТ |
| Иттрий | Y | - | ИМ | Теллур | Te | - | Т |
| Кадмий | Cd | Кд | Кд | Тербий | Tb | - | Том |
| Кобальт | Co | К | К | Титан | Ti | Т | ТПД |
| Кремний | Si | С | Кр(К) | Тулий | Tu | - | ТУМ |
| Лантан | La | - | Ла | Углерод | C | У | - |
| Литий | Li | - | Лэ | Фосфор | P | П | Ф |
| Лютеций | Lu | - | Люм | Хром | Cr | Х | Х(Хр) |
| Магний | Mg | Ш | Мг | Церий | Ce | - | Се |
| Марганец | Mn | Г | Мц(Мр) | Цинк | Zn | - | Ц |
| Медь | Cu | Д | М | Цирконий | Zr | Ц | ЦЭВ |
| Молибден | Mo | М | - | Эрбий | Er | - | Эрм |
В России принята буквенно-цифровая система маркировки легированных сталей. Каждая марка стали содержит определенное сочетание букв и цифр. Легирующие элементы обозначаются буквами русского алфавита: Х — хром, Н — никель, В — вольфрам, М — молибден, Ф — ванадий, Т — титан, Ю — алюминий, Д — медь, Г — марганец, С — кремний, К — кобальт, Ц — цирконий, Р — бор, Ц —ниобий. Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце марки — то, что сталь высококачественная. Для конструкционных марок стали первые две цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента. Если содержание легирующего элемента больше 1%, то после буквы указывается его среднее значение в целых процентах. Если содержание легирующего элемента около 1% или меньше, то после соответствующей буквы цифра не ставится. В качестве основных легирующих элементов в конструкционных сталях применяют хром до 2 %, никель 1-4 %, марганец до 2 %, кремний 0,6-1,2 %. Такие легирующие элементы, как Мо, W, V, Ti, обычно вводят в сталь в сочетании с Cr, Ni с целью дополнительного улучшения тех или иных физико-механических свойств. В конструкционных сталях эти элементы обычно содержатся в следующих количествах, %: Мо 0,2-0,4; W 0,5-1,2; V 0,l-0,3; Ti 0,1-0,2.
Дополнения к марочным обозначениям высоко- и особовысококачественных сталей
| Дополнение к марочному
обозначению стали | Первичная обработка | Последующий переплав |
| ВД | Вакуумно-дуговой переплав | - |
| ВИ | - | |
| ИД | Вакуумно-индукционная выплавка | Вакуумно-дуговой |
| ИП | Вакуумно-индукционная выплавка | Плазменно-дуговой |
| ИШ | Вакуумно-индукционная выплавка | Электрошлаковый |
| ИЛ | Вакуумно-индукционная выплавка | Электронно-лучевой |
| ГР | Газокислородное рафинирование | - |
| П | Плазменно-дуговой переплав | - |
| ПТ | Плазменная выплавка | - |
| ПД | Плазменная выплавка | Вакуумно-дуговой |
| ПЛ | Плазменная выплавка | Электронно-лучевой |
| ПП | Плазменная выплавка | Плазменно-дуговой |
| ПШ | Плазменная выплавка | Электрошлаковый |
| СШ | Обработка синтетическим шлаком | - |
| Ш | Электрошлаковый переплав | - |
| ШД | Электрошлаковый переплав | Вакуумно-дуговой |
| ШЛ | Электрошлаковый переплав | Электронно-лучевой |
| ШП | Электрошлаковый переплав | Плазменно-дуговой |
| ЭЛ | Электронно-лучевой переплав | - |
В инструментальных сталях в начале обозначения марки стали ставится цифра, показывающая содержание углерода в десятых долях процента. Начальную цифру опускают, если содержание углерода около 1% или более. В обозначении марки подшипниковой стали входят: буква «Ш» и буквы, обозначающие легирующие элементы. За буквой «Х» (легированная хромом) приводят цифры, соответствующие массовой доле хрома в десятых долях процента (например, ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ). Буква «А» в конце марки любой стали указывает, что сталь относится к категории высококачественной (30ХГСА, У7А), в середине обозначения марки — что сталь легирована азотом (16Г2АФ), в начале марки — что сталь автоматная повышенной обрабатываемости резанием (А35Г). Буквы АС в начале марки указывают, что сталь автоматная со свинцом (АС35Г2). Особовысококачественную сталь обозначают добавлением через тире в конце марки буквы «Ш» или других букв (табл. 5.6). Это означает, что стал подвергалась электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов. В конце марки конструкционной стали могут быть дополнительные буквенные обозначения: ПП — сталь пониженной прокаливаемости, Л — литейная, К — сталь для котлов и др. Строительную сталь обозначают буквой «С» (строительная) и цифрами, условно соответствующими пределу текучести проката. Буква «К» в конце марки — вариант химического состава стали с повышенной коррозионной стойкостью в атмосфере, а буква «Т» — термоупрочненный прокат (например, С245, С345Т, С390К). При маркировке электротехнических сталей (1211, 1313, 2211 и т. д.) первая цифра обозначает класс по структурному состоянию и виду прокатки, вторая — содержание кремния, третья — потери на гистерезис, четвертая — группу по основной нормируемой характеристике. Вместе три первые цифры означают тип стали, а четвертая — порядковый номер этого типа стали. Для изготовления рельсов широкой колеи типов Р75, Р65, Р50 применяют стали марок М76, М74, где буква «М» указывает мартеновский способ выплавки, а цифры — среднее содержание углерода в сотых долях процента. В обозначение марки быстрорежущей стали входят: буква «Р», цифра, указывающая среднюю массовую долю вольфрама в процентах. Во всех быстрорежущих сталях массовая доля хрома составляет около 4 %, поэтому в обозначении марки букву «Х» не указывают. Ванадий, массовая доля которого в различных марках колеблется от 1 до 5 %, обозначается буквой «Ф» в марке, если его средняя массовая доля составляет более 2,5 %. Массовая доля углерода в марочном обозначении быстрорежущей стали не указывается, так как она пропорциональна массовой доле ванадия. Если быстрорежущая сталь легирована молибденом или кобальтом, их массовая доля указывается в марке. Например, быстрорежущую сталь, содержащую, %: 1,0-1,1 С; 3,0-3,6 Cr; 8,5-9,6 W; 2,1-2,5 V; 7,5-8,5 Co; 3,8-4,3 Mo, обозначают Р9М4К8. Нестандартные легированные стали, выпускаемые заводом «Электросталь», обозначают сочетанием букв ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (электросталь пробная). Легированную сталь, выпускаемую Златоустовским металлургическим заводом маркируют буквами ЗИ, заводом «Днепроспецсталь» — ДИ. Во всех случаях после сочетания букв идет порядковый номер стали, например ЭИ 417, ЭП 767, ЗИ 8, ДИ 8 и т. д. После освоения марки металлургическими и машиностроительными заводами условные обозначения заменяет общепринятая маркировка, отражающая химический состав стали. Литейные стали маркируются той же буквенно-цифровой системой, как и деформируемые, но в конце марки дополнительно ставится буква Л, что означает литейную сталь. Жесть в зависимости от назначения, качества поверхности и свойств делится на марки ЧЖК, ЧЖР, ГЖГ, ГЖР, ЭЖК, ЭЖК-Д, ЭЖР и ЭЖР-Д. Буквы в обозначении марок означают ЖК — жесть консервная, ЖР — жесть разного назначения, кроме тары для пищевых продуктов, Ч — черная, Г — горячего лужения, Э — электротехнического лужения, Д — жесть с дифференциальным покрытием.
Сталь представляет собой ковкий и деформируемый сплав железа и углерода (в качестве постоянной примеси). Также содержит другие легирующие элементы и другие вредные примеси. Содержание углерода при этом не должно превышать 2,14%. Изменяя химический состав этого сплава с помощью концентрации углерода и добавляя легирующие элементы, можно получать широкий спектр различных марок этого металла, которые будут обладать различными свойствами. Именно это и позволяет использовать этот материал в большинстве отраслей промышленности.
Принципы классификации стали
Классификация и маркировка стали происходит по следующим параметрам:
По химическому составу
В зависимости от химического состава этот металл разделяют на два типа: углеродистые и легированные. В свою очередь, углеродистые делят на:
- низкоуглеродистые (содержание углерода ниже 0,2%);
- среднеуглеродистые (содержание углерода в пределах 0,2% - 0,45%);
- высокоуглеродистые (содержание углерода выше 0,5%).
Легированные стали классифицируют по общему суммарному количеству легирующих элементов (при этом содержание углерода не суммируют, марганец начинает считаться легирующим элементом при его содержании в сплаве более 1%, кремний - более 0,8%). Различают такие:
- низколегированные (ниже 2,5%);
- среднелегированные (в пределах 2,5% - 10%);
- высоколегированные (более 10%).
По структуре
Такой классификационный признак, как структура материала считается менее устойчивым, так как имеет зависимость от скорости охлаждения, легирования, способа термообработки и некоторых других непостоянных факторов. Однако структура у готового материала все же позволяет провести объективную оценку его качества. Классификацию стали по структуре в состояниях отжига и нормализации. В состоянии отжига различают такие:
После процесса нормализации стали разделяют на такие классы:
- перлитные - содержат низкое количество элементов легирования, структура после нормализации: перлит, перлит + феррит, перлит + заэвтектоидный карбид;
- мартенситные - содержат высокое количество легирующих элементов, а также относительно низкую критическую скорость закалки;
- аустенитные - отличаются повышенным содержанием легирующих элементов, структура: аустенит, аустенит + карбид.
По назначению
По такому признаку, как назначение стали разделяются на конструкционные, инструментальные и специального назначения (имеющие специальные свойства).
Конструкционные используются для изготовления всевозможных деталей в устройствах, в машинах, элементах строительных конструкций. Между собой делятся на:
- обыкновенного качества;
- улучшаемые;
- цементируемые;
- автоматные;
- высокопрочные;
- рессорно-пружинные.
Инструментальные используются для изготовления режущих, измерительных и других инструментов. Подразделяются на такие группы:
- для изготовления режущего инструмента;
- для изготовления измерительного инструмента;
- для изготовления штампово-прессовой оснастки.
Специального назначения - это сплавы имеющие особые физические и/или механические свойства. Различают:
По качеству и способу производства
В этом случаи под качеством понимают всю совокупность свойств металла, которые определяются металлургическим процессом его изготовления. Качество стали определяется присутствием в ней вредных примесей. В первую очередь - это химические элементы сера и фосфор. В зависимости от их содержание разделяют на:
- обыкновенного качества - содержащие до 0,06% серы и 0,07% фосфора;
- качественные - до 0,035% серы и 0,035% фосфора;
- высококачественные - не более 0,025% серы и 0,025% фосфора.
- особо высококачественные - не более 0,015% серы и 0,025% фосфора.
По степени раскисления
Раскислением называется процесс удаления кислорода из жидкого сплава. Нераскисленная сталь имеет относительно малую пластичность и сильнее подвержена хрупкому разрушению при термической обработке давлением. По степени раскисления разделяют на:
- спокойные;
- полуспокойные;
- кипящие.
Процесс раскисления спокойных сталей в плавильной печи/или ковше с помощью марганца, алюминия и кремния. Затвердевание в изложнице происходит спокойно, без газовыделения. В верхней части слитков образуется усадочная раковина. Данный тип обладает анизотропией, то есть механические свойства различны и зависят от направления - пластические свойства в поперечном направлении (по направлению прокатки) значительно ниже, чем в продольном направлении. Кроме того, в верхней части слитка содержание серы, фосфора и углерода повышенное, а в нижней части - пониженное. Это значительно ухудшает свойства изделия, иногда даже до отбраковки.
Раскисление в кипящих происходит только за счет марганца. Избыточное количество кислорода при затвердевании частично реагирует с углеродом, выделяясь в виде газовых пузырей (окись углерода). Отсюда и создается впечатление «кипения». В этом типе практически отсутствуют неметаллические включения, возникающие из продуктов раскисления. Является низкоуглеродистым сплавом, с минимальным содержанием кремния и большим содержанием газообразных примесей. Используется при изготовлении деталей кузовов автомобилей и т. п. Обладает хорошей штампуемостью в холодном состоянии.
Полуспокойные стали занимают срединное положение между спокойными и кипящими сталями. Раскисление производят в два этапа: частично в плавильной печи и ковше, заключительно - в изложнице. В изложнице раскисление происходит засчет углерода, который содержится в металле.
Расшифровка сталей в материаловедении
Принадлежит к классу: конструкционные углеродистые качественные. Химический состав: углерод - 0,17−0,24%; кремний - 0,17−0,37%; марганец - 0,35−0,65%; сера - до 0,04%; фосфор - до 0,04%. Широко применяется в котлостроении, для труб и нагревательных трубопроводов различного назначения, кроме того, промышленность выпускает пруток, лист.
ХВГ расшифровка
Принадлежит к классу: инструментальные легированные. Применяется для изготовления измерительного и режущего инструмента, метчиков, протяжек.