Маркировка легированных сталей

В России принята буквенно-цифровая система маркировки легированных сталей. Каждая марка стали содержит определенное сочетание букв и цифр. Легирующие элементы обозначают следующими буквами русского алфавита: X - 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, Б - ниобий. Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце - 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 1-4,5%, марганец до 2 %, кремний 0,6-1,2 %. Такие легирующие элементы как Мо, W, V, Тi обычно вводят в сталь в сочетании с Сr, Ni с целью дополнительного улучшения тех или иных физико-механических свойств. В конструкционных сталях эти элементы обычно содержатся в следующих количествах, в%: Мо - 0,2-0,4; W -0,5- 1,2; V - 0,1-0,3; Тi - 0,1-0,2.

Например, сталь 18ХГТ содержит: 0,18% С, 1% Сr, 1% Мn, около 0,1% Тi; сталь 38ХНЗМФА 0.38%С, 1.2-1.5%Сr; З%Ni, 0,3-0,4 %Мо, 0,1-0,2% V, сталь ЗОХГСА - 0,30% С, 0,8-1,1% Сr, 0.9-1.2%Мn, 0,8-1,2%Si; сталь ОЗХ13АГ19 - 0.03% С, 13% Сr, 0,2-0,3% N, 19% Мn.

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.

Например, сталь ЗХ2В8Ф содержит, 0,3% С, 2% Сr, 8%W, 0,2-0,5% V; сталь 5ХНМ -0,5% С, 1% Сr, 1% Ni, до 0,3% Мо: сталь ХВГ- 1% С, 1% Сr, 1% W, 1% Мn.

Для некоторых групп сталей применяют дополнительные обозначения. Марки автоматных сталей начинаются с буквы А, подшипниковых - с буквы Ш, быстрорежущих - с буквы Р, электротехнических - с буквы Э, магнитно-твердых - с буквы Е.

Нестандартные легированные стали, выпускаемые заводом “Электросталь”, обозначают сочетанием букв ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (электросталь пробная). Легированные стали, выпускаемые “Днепроспецсталью”, маркируют буквами ДИ, Златоустовским металлургическим заводом - буквами ЗИ. Во всех случаях после сочетания букв идет порядковый номер стали, например, ЭИ417, ЭП67, ДИ8 и т. д. После освоения марки металлургическими и машиностроительными заводами условные обозначения заменяет общепринятая маркировка, отражающая химический состав стали.

Легированные конструкционные стали

Строительные, цементуемые, улучшаемые, высокопрочные, пружинно-рессорные, подшипниковые, износостойкие стали

По назначению легированные стали можно подразделять на 3 группы: конструкционные, инструментальные стали и стали с особыми свойствами. В основу классификации первых двух групп положено содержание углерода.

Конструкционные стали относятся к перлитному классу. Стали с С<0,25% используют как цементуемые, стали с 0,2-0,55% С применяют в термообработанном состоянии.

Хромистая сталь - обладает высокой износостойкостью и невысокой стоимостью. Хром в ней 0,7-1,1%. Недостатки – отпускная хрупкость.

Марганцовистая сталь - 0,7-1,8% Mn, который менее дефицитный. Mарганец увеличивает прокаливаемость стали. Эти стали даже после нормализации обладает повышенной прочностью, упругостью, износостойкостью. Недостатки - склонность к росту зерен при перегреве, образованию закалочных трещин и отпускная хрупкость. При высоком содержании Mn стали относятся к сталям с особыми свойствами.

Никелевая сталь - дорогие легированные стали. Ni увеличивает прочность и вязкость стали, сильно повышает прокаливаемость. Ввиду дефицитности Ni заменяют первыми тремя элементами.

Кремнистая сталь - обладает высоким пределом упругости и повышенной прочностью. Применяется для рессор, пружин, мостов, при 1-4% Si и соответствующей ТО применяется как трансформаторная сталь.

Хромоникелевая сталь - высокие механические свойства, глубокая прокаливаемость в масле, повышенная ударная вязкость. Недостатки: - хрупкость при высоком отпуске, поэтому дополнительно легируют Mo или W.

Хроммарганцевая сталь - заменитель хромоникелевой стали, глубокая прокаливаемость обеспечивается марганцем.

По области применения стали подразделяются на: автоматные, строительные, цементуемые, улучшаемые, высокопрочные, рессорно-пружинные, подшипниковые и износостойкие.

Стали для строительных конструкций.

Стали с содержанием углерода <0,25% используют как котельные, строительные и для деталей машин, подвергаемые цементации. Низкое содержание углерода в этих сталях обусловлено тем, что строительные и котельные элементы соединяют сваркой, а углерод ухудшает свариваемость. Более высокая прочность по сравнению с углеродистыми сталями достигается упрочнением феррита легирующими элементами в небольших количествах: Cr, Ni, Mn, Cu и др. К низколегированным строительным сталям относятся: 14Г2, 17ГС, 14ХГС, 15ХСНД. Последняя работает в конструкциях до -60^оС без охрупчивания. Кроме того, введение этих легирующих элементов увеличивает коррозионную стойкость в атмосферных условиях.

Добавление небольшого количества V, Nb (до 0,1%) приводит к дополнительному упрочнению за счет карбонитридов и измельчения зерен. Это: 14Г2АФ, 17Г2АФБ с s_В=450 МПа после нормализации.

Дополнительное упрочнение может быть достигнуто контролируемой прокаткой - деформация при более низкой температуре в конце (800-900^оС) с увеличением степени деформации в последних проходах, что дает измельчение зерен и дисперсном упрочнении карбонитридами.