Материаловедение расшифровка марок стали

Материаловедение

Все известные в природе металлы относят к двум группам — черные и цветные металлы. К черным металлам относятся железо и сплавы на его основе (сталь и чугун). Кроме того, к черным металлам относят марганец — металл серебристо-белого цвета; но в металлургии и в бытовом сленге этот элемент в перечне черных металлов упоминается редко.
Все прочие металлы и сплавы, не содержание железо или содержащие его в небольшом количестве, относят к цветным металлам.

Такая классификация обусловлена рядом причин, в первую очередь, химико-механическими свойствами железосодержащих металлов и сплавов, обладающих низкой коррозийной стойкостью (кроме некоторых сталей со специфическими добавками) и магнетизмом. Черные металлы привлекают машиностроителей хорошей податливостью к обработке, механической прочностью, а также низкой ценой.
Цветные металлы обладают рядом уникальных свойств — высокой электропроводностью, устойчивостью к коррозии, небольшим удельным весом при высокой прочности, а в некоторых случаях и высокими эстетико-ювелирными качествами. Как правило, цветные металлы являются более дорогостоящими из-за их относительной редкости в природе, а также сложности выделения из породы.
Цветные металлы, чаще всего, классифицируют на легкие, тяжелые и благородные металлы.

Итак, основой черных металлов является железо . Однако в чистом виде этот металл в природе практически не встречается из-за относительно низкой коррозийной стойкости, поэтому железо в чистом виде в машиностроении не применяется, а используются сплавы, основу которых составляют соединения железа с углеродом — стали и чугуны.
Сталями называют многокомпонентные сплавы с содержанием углерода до 2,14 %.
Чугун – сплав железа с углеродом при содержании углерода более 2,14 %.

Стали и чугуны очень широко используются в машиностроении. При этом незначительные добавки цветных металлов или неметаллических элементов в стальные или чугунные сплавы позволяют существенно изменять их химико-механические свойства в зависимости от потребностей машиностроителей, незначительно влияя, при этом, на стоимость полученного сплава.

Свойства, классификация и маркировка сталей

В основу классификации сталей заложены их химический состав, структура, назначение, технологическая обрабатываемость, качество.
В зависимости от химического состава различают стали углеродистые (ГОСТ 380-94, ГОСТ 1050-88) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).
По структуре — доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные, феррито-перлитная, аустенитная, мартенситная.
По назначению — конструкционные, машиностроительные и инструментальные.

Углеродистые стали, в зависимости от содержания в них углерода, могут быть:

малоуглеродистыми , содержащими углерода менее 0,25%;
среднеуглеродистыми , содержание углерода составляет 0,25…0,60%;
высокоуглеродистыми , в которых концентрация углерода превышает 0,60%.

Легированные стали 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.

Конструкционные стали предназначены для изготовления строительных и машиностроительных изделий.

Инструментальные стали предназначены для изготовления режущего, измерительного, штампового и прочего инструмента. Эти стали содержат более 0,65% углерода.

Стали с особыми физическими свойствами: с определенными магнитными характеристиками (электротехническая сталь) или с малым коэффициентом линейного расширения (суперинвар).

Стали с особыми химическими свойствами: нержавеющие, жаростойкие и жаропрочные стали.

Качество стали зависит от содержания вредных примесей: серы и фосфора. Стали обыкновенного качества, содержат 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; особо высококачественные – 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 по ГОСТ 380-94 буквами «Ст» и условным номером марки (от 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.
Например:

Ст1КП2 – углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 1, кипящая второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А);

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

БСт0 – углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки , группы Б, первой категории.

Расшифровки марок сталей и сплавов

10 — конструкционная углеродистая качественная сталь.Цифра указывает на содержание углерода в сотых долях процента .Сталь содержит 0,10 % углерода.
Применяется в машиностроении для х деталей с высокой пластичностью. Может подвергаться цементации;

Ст5 Буквы ,,Ст” в марке стали обозначают «Сталь обыкновенного качества»; цифра после Ст – условный номер марки в зависимости от химического состава стали (сталь № 5).
Применение: детали клепанных конструкций , болты, гайки, ручки, тяги, втулки и другие детали работающие в интервале температур от 0 до +425С.

14ХГ2АФ — сталь конструкционная низколегированная.
Цифра перед буквами указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,14%). Буква ,,Х” указывает на легирование хромом в количестве 1,5 (после буквы нет цифры). Буква ,,Г” указывает на легирование Марганцем в количестве 2% (после буквы стоит цифра 2). Буква ,,А” в середине марки указывает на легирование азотом в количестве 1%. Буква ,,Ф” указывает на легирование ванадием в количестве 1%.
Применение: несущие элементы сварных конструкций, работающие при переменных нагрузках.

ШХ15-сталь конструкционная подшипниковая.
Буквы ,,ШХ” указывают на то, что сталь шарикоподшипниковая. Цифра указывает на содержание углерода в десятых долях процента (0,15% Хрома). Содержание углерода 1%.
Применение: шарики диаметром до 150 мм, ролики диаметром до 23 мм, кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм, втулки плунжеров, плунжеры, нагнетательные клапаны, корпуса распылителей, ролики толкателей и другие детали, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность.

30Г2-Сталь конструкционная легированная (марганцовистая).
Цифра перед буквами указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,30%). Буква ,,Г” указывает на легирование марганцем в количестве 2 (после буквы стоит цифра 2).
Применение: Коленчатые валы, полуоси, цапфы, рычаги сцепления, вилки переключения передач, фланцы

20Х2Н4М — сталь конструкционная (машиностроительная) легированная.
Цифра перед буквами указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,20%). Буква ,,Х” указывает на легирование хромом в количестве 2% (после буквы цифра 2). Буква ,,Н” указывает на легирование Никелем в количестве 4% (после буквы стоит цифра 4). Буква ,,М” указывает на легирование Молибденом в количестве 1%.
Применение: шестерни, вал-шестерни, пальцы и другие цементируемые особоответственные высоконагруженные детали к которым предъявляются требования высокой прочности.

70С3 сталь конструкционная рессорно-пружинная.
Цифра перед буквами указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,70%). Буква ,,С” указывает на легирование Кремнием в количестве 3% (после буквы цифра 3).
Применение: тяжелонагруженные пружины ответственного назначения.

38Х2МЮА сталь конструкционная легированная.
Цифра перед буквами указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,38%). Буква ,,Х” указывает на легирование хромом в количестве 2% (после буквы цифра 2). Буква ,,М” указывает на легирование Молибденом в количестве 1%. Буква ,,Ю” указывает на легирование Алюминием в количестве 1%. Буква ,,А” в конце марки стали указывает на то, что сталь высококачественная (содержит меньше вредных примесей-серы и фосфора).
Применение: азотируемые детали: шестерни, валики, пальцы, втулки и т.д., работающие при температурах до 450 С.
15Х25Т сталь коррозионно-стойкая жаропрочная (ферритного класса).
Цифра перед буквами указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,15%). Буква ,,Х” указывает на легирование хромом в количестве 25% (после буквы цифра 25). Буква ,,Т” указывает на легирование Титаном в количестве 1%.
Применение: для сварных конструкций, не подвергающихся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации от —20 °С до 1100 °С. Трубы для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах. Аппаратура, детали, чехлы термопар, электроды искровых зажигательных свечей, теплообменники.
03Х18Н11 сталь коррозионно-стойкая (аустенитного класса).
Цифра перед буквами указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,03%). Буква ,,Х” указывает на легирование хромом в количестве 18% (после буквы цифра 18). Буква ,,Н” указывает на легирование Никелем в количестве 11%.
Применение: изделия, работающие в азотнокислых средах при повышенной температуре
КЧ60-2 — Ковкий чугун перлитного класса.
Буквы ,,КЧ” обозначают Ковкий чугун. Первая цифра после букв указывает на предел прочности, деленный на 10 (В=600МПа). Вторая цифра указывает на удлинение (=2%).
Применение: для изготовления деталей машин, требующих высокой прочности и пластичности.
9ХС — сталь инструментальная легированная.
Цифра перед буквами в инструментальных марках стали указывает на содержание углерода в десятых долях процента (0,9%). Буква ,,Х” указывает на легирование хромом в количестве 1% (после буквы нет цифры). Буква ,,С” указывает на легирование Кремнием в количестве 1%.
Применение: сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Ответственные детали, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами.
АЧС4 чугун антифрикционный серый с пластинчатым графитом. Буква ,,А” указывает что чугун антифрикционный. Буквы ,,ЧС”чугун серый.Применение: для работы в паре с термически обработанным (закаленным или нормализованным) валом
3Х3М3Ф — сталь инструментальная штамповая. Цифра перед буквами в инструментальных марках стали указывает на содержание углерода в десятых долях процента (0,3%). Буква ,,Х” указывает на легирование хромом в количестве 3% (после буквы цифра 3). Буква ,,М” указывает на легирование Молибденом в количестве 3% (после буквы цифра 3). Буква ,,Ф” указывает на легирование ванадием в количестве -1%.
Применение: инструмент горячего деформирования на кривошипных прессах и гориэонтально-ковочннх машинах, подвергающийся в процессе работы интенсивному охлаждению (как правило, для мелкого инструмента), пресс-формы литья под давлением медных сплавов.
Р12Ф3 — сталь инструментальная быстрорежущая.
Буква ,,Р” указывает что сталь быстрорежущая. Цифра после буквы ,,Р” указывает на содержание Вольфрама (12%). Буква ,,Ф” указывает на легирование ванадием в количестве 3% (цифра 3 после буквы).
Применение: для чистовых инструментов при обработке вязкой аустенитной стали и материалов, обладающих абразивными свойствами. Теплостойкость 620 С.
Т16К6 — твердый сплав.
Буква ,,Т” указывает на содержание карбида титана 16% (цифра после буквы). Буква ,,К” указывает на содержание Кобальта 6% (цифра после буквы). Остальное карбид вольфрама
Применение: Чистовое и получистовое фрезерование углеродистых и малолегированных конструкционных сталей, стального литья, поковок.

АД31 — алюминиевый деформируемый сплав.
Буква ,,А” указывает на то, что сплав на основе алюминия. Буква ,,Д” обозначает деформируемый сплав. Цифра обозначает номер сплава.
Применение: для изготовления деталей невысокой прочности и высокой коррозионной стойкости, работающих в интервале от -70 до 50 С.
АК5М4 — алюминиевый литейный сплав.
Буква ,,А” указывает на то, что сплав на основе алюминия. Буква ,,К” обозначает легирование кремнием в количестве 5% (цифра после буквы). Буква ,,М” обозначает легирование Медью в количестве 4% (цифра после буквы).
Применение: для изготовления чушек и фасонных отливок различными способами литья (в песчаные формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, литьем под давлением)
Д16 — алюминиевый деформируемый сплав.
Буква ,,Д” обозначает алюминиевый деформируемый сплав.
Применение: для силовых элементов конструкций самолетов, кузовов автомобилей, труб и т.д.; для деталей, работающих при температурах до 230С.
ЛОМц70-1-1-латунь оловянная.
Буква ,,Л” латунь. Буква ,,О” указывает на легирование Оловом. ,,Мц” легирование Марганцем. Цифры после букв указываю на содержание Меди, Олова и Марганца соответственно 70, 1 и 1%
Применение: для изготовления конденсаторных трубок в морском судостроении.
БрБ2 — берилевая бронза, обрабатываемая давлением.
Буквы ,,Бр”-бронза. Буква ,,Б” обозначает легирование бериллием (2%).
Применение: Пружины, пружинящие детали ответственного назначения, износостойкие детали всех видов, неискрящие инструменты.
МА5 — магниевый деформируемый сплав. Буквы ,, МА ” указывают на магниевый деформируемый сплав Применение: для нагруженных деталей; предельная рабочая температура: 150°C -длительная, 200°C -кратковременная

БН— сплав на основе олова (баббит) с содержанием 11 % олова (основа-свинец) и легированный никелем. Применяется как антифрикционный материал для подшипников скольжения.

ПОССу18-8 — припой оловянно-свинцовый с сурьмой.
Буква ,, П ”- припой. Буква ,, О ”- оловянный. Буква ,, С ”-содержит свинец. ,, Су ” содержит Сурьму. Цифры указывают на содержание элементов в %. Олово 18%, Сурьма 8%, остальное свинец
Применяется для пайки латуни, меди, стали, бронзы.

ПСр2 — серебряный припой.
Буква ,,П”- припой. Буквы ,, Ср”- серебряный. Содержание серебра 2%.
Применение: Пайка меди и никеля со стеклоэмалью и керамикой; Пайка и лужение ювелирных изделий

Как расшифровать марку стали

Сталь, чугун и сплавы цветных металлов подлежат обязательной маркировке. В мире существует более 1,5 тысяч различных видов сталей и сплавов из них.

Легированные стали, в отличие от нелегированных, имеют несколько иное обозначение, поскольку в них присутствуют элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. К примеру:

хром (Cr) повышает твёрдость и прочность
никель (Ni) обеспечивает коррозионную стойкость и увеличивает прокаливаемость
кобальт (Co) повышает жаропрочность и увеличивает сопротивление удару
ниобий (Nb) помогает улучшить кислостойкость и уменьшает коррозию в сварных конструкциях.

Именно поэтому в названия легированных сталей принято включать химические элементы, присутствующие в составе, и их содержание в процентах. Химические элементы в таких марках сталей обозначаются русскими буквами, приведёнными в таблице.

Также существует маркировка Ч , сообщающая нам, что в составе сплава имеются редкоземельные металлы, такие как: церий, лантан, неодим и прочие. Церий (Ce) влияет на прочность и пластичность стали, а н еодим (Nd) и лантан (La) уменьшают пористость и содержание серы в стали, измельчают зерно.

Пример расшифровки марки стали 12Х18Н10Т

12Х18Н10Т — это популярная сталь аустенитного класса, которая применяется в сварных аппаратах, работающи х в разбавленных растворах кислот, в растворах щелочей и солей, а также в деталях, работающих под большим давлением и в широком диапазоне температур. Итак, что же означают эти загадочные символы, стоящие в названии, и как их правильно объединить?

Две цифры, стоящие в самом начале марки легированной стали, — это среднее содержание углерода в сотых долях процента. В нашем случае, содержание углерода 0,12% . Иногда вместо двух цифр стоит всего одна: она показывает, сколько углерода (C) содержится в десятых долях процента. Если же цифр в начале марки стали вовсе нет, это означает, что углерода в ней довольно приличное число — от 1% и выше.

Буква Х и следующая за ней цифра 18 говорят о том, что в данной марке содержится 18% хрома . Обратите внимание: соотношение элемента в долях процента выражает только первое число, стоящее в начале марки, и это относится только к углероду! Все остальные числа, присутствующие в названии, выражают количество конкретных элементов в процентах.

Далее следует комбинация Н10. Как Вы уже догадались, это 10% никеля .

В самом конце стоит буква Т без каких-либо цифр. Это значит, что содержание элемента слишком мало, чтобы уделять этому внимание. Как правило, около 1% (иногда — до 1,5%). Получается, в данной марке легированной стали количество титана не превышает 1,5% . Если вдруг в самом конце марки Вы обнаружите скромно стоящую букву А, помните, что она играет очень важную роль: таким образом обозначается высококачественная сталь, содержание фосфора и серы в которой сведено к минимуму. Две буквы А в самом конце (АА) говорят о том, что данная марка стали особо чистая, т. е. серы и фосфора здесь практически нет.

В ходе несложного анализа сочетаний букв и цифр мы выяснили, что марка стали 12Х18Н10Т (конструкционная криогенная, аустенитного класса) сообщает о себе следующие сведения: 0,12% углерода, 18% хрома (Х), 10% никеля (Н) и небольшое содержание титана (Т), не превышающее 1,5%.

В начале марки легированных сталей могут также присутствовать дополнительные обозначения:

Р — быстрорежущая;

Ш — шарикоподшипниковая;

А — автоматная (не путайте с буквой А в конце названия, говорящей о чистоте стали!);

Э — электротехническая.

Также стоит отметить некоторые особенности таких подвидов легированных сталей:

в шарикоподшипниковых сталях содержание хрома указывается в десятых долях процента (например, сталь ШХ4 содержит 0,4% хрома);
в марках быстрорежущей стали после буквы Р сразу ставится число, указывающее содержание вольфрама в процентах. Также все быстрорежущие стали содержат 4% хрома (Х).

Чтобы показать способ раскисления стали, существуют особые буквенные обозначения:

сп — спокойная сталь;
пс — полуспокойная сталь;
кп — кипящая сталь.

Теперь подробно рассмотрим, как расшифровать марку нелегированной стали , которая подразделяется на обыкновенную и качественную.

Обыкновенная нелегированная сталь(Ст3 , Ст3кп) имеет в самом начале буквы Ст. Далее следуют цифры, указывающие содержание углерода в стали в десятых долях процента. В конце могут стоять специальные индексы: например, сталь Ст3кп относится к категории кипящей , о чём говорят буквы кп в самом конце. Отсутствие индекса означает, что эта сталь спокойная . Когда нужно отразить в маркировке гарантию свариваемости , в конце добавляют строчные буквы св . К примеру: Ст3св.

Качественная нелегированная сталь (Ст10, Ст30, Ст20, Ст45) содержит в маркировке двузначное число, указывающее среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Таким образом, марка стали Ст10 содержит 0,1% углерода; Ст30 имеет 0,3% углерода; Ст20 — 0,2%; Ст45 содержит 0,45% углерода.

Конструкционная низколегированная сталь 09Г2С содержит следующие химические элементы: 0,09% углерода, 2% марганца и небольшое количество кремния (приблизительно 1%).

Стали 10ХСНД и 15ХСНД отличаются только разным содержанием углерода: 0,1% и 0,15% соответственно. Хрома (Х), кремния (С), никеля (Н) и меди (Д) здесь очень мало (до 1-1,5%), поэтому цифры за буквой не ставятся.

Качественные стали применяют для производства паровых котлов и сосудов высокого давления. В их маркировке имеется буква К на конце: 20К, 30К, 22К.

Если сталь является литейной конструкционной , то в конце маркировки ставят букву Л. Например: 40ХЛ, 35ХМЛ.

Инструментальные нелегированные стали обозначаются буквой У. Далее следует цифра, выражающая среднее содержание углерода в стали: У10, У7, У8. Если сталь ещё и высококачественная, это также отмечают в маркировке: У8А, У10А, У12А. Если необходимо подчеркнуть увеличенное содержание марганца, применяют дополнительную букву Г. К примеру, существуют стали У8ГА и У10ГА.

Инструментальные легированные стали имеют такое же обозначение, как и конструкционные легированные. Например, марка ХВГ указывает на присутствие трёх главных легирующих элементов: хрома (Х), вольфрама (В) и марганца (Г). Содержание углерода здесь примерно 1%, а потому цифра в начале марки не пишется. Другой вид стали 9ХВГ имеет пониженное содержание углерода в сравнении с ХВГ: здесь углерода 0,9%.

Стали быстрорежущие маркируются буквой Р, после которой ставится содержание вольфрама в %. Разберём в качестве примера сталь Р6М5Ф3 . Она является быстрорежущей (Р), содержит 6% вольфрама, 5% молибдена (М) и 3% ванадия (Ф).

Сталь электротехническая нелегированная (АРМКО) имеет очень малое удельное электрическое сопротивление. Это достигается благодаря минимальному количеству углерода в составе (менее 0,04%). Такую сталь ещё принято называть технически чистым железом . Маркировка электротехнических нелегированных сталей состоит только из цифр. Например: 10880, 21880 и т. д. В каждой цифре заложена важная информация. Самая первая цифра показывает вид обработки: 1 — кованный или горячекатаный; 2 — калиброванный. Вторая цифра сообщает наличие/отсутствие нормируемого коэффициента старения: 0 — без коэффициента; 1 — с коэффициентом. Третья цифра — это группа по основной нормируемой характеристике. Две последние связаны со значениями основной нормируемой характеристики.

Строительная сталь отмечается буквой С, после которой указывается минимальный предел текучести стали. Также применяются дополнительные обозначения: К — повышенная коррозионная стойкость (С390К, С375К); Т — термоупрочнённый прокат (С345Т, С390Т); Д — повышенное содержание меди (С345Д, С375Д).

Алюминиевые сплавы литейные обозначаются буквами АЛ в начале маркировки. Вот некоторые примеры: АЛ4, АЛ19, АЛ27.

Алюминиевые сплавы для ковки и штамповки содержат буквы АК, а далее — условный номер данного сплава: АК6, АК5.

Также существуют деформированные сплавы с содержанием алюминия . Сплав авиаль: АВ, алюминиево-магниевый сплав: АМг; алюминиево-марганцовый сплав: АМц.

Теперь Вы узнали, как расшифровать марку стали с содержанием различных химических элементов. Данная маркировка сталей была разработана ещё в СССР и действует по настоящее время не только на территории Российской Федерации, но и в странах СНГ.

Европейская маркировка сталей подчиняется стандарту EN 100 27. В Японии и Соединённых Штатах имеются свои стандарты. Единой мировой классификации сталей в настоящее время не существует.

Понимая общие правила обозначения марок нелегированных и легированных сталей, а также при грамотной расшифровке марок сталей, можно без труда определить, из какой именно стали изготовлена конкретная деталь. Грамотные сотрудники завода «УралТеплоМонтаж» помогут Вам определить необходимую марку стали, способную выдержать требуемое давление и заданные температурные условия. У нас всегда имеются в наличии (либо под заказ) стальные фитинги для трубопроводов, отводы гнутые и другая трубопроводная арматура из различных марок сталей.