Углеродистые стали
а} Стали углеродистые обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) Стали углеродистые обыкновенного качества содержат до 0,07% фосфора, 0,06% серы, 0,06…0,49% углерода и в равновесном состоянии имеют ферритно-перлитную структуру. Буквы Ст в марке означают «сталь обыкновенного качества», цифры — условный номер марки в зависимости от нормируемых показателей (величин механических свойств). Чем больше условный номер стали, тем больше содержание углерода и перлита в ней и тем выше ее прочность и ниже пластичность. Углеродистые стали обыкновенного качества изготавливают следующих марок: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб. Стандартом предусмотрена также сталь с повышенным (0,8…1,1%) содержанием марганца: СтЗГпс, СтЗГсп и Ст5Гпс. Наиболее распространенная сталь СтЗсп имеет s =380…490 МПа, s0,2 = 210…250 МПа и d= 25..22%, а Ст5сп — s= 500…600 МПа, s0,2 = 240…280 МПа и d = 20…17%. Чем больше толщина изделия проката, тем ниже значения приведенных характеристик. По условиям поставки стали обыкновенного качества классифицируются на три группы, буквенное обозначение которых (кроме А) указывают в начале марки:
- • А — поставляемые по механическим свойствам (Ст0, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, СтЗ, Стб) для изготовления изделий, не подвергающихся горячей обработке;
- • Б — поставляемые по химическому составу (БСт0, БСт1, …, БСтб) для изготовления изделий, подвергающихся горячей обработке;
- • В — поставляемые по механическим свойствам и химическому составу (ВСт1^ ВСт2, …, ВСт5) для изготовления сварных конструкций.
Дополнительными индексами указываются степень раскисления и характер затвердевания стали (например, СтЗкп, Ст5пс, Ст6сп). В группе А при отсутствии обозначений сп, пс, кп подразумевается сталь спокойная.
С целью гармонизации принятого отечественного обозначения марок с международным в ГОСТ 380—94 приведено их сопоставление (табл. 1).
Таблица 1 Сопоставление марок стали типа Cm и Fе по международным стандартам ИСО 630-80 и ИСО 1052-82
Марки стали
| Ст | Fe | Ст | Fe |
| СтО | Fe310-0 | Ст4кп | Fe430-A |
| Ст1кп | Ст4пс | Fe430-B | |
| Ст1пс | Ст4сп | Fe430-C | |
| Ст1сп | — | — | Fe430-D |
| Ст2кп | Ст5пс | Fe510-B, Fe490 | |
| Ст2пс | Ст5Гпс | Fe510-B, Fe490 | |
| Ст2сп | Сг5сп | Fe510-C, Fe490 | |
| СтЗкп | Fe360-A | ||
| СтЗпс | Fe360-B | Ст6пс | Fe590 |
| СтЗГпс | Fe360-B | Стбсп | Fe590 |
| СтЗсп | Fe360-C | Fe690 | |
| СтЗГсп | Fe360-C | — | |
| Fe360-D |
Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества предназначены для изготовления:
- горячекатаного проката;
- холоднокатаного тонколистового проката;
- слитков, блюмов, слябов;
- труб;
- поковок и штамповок;
- метизов и др.
- Прокатное производство — получение из металлов и сплавов путем прокатки различных изделий и полуфабрикатов, а также их дополнительная обработка с целью повышения качества. В промышленных странах прокатке подвергается более 80° о выплавляемой стали. Основные виды изделий прокатного производства: сортовой и листовой прокат, металлический профиль и жесть.
- Трубное производство осуществляется также для керамики, асбоцемента, кирпича, железобетона, дерева, стекла, каучука, пластмасс и других материалов.
Изделия из углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества широко применяются в строительстве для сварных, клепанных и болтовых конструкций, а также для выполнения кровельных работ. Среднеуглеродистые стали (Ст5, Ст5Г), обладающие большей прочностью, чем низкоуглеродистые, предназначены для рельсов, железнодорожных колес, а также валов, шкивов, шестерен и других деталей грузоподъемных машин.
Механические свойства углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества могут быть значительно повышены, а порог хладноломкости понижен закалкой в воде после прокатного нагрева.
б) качественные углеродистые стали
- Стали углеродистые конструкционные качественные (ГОСТ 1050-74) содержат не более 0,35% фосфора, не более 0,04% серы, 0,05…0,6% углерода. Эти стали характеризуются высокими пластичностью и свариваемостью. Они могут использоваться без упрочняющей термической обработки или после нее.
- Качественные углеродистые стали маркируют цифрами 08, 10, 15, 20, …. 85. Двузначные числа в марке показывают содержание углерода в сотых долях процента. Дополнительными индексами могут быть указаны степень раскисления и характер затвердевания стали в изложнице (например, сталь 08кп).
- Низкоуглеродистые (менее 0,25% С) качественные конструкционные стали обладают невысокой прочностью ((Те = 330…460 МПа, Сто,2 = 200…280МПа) и высокой пластичностью (5 = 33…23%). Стали 05кп, 08кп, 08, 10 идут на изготовление деталей сложной конфигурации методом холодной штамповки. Из сталей 15кп, 15, 20 изготавливают болты, гайки, винты, пальцы, валки, оси, крюки, шпильки и другие детали неответственного назначения. Если детали из этих сталей эксплуатируются в условиях изнашивания поверхности, то их подвергают поверхностному упрочнению цементацией или нитроцементацией.
- Среднеуглеродистые (0,3..0,5% С) стали 30, 35, …, 55 используются после нормализации, улучшения и поверхностной закалки. После улучшения стали 40, 45, 50 имеют следующие механические свойства: s = 600…700 МПа, s0,2= 400…600 МПа, y= 50…40% и KCU = 0,4…0,5 МДж/м2. Прокаливаемость этих сталей невелика. Стали 30, 35, 40, 45 используются для изготовления деталей, от которых требуется сочетание высокой прочности с вязкостью сердцевины (оси, валики, винты, шайбы, втулки, коленчатые валы и др.).
- Стали 60, 65, …, 85 с высоким содержанием (0,6…0,85%) углерода обладают повышенными прочностью, износостойкостью и упругими свойствами. Их применяют после закалки и отпуска, нормализации и отпуска и поверхностной закалки. Из сталей 65, 70, 75, 80, 85 изготавливают детали, работающие в условиях трения и вибрационных нагрузок: прокатные валки (сталь 60), крановые колеса (сталь 75), диски сцепления и впускные клапаны компрессоров (сталь 85), а также пружины и рессоры (ГОСТ 14959-79).
Обозначение и расшифровка марок стали по ГОСТ
В России и СНГ принята буквенно-цифровая система, цифрами обозначается содержание элементов стали, а буквами — наименование элементов.
Буквенные обозначения применяются также для указания способа раскисления стали; КП — кипящая сталь, ПС — полуспокойная сталь, СП — спокойная сталь.
Существуют определенные особенности обозначения для разных групп сталей строительных, конструкционных, нержавеющих, инструментальных и пр.
Общими для всех обозначениями являются буквенные обозначения легирующих элементов: Н — никель, Х — хром, К — кобальт, М — молибден, В — вольфрам, Т — титан, Д — медь, Г — марганец, С — кремний.
Конструкционные стали обыкновенного качества нелегированные
(ГОСТ 380-94) обозначают буквами СТ., например СТ. 3. Цифра, стоящая после букв, условно обозначает процентное содержание углерода стали.
Конструкционные нелегированные качественные стали
(ГОСТ 1050-88) обозначают двузначным числом, указывающим на среднее содержание углерода в стали (например, СТ. 10).
Качественные стали
Для производства котлов и сосудов высокого давления, (ГОСТ 5520-79), обозначают как конструкционные нелегированные стали, но с добавлением буквы К (например, 20К).
Конструкционные легированные стали
(ГОСТ 4543-71), обозначают буквами и цифрами. Цифры после каждой буквы обозначают примерное содержание соответствующего элемента, однако при содержании легирующего элемента менее 1,5% цифра после соответствующей буквы не ставится. Качественные дополнительные показатели пониженное содержание примесей типа серы и фосфата обозначаются буквой — А или Ш, в конце обозначения, например (12 Х НЗА, 18ХГ-Ш) и т. п.
Литейные конструкционные стали
(ГОСТ 977-88), обозначаются как качественные и легированные, но в конце наименования ставят букву Л.
Стали строительные
(ГОСТ 27772-88), обозначают буквой С и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Дополнительно применяют обозначения: Т — термоупрочненный прокат, К — повышенная коррозионная стойкость, (например, С 345 Т, С 390 К и т. п.). Аналогично буквой Д обозначают повышенное содержание меди.
Стали подшипниковые
(ГОСТ 801-78), обозначаются также как и легированные, но с буквой Ш в конце наименования. Следует заметить, что для сталей электрошлакового переплава буква Ш обозначается через тире (например, ШХ 15, ШХ4-Ш).
Стали инструментальные нелегированные
(ГОСТ 1435-90), делят на качественные, обозначаемые буквой У и цифрой, указывающей среднее содержание углерода (например, У7, У8, У10) и высококачественные, обозначаемые дополнительной буквой А в конце наименования (например, У8А) или дополнительной буквой Г, указывающей на дополнительное увеличение содержания марганца (например, У8ГА).
Стали инструментальные легированные(ГОСТ 5950-73), обозначаются также как и конструкционные легированные (например, 4Х2В5МФ и т. п.).
Стали быстрорежущие
В своем обозначении имеют букву Р (с этого начинается обозначение стали), затем следует цифра, указывающая среднее содержание вольфрама, а затем буквы и цифры, определяющие массовое содержание элементов. Не указывают содержание хрома, т. к. оно составляет стабильно около 4% во всех быстрорежущих сталях и углерода, т. к. последнее всегда пропорционально содержанию ванадия. Следует заметить, что если содержание ванадия превышает 2,5%, буква Ф и цифра указываются (например, стали Р6М5 и Р6 М5Ф3).
Стали нержавеющие стандартные
(ГОСТ 5632-72), маркируют буквами и цифрами по принципу, принятому для конструкционных легированных сталей (например, 08Х18Н10Т или 16Х18Н12С4ТЮЛ).
Стали нержавеющие, нестандартные
опытные партии обозначают буквами — индексами завода производителя и порядковыми номерами. ЭИ, ЭП, ЭК — сталям выплавки , ЧС — сталям выплавки Челябинского , ДИ — сталям выплавки .
Для обозначения способа выплавки доводки названия ряда сталей дополняют буквами (например, 13Х18Н10-ВИ), что означает вакуумно-индукционная выплавка.
Инструментальные углеродистые стали
- В углеродистых инструментальных сталях (ГОСТ 1435-74) буква У в обозначении марки означает «углеродистая сталь», а цифра показывает содержание углерода в десятых долях процента.
- Углеродистые инструментальные стали могут выпускаться качественными (содержание серы не превышает 0,03%, фосфора — 0,035%) и высококачественными (с содержанием серы не более 0,02% и фосфора — 0,03). В конце марки высококачественных углеродистых инструментальных сталей ставится буква А.
- Стали У7 (доэвтектоидная ферритно-перлитная) и У8, У8А (эвтектоидные) наиболее пластичные из углеродистых инструментальных сталей. Они идут на производство молотков, стамесок, долот, зубил.
- Из сталей У 10, У11, У11А изготавливают резцы, сверла, метчики, фрезы, плитки и прочий мерительный и режущий инструмент для резания мягких материалов. Стали У12, У13, У13А используются для изготовления инструмента, работающего без ударных нагрузок (напильники, рашпили, бритвы).
Легированные стали
При маркировке легированной стали используют буквенные обозначения легирующих элементов (табл.2). Эти буквы в сочетании с цифрами образуют марку стали.
В марке содержание легирующего элемента, если оно превышает 1…1,5%, указывается цифрой (массовая доля в целых процентах), стоящей после соответствующей буквы. Если за буквой отсутствует цифра, то содержание данного элемента около 1%. Исключение сделано для некоторых элементов (V, Ti, Mo, Nb,Zr, В, N и др.), присутствие которых в сталях даже в тысячных долях процента оказывает существенное влияние на свойства стали (микролегирование).
Таблица 2. Условные обозначения легирующих элементов в металлах и сплавах
| Элемент | Символ | Обозначение элементов в марках металлов и сплавов | Элемент | Символ | Обозначение элементов в марках металлов и сплавов | ||
| черные | цветные | черные | цветные | ||||
| Азот | N | А | — | Неодим | Nd | — | Нм |
| Алюминий | А1 | Ю | А | Никель | Ni | — | Н |
| Барий | Ва | — | Бр | Ниобий | Nb | Б | Нп |
| Бериллии | Be | Л | Олово | Sn | — | О | |
| Бор | В | р | — | Осмий | Os | — | Ос |
| Ванадии | V | ф | Вам | Палладий | Pd | — | Пд |
| висмут | Bi | Ви | Ви | Платина | Pt | — | Пл |
| Вольфрам | W | В | — | Празеодим | Pr | — | Пр |
| Гадолиний | Gd | — | Гн | Рений | Re | — | Ре |
| Галлий | Ga | Ги | Ги | Родий | Rh | — | Rg |
| Гафнии | Hf | — | Гф | Ртуть | Hg | — | Р |
| Германий | Ge | — | Г | Рутений | Ru | — | Pv |
| Гольмий | Но | — | ГОМ | Самарий | Sm | — | Сам |
| Диспрозий | Dv | — | ДИМ | Свинец | Pb | — | С |
| Европий | Eu | — | Ев | Селен | Se | К | СТ |
| Железо | Fe | — | Ж | Серебро | Ag | — | Ср |
| Золото | Au | — | Зл | Скандий | Sc | — | С км |
| Индий | In | — | Ин | Сурьма | Sb | — | Cv |
| Иридий | Ir | — | И | Таллий | Tl | — | Тл |
| Иттербий | Yb | — | ИТН | Тантал | Та | — | ТТ |
| Иттрий | Y | — | ИМ | Теллур | Те | — | Т |
| Кадмий | Cd | Кд | Кд | Тербий | Tb | — | Том |
| Кобальт | Co | К | К | Титан | Ti | Т | ТПД |
| Кремний | Si | С | Кр(К) | Т\’лий | Tm | — | ТУМ |
| Лантан | La | — | Ла | Углерод | С | У | — |
| Литий | Li | — | Лэ | Фосфор | P | п | Ф |
| Лютеций | Lu | — | Люн | 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 |
Если в начале марки нет цифры, то количество углерода составляет 1% и выше. Для конструкционных сталей две цифры впереди марки указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Для инструментальных сталей одна цифра в начале марки означает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Основная масса легированных сталей выплавляется качественными. Отличие в обозначении качественных, высококачественных и особо высококачественных сталей заключается в том, что в конце марки высококачественных сталей приписывается буква А, а особо высококачественных — буква Ш. У сталей, применяемых в виде литья (в отливке) в конце марки приписывается буква Л. Для высококачественных сталей от этих правил существуют отклонения. Так в марках инструментальных легированных сталей, а также сталей и сплавов с особыми физическими свойствами буква А не указывается, так как все они всегда высококачественные (или особо высококачественные). Некоторые группы сталей специального назначения содержат дополнительные обозначения: марки шарикоподшипниковых сталей начинаются с буквы Ш, быстрорежущих — с буквы Р, электротехнических — с буквы Э, магнитно-твердых — с буквы Е, автоматных — с буквы А. Более подробно о маркировке этих сталей будет сообщено в соответствующих разделах.
Маркировка сталей (ГОСТ)
В этом посте приведу основные принципы нашей отечественной маркировки сталей.
Обозначение нелегированных конструкционных сталей обыкновенного качества согласно системе маркировки ГОСТ
Нелегированные конструкционные стали обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380 обозначаются следующим образом: «Ст_цифра_буквы».
Например: Ст3сп‚ Ст5кп‚ Ст0 и др.
- Ст — буквы, указывающие на принадлежность стали к группе сталей обыкновенного качества.
- За буквами «Ст» следует условная цифра от 0 до 6, указывающая на процент содержания углерода, но ему не пропорциональная. Например, в Ст3сп содержание С от 0,14 до 0,22 в Ст5сп — от 0,28 до 0,37.
- В обозначение сталей с повышенным содержанием Mn после цифры добавляют букву «Г». Например, Ст3Гсп‚ Ст5Гпс.
- За цифрами в конце наименования стали имеются буквы, определяющие степень ее раскисления: «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная).
Обозначение нелегированных конструкционных качественных сталей согласно системе маркировки ГОСТ
Например: 08кп, 10пс, 15, 18кп, 20, 15К, 18К и др.
- Качественные конструкционные стали в соответствии с ГОСТ 1050 обозначают двузначным числом, указывающим на примерное содержание углерода в стали, в сотых долях процента (в целых числах).
- В обозначение сталей с содержанием С менее 0,2, не подвергнутых полному раскислению, добавляют буквы «кп» или «пс» (для кипящей и полуспокойной соответственно). Для спокойных сталей буквы в конце их наименований не добавляют
- Качественные стали с повышенными свойствами, используемые для производства котлов и сосудов высокого давления, обозначают по ГОСТ 5520 с добавлением буквы К в конце наименования стали
Обозначение сталей согласно системе маркировки ГОСТ легированных марок сталей
Легированные конструкционные стали обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 4543 обозначаются следующим образом: «Две цифры_буквы».
Например: 20ХГНМ, 15ХГН2ТА
- Первые две цифры указывают среднюю массовую долю углерода в сотых долях процента.
- Далее следуют буквы, которые означают обчают основные легирующие элементы: Р — бор, Ю — алюминий, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, Х — хром, Г — марганец, Н — никель, М — молибден, В — вольфрам, А — азот.
- Цифры, стоящие после этих букв, указывают примерную массовую долю легирующего элемента в целых единицах. Отсутствие цифры означает, что в марке содержится до 1,5 % легирующего элемента.
- Буква А в конце наименования марки обозначает «высококачественная сталь».
- «Особовысококачественная» сталь обозначается буквой Ш через тире в конце наименования марки. Например, качественная — 30ХГС; высококачественная — 30ХГСА; особо высококачественная — 30ХГС-Ш, 30ХГСА-Ш.
Помимо обозначений легирующих элементов, приведенных в ГОСТ 4543, существуют также следующие:
Д — медь, Б — ниобий, Е — селен, П — фосфор, К — кобальт
Скоро планирую опубликовать статью о принципах маркировки сталей по Европейским стандартам, поэтому рекомендую подписаться на обновления блога.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
