Маркировка сталей

Классификация стали.

Стали, классифицируют по следующим признакам: химическому составу, способу производства, качеству, структуре, применению.

По химическому составу различают стали углеродистые (низкоуглеродистые содержание С= до 0,25%, среднеуглеродистые С= 0,25-0,45%, высокоуглеродистые С= более 0,45%) и легированные. В зависимости от наличия в легированных сталях тех или иных легирующих элементов стали называют хромистыми, кремнистыми, хромоникелевыми, хромомарганцеванадиевыми и т.п. В зависимости от содержания легирующих элементов легированные стали делят на низколегированные (до2,5%), среднелегированные (от 2,5 до 10%) и высоколегированные (более 10%).

По способу производства различают стали конверторные, мартеновские, электросталь и сталь особых методов выплавки.

По качеству различают обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. При этом учитывается главным образом способ выплавки и содержания в сталях вредных примесей—серы и фосфора.

Стали обыкновенного качества - углеродистые стали с содержанием до 0,5% С; выплавляют в конвертерах (с применением кислорода) и в мартеновских печах; содержание фосфора до 0,07% и серы до 0,06%.

Стали качественные - углеродистые и легированные стали; выплавляют преимущественно в основных мартеновских печах; содержание серы и фосфора до 0,035-0,040% каждого.

Стали высококачественные - главным образом легированные стали; выплавляются преимущественно в электропечах, а также в кислых мартеновских печах; содержание серы и фосфора до 0,025% каждого.

Стали особо высококачественные - легированные стали; выплавляются в электропечах, электрошлаковым переплавом и другими совершенными методами; содержание серы и фосфора до 0,015% каждого.

По структуре подразделяют стали в отожженном и в нормализованном состояниях.

Стали в отожженном состоянии делят на классы: доэвтектоидный, эвтектоидный и заэвтектоидный, обычно объединяемые в один класс—перлитный (для углеродистых и легированных сталей), ледебуритный или карбидный, ферритный, полуферритный, аустенитный и полуаустенитный (только для легированных сталей).

Так как легирующие элементы сдвигают точку S (0,8% С) и точку Е (2,14% С) диаграммы Fe—Fe₃С влево, то в легированных сталях эвтектоидная, заэвтектоидная или ледебуритная структура получаются по сравнению с образованием этих структур в углеродистых сталях при меньшем содержании углерода, и поэтому в некоторых сталях (например, в быстрорежущих) в структуре имеется ледебурит (ледебуритный класс).

При небольшом содержании углерода и высоком содержании легирующих элементов, сужающих область γ-фазы (Cr, W, V и др.), эта фаза может частично или полностью отсутствовать. Тогда в стали при нагреве может быть либо частичное α == γ превращение (сталь полуферритного класса), либо его не будет совсем и тогда стали при всех температурах будут иметь ферритную структуру и соответственно они относятся к ферритному классу. При высоком содержании легирующих элементов, расширяющих область γ-фазы (Mn, Ni), эта фаза может полностью сохраниться при всех температурах (аустенитный класс стали) или частично претерпевать α == γ пре

вращение (полуаустенитный класс стали).

Стали в нормализованном состоянии, по структуре делят на перлитный (I), мартенситный (II) и аустенитный (III) классы. Образование стали этих классов, характеризуется диаграммой изотермического превращения с нанесением на нее кривой нормализации (охлаждения на воздухе).

К перлитному классу относят углеродистые и легированные стали с низким содержанием легирующего элемента, кривая нормализации, которых пересекают кривую изотермического превращения в зоне образования феррито-цементитной смеси с образованием перлита, сорбита или троостита.

К мартенситному классу относят: легированные стали с более высоким содержанием легирующего элемента, кривая изотермического превращения, которых располагается правее (большая устойчивость аустенита), кривая нормализации не пересекает С- образную кривую, а аустенит переохлаждается до точки М _н, образуя мартенситную структуру.

К аустенитному классу относят легированные стали с высоким содержанием легирующего элемента, в которых не только кривая изотермического превращения сдвинута вправо, но также понижена точка начала мартенситного превращения М_н; она расположена при температуре ниже комнатной. В этом случае кривая нормализации не пересекает С -образную кривую и не доходит до точки М _н, в связи, с чем в структуре сохраняется аустенит.

По применению стали подразделяют на следующие группы и подгруппы:

Конструкционные стали: строительные; машиностроительные общего назначения (стали, используемые без термической обработки, упрочняемые в поверхностном слое и упрочняемые по всему сечению); машиностроительные специализированного назначения (стали пружинные, шарикоподшипниковые, автоматные, жаропрочные и др.).

Инструментальные стали. Стали с особыми свойствами: с особыми химическими свойствами (нержавеющие стали); с особыми физическими свойствами(магнитные, с малым и заданным коэффициентом расширения и др.).

Обозначение сталей обыкновенного качества—буквенно-цифровое, например Ст0, Ст1—Ст6, БСт0, БСт1—БСт6, ВСт2—ВСт5. Буквы Ст означают сталь, цифры от 0 до 6—условный номер марки в зависимости от химического состава и механического состава и механических свойств. Буквы Б и В перед обозначением марки означают группу стали; Группа А в обозначении марки стали не указывается. Для обозначения степени раскисления к обозначению марки стали после номера марки добавляют индексы: кп—кипящая, пс—полуспокойная, сп—спокойная, например, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, БСт3кп, ВСт3сп.

Углеродистые качественные конструкционные стали обозначают двузначными цифрами, показывающими среднее содержание углерода в стали, выраженное в сотых долях процента. Например, сталь с содержанием 0,12-0,19% С обозначают как сталь 15, сталь с 0,27-0,35% С—как сталь 30, сталь с 0,42-0,50% С—как сталь 45 и т. д. Кипящая сталь в конце марки имеет индекс кп, например сталь с 0,05-0,11% С обозначают как сталь 0,8 кп.

Углеродистые инструментальные стали маркируют следующим образом: впереди ставят букву У, за ней цифру, обозначающую среднее содержание углерода, выраженное в десятых долях процента. Например, сталь с содержанием 0,45-0,84% С обозначают как сталь У8, сталь с содержанием 0,95-1,04% С как сталь У10 и т.д.

В основу обозначения марок легированных сталей положена буквенно-цифровая система. Легирующие элементы обозначают русскими буквами (таблица). Цифры с левой стороны букв означают среднее содержание углерода: если две цифры—в сотых долях процента, если одна—десятых долях процента. Для некоторых инструментальных сталей цифра, означающая содержание углерода, отсутствует. Это означает, что содержание углерода в стали составляет ~1%. Цифры после букв показывают примерное содержание легирующих элементов, выраженных в целых процентах. Если содержание легирующего элемента 1-1,5% и менее, то цифра после буквы не ставится. Например, сталь состава 0,57-0,65% С и 1,5-2,0% Si обозначают 60С2; сталь состава 0,36-0,44% С и 0,8-1,1% Cr—40Х; сталь состава 0,60-0,75% С и 3,2-3,8% Cr—7ХЗ; сталь состава 0,95-1,10% С и 1,30-1,65% Cr—Х.

Для высококачественных сталей в конце обозначения марки ставят букву А, например сталь 30ХГС—качественная, а сталь 30ХГСА—высококачественная; стальУ8—качественная, У8А—высококачественная.

Все стали инструментальные легированные и с особыми свойствами всегда высококачественные и поэтому в обозначениях марок этих сталей буква А не ставится.

В маркировке сталей в начале иногда ставятся буквы, указывающие их применение: А—автоматные стали, например А20 (0,15-0,25% С); Р—быстрорежущие стали, например, Р18 (17,5-19,0 % W); Ш—шарикоподшипниковые стали, например, Э11 (0,8-1,8% Si).

Нестандартные стали часто маркируют условно. Например, стали, выплавленные на заводе «Электросталь», обозначают буквой Э, рядом ставят букву И—исследовательская или П—пробная. После буквы ставят порядковый номер, например, ЭИ69, ЭИ868, ЭП48, ЭП590. Стали, выплавленные на Златоустовском металлургическом заводе, обозначают ЗИ, на «Днепроспецсталь» и т.д.