Какие бывают марки стали: классификация и характеристики

   Материал содержит информацию о том, какие марки стали бывают на российском и зарубежном рынках. Рассказывается о применении и характеристиках распространенных марок.

Марки стали: сфера эксплуатации и характеристики

Таблица названий в сфере маркировки сталей

   Буквы, прописанные за цифрами, обозначают количество легирующего вещества в составе. Если буквы не проставлены, то содержание этих веществ составляет не более 1%. «Ш» — электрошлаковый высококачественный сплав, «ВД» — вакуумно-дуговой высококачественный сплав, «ЭИ» — материал, проходящий эксперименты.

Особенности системы обозначения сталей

   В Российской Федерации и странах СНГ действует уникальная система обозначения сталей. В ней учтены химические свойства материалов, сферы эксплуатации и условия производства. Данная классификация необходима в работе инженерного состава, сотрудников металлургических комбинатов, сварщиков и другого персонала, который работает с металлопрокатом. Система маркировки демонстрирует:

• химические свойства сталей и наличие в них основных элементов;

• сферу применения материалов;

• прогноз свойств сталей в процессе эксплуатации;

• режимы работы с материалом, тип сварки;

• требования для конкретного использования металлопроката.

 Отечественная классификация марок стали составлена на основе государственных стандартов (ГОСТ 380-2005, а также ГОСТ 1050-2013 и ГОСТ 5632-72).

Классификация

   Перечислим характеристики, по которым стали проходят классификацию:

• по химическому составу: с углеродом и легирующими веществами. Марки стали могут иметь низкое, среднее и высокое содержание этих элементов;

• по сфере применения: конструкционные, из них изготавливают элементы сложного оборудования, инструментальные — применяются в производстве инструмента для резки, материалы специального назначения с редкими характеристиками;

• по качественным свойствам: обыкновенные стали, высококачественные, высококачественные с выдающимися характеристиками.

    Рассмотрим каждый тип материалов подробно.

Обычного качества

   Этот тип материалов обозначается литерами «Ст» и цифрами от 0 до 6, они показывают количество углерода в составе конкретной марки. Стали бывают:

• спокойными с однородным составом, раскисленные,

• полуспокойными, с частичным раскислением;

• кипящие, без раскисления, недорогие, непрочные.

 Пример: Ст3Гпс (Ст — обычное качество, 3 — содержание углерода, Г — наличие марганца, пс — полуспокойного типа).

Качественные

Этот вид материалов обозначается двузначной цифрой, которая указывает на количество углерода в сотых процентных долях. Пример: сталь 20 (углерода 0,20%, содержит в составе Mn, Si, S, P). 

Легированные

   Стали содержат в своем составе специальные вещества, которые придают им особенные качества. Маркируются материалы следующим образом: содержание углеродистого и легирующего вещества с их примерным содержанием. Пример: 30ХГСА (0,30% углерода, Cr, Mg, Si).

Низколегированные

   Особенность этого вида материала: количество легирующих веществ около 2,5%. Это конструкционные материалы, отличающиеся высокой надежностью. Также им присуща стойкость к влажности и низким температурам. Пример: 09Г2С (0,09% углерода, 2% Mg, 0,8% Si). В составе Cr, Ni, Cu. 

Среднелегированные

   Эта разновидность стали отличается наличием в составе легирующих веществ (2,5—10%). Среднелегированные стали прочные, прокаливаемые, характеризуются и иными качествами. Пример: 40ХН (0,40% углерода, 1% Cr, 1% Ni). В составе Mn, Si.

Высоколегированные

   Материал содержит в составе более 10% легирующих веществ. Характеризуется высокой стойкостью к воздействию влаги, жаропрочен, отмечается высокая износоустойчивость. Пример: 40Х13 (0,40% углерода, 13% хрома). В составе Mn, Si.

Защищенные от воздействия влажности

   Нержавеющие стали отличаются высоким содержанием хрома (не меньше 12,5%). Элемент придает материалу антикоррозионные свойства. Стали различаются структурно:

• аустенитные — со специальной структурой;

• ферритные — с ферритом, твердым раствором легирующих веществ в α железе;

• мартенситные — с мартенситом, это структура, образующаяся при быстрой закалке аустенита: высокотемпературной фазы железа;

• дуплексные — с двухфазной структурой, состоящей приблизительно из равных частей аустенита и феррита.

   Пример: 08Х18Н10 (0,8% углерода, 18% хрома, 10% никеля). В составе Ti, Mn, Mo.

Инструментальные

   Инструментальные стали предназначены для производства разного типа инструментов. Различают углеродистые, легированные и быстрорежущие стали.

Углеродистые

   В названии этой марки присутствует литера «У», что означает наличие углерода в составе. Цифра указывает точное значение этого вещества. Пример: У10А (1% углерода, высококачественная сталь с незначительным содержанием серы и фосфора). В составе Mn, Si.

Легированные

   Прокаливаемые, стойкие к износу, твердые. Пример: ХВГ (1% хрома, 1% вольфрама, 1% марганца). В составе W и Si.

Быстрорежущие

   При обозначении этой марки сталей используют литеру «Р» (от слова «рапид» — быстрый). Основное их качество — теплостойкость, которая достигается за счет включения в состав, Мо, Cr, Ко. Пример: Р6М5 (быстрорежущего типа, 6% W, 5% Мо). 

Специального назначения

   Материалы существуют для эксплуатации в сложных условиях производства или для формирования нужного перечня характеристик.

Подшипникового типа

   Маркировка подшипниковых сталей содержит литеры «ШХ», цифра рядом обозначает содержание хрома. Пример: ШХ15 (шарикоподшипниковая сталь с содержанием хрома 1,5%). В составе С, Mn, Si.

Пружинно-рессорные

   Упругие, надежные, выносливые. Сопротивляются релаксации напряжений. Пример: 65Г (0,65% углерода, 1% марганца). В составе Si, Cr, Ni.

Методика определения марок стали

   Напомним, как профессионально расшифровать марку стали. Ст — сталь с обычными качественными характеристиками, цифры обозначают степень ее качества. У — углеродистого типа, Ш — шарикоподшипникового типа, Р — быстрорежущего типа, Э — электротехнического типа. Затем можно увидеть, сколько углерода есть в материале. В конструкционных марках стали содержание С указывают в сотых долях %, в инструментальных материалах — в десятых долях %.

    Легирующие вещества помечаются литерами: Г — марганец, Ф — ванадий, М — молибден и т.д. Если за буквой проставлена цифра, то она означает содержание вещества в составе марки. Если цифра не прописана, вещества в наличии не более 1,5%. В аббревиатуре могут указываться следующие степени раскисления, Ш — электрошлаковый сплав, ВД — вакуумный сплав дуговой разновидности, ИД — вакуумная плавка индукционного вида с вакуумным дуговым сплавом.

Примеры обозначений

   12Х18Н10Т относят к защищенным от воды, аустенитным (0,12% углерода, 18% хрома, 10% никеля, 1% титана). Применима в агрессивных средах, при повышенной температуре.

   110Г13Л относят к литейному типу (11% марганца, 1,5% углерода). Применима для условий высокой ударной нагрузки.

   У8ГА относят к инструментальной разновидности сталей (0,8% углерода, много марганца (Г), мало серы и фосфора.

   Р6М5 — литейная марка быстрорежущей стали (6% вольфрама, 5% молибдена).

   Для точного определения марки и ее характеристик рекомендуется пользоваться государственными стандартами и справочными источникам, которые разработаны для отрасли обработки металлопроката и сплавов.

Соответствие с международными нормативами

   Обозначение марок российской стали сложно сравнивать с международными системами. Трудности связаны с различиями в маркировочных системах, производственных технологиях и стандартах, принятых в определенной стране.

   Полное соответствие марок практически не достигается. Если марку необходимо заменить, то обязательно берут в расчет различия, касающиеся химического состава, характеристик примесей и производственных условий. Важно учитывать, что стандарты быстро обновляются, принимают во внимание их последнюю версию. При закупке импортных сталей необходимо требовать сертификаты соответствия. Не исключаются и консультации с экспертами, которые помогут подобрать нужную марку стали.

    Понимание содержания аббревиатур, обозначающих марки стали, помогает правильно выбрать материал, чтобы эксплуатировать его в конкретных условиях. Также открывается возможность предусмотреть их поведение при обрабатывающих операциях. К ним относят сварку, контакт с водой и с повышенными температурными средами. Верное чтение расшифровок дает возможность оптимизировать производственные затраты и избегать непредвиденных расходов, связанных с неверным выбором марки стали.

    Правильная расшифровка позволяет исключить аварии на производстве — различные поломки, снижение прочности металлоконструкций, другие внештатные ситуации. Профессионально подбирая марку, инженеры заводов и комбинатов могут логично спланировать технологический процесс, грамотно провести переговоры с поставщиками. Последние реализуют именно те марки, которые требуются для конкретных условий предприятия. Умение прочитать маркировку дает возможность определить состав сталей без их отправки в лабораторию и лишних трат на дополнительные исследования.