Марки стали – виды и классификация сталей по ГОСТ

Сталь представляет собой сплав, основными элементами которого являются железо и углерод.Его массовая доля теоретически не превышает 2,14% (на практике – не более 1,5%). В состав также входят постоянные и случайные примеси, оказывающие различное влияние на качество материала (сера, фосфор, марганец, кремний), могут добавляться другие элементы.

Сталь производят переработкой передельного чугуна и лома. Во время этого процесса снижается содержание углерода и ненужных примесей, вводятся необходимые дополнительные компоненты, обеспечивающие требуемые свойства материала.

Виды сталей и их классификация

Черная металлургия производит множество видов стали с различными характеристиками, материалы классифицируют по способу производства,химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления, структуре.

По способу производства

Свойства стального сплава во многом зависят от технологии изготовления. Традиционный способ переплавки передельного чугуна и лома – ведение процесса в мартеновских печах, основными недостатками которых были длительность плавки и значительные выбросы в атмосферу вредных веществ. Постепенно мартены заменялись кислородными конвертерами и электропечами. Высококачественные легированные стальные сплавы получают только по технологии электрошлаковой переплавки.

По химическому составу

По химсоставу стали разделяют на углеродистые, применяемые в стандартных эксплуатационных условиях, и легированные, используемые при высоких температурах и/или в агрессивных средах. Углеродистые и легированныестали классифицируют по содержанию углерода на следующие типы:

• низкоуглеродистые – содержат менее 0,3%C;
• среднеуглеродистые – содержание C в интервале 0,3-0,7%;
• высокоуглеродистые – доля углерода превышает 0,7%.

Процентное содержание существенно влияет на технические характеристики как легированных, так и нелегированных стальных сплавов. Чем оно больше, тем выше твердость и хрупкость материала, тем хуже обрабатываемость резанием, свариваемость, способность к деформированию. Для холодной штамповки изделий сложной формы выбирают сплавы, в которых содержание Cне превышает 1%. Низкоуглеродистые стали свариваются без ограничений, то есть не требуют предварительного подогрева и особых условий охлаждения. При сварке средне- и высокоуглеродистых сплавов во избежание трещинообразования применяют дополнительные технологические операции.

Углеродистые стали содержат железо, углерод, постоянные и случайные примеси; легированные, помимо этих компонентов, – добавки, обеспечивающие требуемые технические характеристики. Распространенные легирующие элементы и их действие:

• Хром (Cr). Дешевый и распространенный элемент, введение которого в состав стальных сплавов повышает их прочность, твердость и прокаливаемость. При содержании в количестве 13% и более повышают коррозионную стойкость материала.
• Никель (Ni). Дефицитнаядобавка, вводимая обычно в количестве не более 5%. Часто используется в коррозионностойких сталях совместно с хромом. Служит для снижения порога хладноломкости, обеспечения прочности и ударной вязкости. Обеспечивает малый линейный и объемный коэффициент термического расширения. В настоящее время уделяется внимание разработке безникелевых коррозионностойких марок.
• Молибден (Mo) и вольфрам (W). Дорогостоящие лигатуры, применяемые при производстве быстрорежущих сталей для повышения их теплостойкости. Эти элементы увеличивают красностойкость, износостойкость, ударную вязкость.
• Марганец (Mn). В количестве до 0,6% является постоянной примесью. При искусственном повышении процентного содержания марганец выполняет функции более дешевой альтернативы никеля. Он повышает ударную вязкость, износостойкость и твердость при сохранении хорошей пластичности. Mn связывает серу и, тем самым, нейтрализует ее негативное воздействие на качество материала. Минус марганца – повышение чувствительности сплава к перегреву.
• Кремний (Si). Как и марганец, является постоянной примесьюв количестве до 0,4 %. Искусственное повышение его содержания позволяет повысить упругость и прочность материала. Высокий процент Si сообщает сплаву особые свойства, необходимые в электротехнической индустрии, при производстве рессорно-пружинных, кислото- и окалиностойких марок.
• Титан (Ti). Обеспечивает комплекс ценных эксплуатационных характеристик – прочности, твердости и пластичности, повышает теплостойкость материала.

Классификация легированных марок стали по количеству легирующих добавок:

• низколегированные – до 5%;
• легированные – 5-10%;
• высоколегированные – выше 10%.

По назначению

По областям применения все марки стали условно разделяют на следующие виды:

• Конструкционные. Наиболее обширная категория, используемая в строительстве при создании сварных металлоконструкций, в машиностроении, для сооружения сетей инженерных коммуникаций. К ней относятся – стали обыкновенного качества, качественные углеродистые, низко- и среднелегированные марки. Конструкционные стальные сплавыподвергаются различным видам термической (ТО) и химико-термической обработки (ХТО).
• Инструментальные. Используются при производстве режущего, измерительного, штамповочного инструмента. К ним предъявляются высокие требования по прокаливаемости, способности сохранять прочность и износостойкость при нагреве.
• Специального назначения. Это конструкционные легированные сплавы с особыми свойствами –кислотостойкие, жаростойкие, жаропрочные, с высоким электросопротивлением.

Таблица условных обозначений химических элементов в маркировке

По качеству

Качество – это совокупность характеристик, которые определяются особенностями производства, составом сырья, дополнительными технологическими приемами. Категории качества:

• Обыкновенного качества. К этой группе относятся только нелегированные марки. Количество серы не превышает 0,06%, фосфора – 0,07%.
• Качественные. Бывают нелегированными и легированными. S – не более 0,04%, P – до 0,04%.
• Высококачественные – нелегированные и легированные. Количество серы до 0,02%, фосфора – 0,03%.
• Особовысококачественные. Это легированные марки, полученные способами электрошлакового или электродугового переплава, содержат минимально возможное количество вредных примесей: серы – не более 0,15%, фосфора – до 0,025%.

По степени раскисления

Раскисление – это операция, при которой из сплава удаляется кислород, вызывающий его хрупкое разрушение при высокотемпературных деформациях. Элементы, используемые для раскисления: алюминий, марганец, кремний.Классификация марок стали по степени раскисления, влияющей на технологические свойства материала:

• Кипящие. По мере твердения выделяются газы, создающие имитацию кипения состава. Для раскисления в этом случае используется марганец. Обычно к этой категории относятся малоуглеродистые марки. Их выгружают из печи практически сразу после внесения раскислителей. В отдельных случаях расплав раскисляют в ковше. Из кипящих сплавов производят прокат крупного сечения, который затем переплавляют на материал более высокого качества или подвергают горячей деформации для получения проката меньших размеров сечения.
• Полуспокойные. Бывают только углеродистыми. Отличаются хорошей ковкостью. Для раскисления используются марганец и алюминий.
• Спокойные. Качественные легированные марки производят только спокойными. Для раскисления применяют марганец, кремний, алюминий. Кислород в этих сплавах практически весь связывается раскислителями, образовавшимися в результате окислительных реакций,поднимается наверх и удаляется вместе со шлаком. Расплав охлаждается и не сопровождается выделением газов.

По структуре

Структурная форма стали зависит от химического состава, способа производства, дополнительных технологических операций. Различают структуру материала в отожженном и нормализованном состояниях. В отожженном состоянии возможно 6 типов структуры:

• Доэвтектоидная. В структуре имеются феррит и перлит, который является смесью двух фаз – феррита и цементита (или карбидов). К ферритному классу относятся все углеродистые и низколегированные стальные сплавы.
• Эвтектоидная. Перлитная структура обеспечивает хорошую обрабатываемость стального сплава. Ее дисперсные виды – троостит и сорбит.
• Заэвтектоидная. Перлит и цементит, который является представителем фаз внедрения.
• Ледебуритная. Первичный ледебурит (эвтектическая смесь перлита и цементита).
• Аустенитная. Это твердые растворы, пересыщенные углеродом. Сплавы этого класса образуются при высоких концентрациях хрома, никеля и марганца. Они отличаются высоким уровнем ударной вязкости.
• Ферритная. Представляет собой твердые растворы, слабо насыщенные углеродом.

Углеродистые стали могут иметь структуру одного из трех первых классов, легированные – всех шести. После нормализации возможны 4 структурных состояния: ферритное, перлитное, аустенитное и мартенситное. Мартенситная структура, присущая средне- и высоколегированным сталям, характеризуется высокими прочностными характеристиками и мелкозернистостью.

Принципы классификации и маркировки стали по российской системе

В России используются буквенно-цифровые маркировки, конкретный тип которых зависит от качества сплава.

• Стали обыкновенного качества обозначаются буквами ст, после которых указывается индекс марки (0-6) и уровень раскисления. Сп – спокойные, пс – полуспокойные, кп – кипящие. Впереди может стоять буква А (сплав обладает гарантированными механическими параметрами, часто его на ставят), Б– гарантированным химсоставом, В – с гарантированными механическими характеристиками и химсоставом. Пример: Ст3 – сталь обыкновенного качества с гарантированными механическими свойствами и условный индекс 3, для которого содержание углерода составляет 0,14-0,22%.
• В качественных сталях буквы вначале маркировки отсутствуют. Количество углерода указывается в сотых долях процента. В конце ставится уровень раскисления. Пример: 08кп. Содержание углерода – 0,08%.
• Качественные инструментальные стали в начале маркировки имеют букву У, далее следует количество C в сотых долях процента. В конце обозначения высококачественного сплава ставится буква А. Например, маркировка У7А расшифровывается как высококачественная углеродистая сталь с содержанием углерода 0,07%.
• В быстрорежущих сталях маркировка начинается с буквы Р, после которой указывается количество вольфрама в процентах. Например, Р17 – быстрорежущий сплав, содержащий 17% W.
• В конструкционных легированных сталях содержание углерода проставляется в сотых долях процента. Далее указывается условное обозначение элементов и их содержание в процентах. Пример: 12Х18Н10Т. Такая сталь содержит 0,12% углерода, хрома – 18%, никеля – 10%, титана – примерно 1%.

Как расшифровать марку стали в европейской и американской системах

Для коррозионностойких сталей в Европе и Америке часто используют систему маркировки AISI. Она предусматривает наличие трех цифр, одной или нескольких букв. Первая цифра в маркировке металла обозначает класс стали. Следующие две цифры соответствуют порядковому номеру сплава в группе. Значение букв, используемых в маркировке стальных сплавов:

• содержание углерода менее 0,03%;
• содержание Св пределах 0,03-0,08%;
• сплав содержит азот;
• малоуглеродистые стали, содержащие азот;
• высокая концентрация серы и фосфора;
• содержится селен, B – кремний, Cu – медь.

В США могут применяться и другие системы маркировки. В Европе существует система, во многом похожая на российскую систему маркировки. Содержание углерода указывается в сотых процента. Отличия заключаются в том, что сначала идет перечисление легирующих элементов, а затем в том же порядке следует их процентное содержание, лигатуры указываются в соответствии с таблицей Менделеева. Если какой-то элемент присутствует в количестве более 5%, то перед маркировкой ставится буква X. Например: X5CrNi18-10. В этой стали содержится 0,05% углерода, 18% хрома и 10% никеля.

Таблица обозначений легированных сталей в разных системах маркировки

Стандарт США ASTM A240	Европейские стандарты EN10088-2 и EN 10095	Российский стандарт ГОСТ 5632-2014	Химический состав, %
			C max	Cr	Ni	Mo	Ti
Аустенитный класс
Коррозионностойкие
AISI304	1. 4301	12Х18Н9	0,07	17-19	8-10
AISI 304DDQ	1.4301	08Х18Н10	0,07	17-19	9-10
AISI 304L	1.4307	04Х18Н10	0,03	18-19	8-10
AISI 316	1.4401	03Х17Н14М2	0,03	16,5-18,5	10-13	2-2,5
AISI 316L	1. 4432	03Х17Н14М3	0,03	16,5-18,5	10,5-13	2,5-3
AISI 316Ti	1.4571	08Х17Н13М2Т	0,08	16,5-18,5	10,5-13,5	2-2,5	5*C-0,7
AISI 321	1.4541	12Х18Н10Т	0,08	17-19	9-12		5*C-0,7
Жаростойкие и жаропрочные
AISI 309S	1. 4833	20Х23Н13	0,15	22-24	12-14
AISI 310 S	1.4845	20Х23Н18	0,10	24-26	19-22
Ферритный класс
Коррозионностойкие стальные сплавы
AISI 410S	1.4000	08Х13	0,08	12-14
AISI 430	1. 4016	12Х18	0,12	16-18
AISI 430Ti	1.4510	08Х17Т	0,08	16-18			До 0,8
AISI 409	1.4512	08Х13	0,08	0,5-11,75
Мартенситный класс
Коррозионностойкие стальные сплавы
AISI 410	1.4006	12Х13	0,08-0,15	11,5-13,5
AISI 420L	1. 4021	20Х13	0,16-0,25	12-14
AISI 420	1.4028	30Х13	0,26-0,35	12-14
AISI 420	1.4031	40Х13	0,36-0,42	12,5-14,5
AISI 420	1.4034	45х13	0,43-0,5	12,5-14,5

Другие статьи: 

Закалка стали
Отпуск стали
Состав и свойства стали

какие бывают разновидности по назначению, содержанию углерода и структуре, сколько типов различают, классификация и свойства материала на rocta

02Дек

Содержание статьи

1. Разновидности сталей и их особенности
2. О чем говорит маркировка
3. Обозначение с легирующими элементами
4. Примеры маркировки
5. Как расшифровать маркировку: что относится к стали

В металлургии используется очень большое количество сплавов. При этом все марки и разновидности обычному человеку запомнить и отличить практически невозможно, да и не нужно. Мы предлагаем обзор, который расширит познания потребителя и даст понимание о том, какие бывают основные виды и классы стали,  их свойства по назначению и структуре, применение материала. В повседневной деятельности это знание может пригодиться для того, чтобы определить продолжительность эксплуатации металлического изделия, а также чтобы узнать, какие меры нужно предпринять, чтобы увеличить коррозионную стойкость, защитить от химических реакций, а также обновить внешнее покрытие.

При этом металлург, слесарь, токарь, резчик металла и любой специалист, занимающийся металлообработкой, обращает больше внимания на другие характеристики – это прочность, вязкость, хрупкость, температура плавления. Все это дает ему необходимые знания для того, чтобы подобрать оптимальные технологии для обработки. Проектировщики, машиностроители используют эту информацию для того, чтобы определить сферу использования стального элемента, а также решить, из какого материала нужно изготавливать металлоконструкцию для достижения определенных параметров.

Разновидности сталей и их особенности

Мы говорим о сплавах, которые имеют в составе железо (не менее 45%), углерод (от 0,1% до 2,14%) и дополнительные легирующие элементы. Более углеродистые говорят о том, что мы имеем дело с чугуном. Классификация металлов проходит по разным параметрам. Для одних важно количество наличие С, поэтому они в первую очередь подразделяются на такие, где этого элемента много и где его мало. Для других – содержание легирующих добавок, которые меняют качества материала. Поэтому различают легированные и высоколегированные – 2 вида, что и обуславливает их использование. Последние обладают повышенными характеристиками прочности. Но зачем легировать с помощью нового химэлемента? Дело в том, что при наличии углерода происходит контролируемая реакция, при которой железо приобретает уникальные свойства – увеличенную прочность, ударостойкость. Но ковкость и пластичность могут измениться в худшую сторону, и по этой причине стоит добавить новые вещества. А теперь пройдемся по наиболее распространенным классификациям и типам.

Классификация стали по содержанию углерода: виды и свойства

Это достаточно чистый сплав, в котором очень мало примесей. Основные компоненты – железо и углерод. Очень востребованный вариант, активно применяется в промышленности – от изготовления гвоздей до крыльев самолета. На данный момент категория занимает до 80% от всего производства и насчитывает до 2 тысяч марок. При этом характеристики различаются в зависимости от процентного соотношения компонентов. От этого зависит твердость, текучесть, пластичность и плотность. По количеству С различают низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые составы, которые, соответственно, имеют разную структуру – феррит и перлит, цементит.

Особенности:

• Примесей мало, все они естественного происхождения. Одни полезные, такие как марганец и кремний, другие вредные, например, сера и фосфор.
• У УС нет специализации, она направлена на общепромышленное использование.
• Можно по отношению к ним применять все доступные способы металлообработки.

Легированный тип стали

Это сплавы, имеющие дополнительные компоненты. Легирующие элементы повышают основные качества материала и меняют их назначение. Меняются и физические, и химические характеристики. Все они также делятся на три группы в зависимости от процентного соотношения добавок:

• низколегированные – до 4%;
• среднелегированные – до 11%;
• высоколегированные – от 11% и выше.

Также есть классификация по особым свойствам, которые они получают, так, например, есть жаропрочные или устойчивые к коррозии. И последнее распределение совершается по названию и пропорции тех веществ, которые включены как добавочные. Так, стали могут быть хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые. Приведем пример марок, у которых в составе есть легирующий элемент:

Маркировка	Добавка	Процент лег. вещества	Микропрочность, кГ/мм2
40С	Si	0,98	325
40Г2	Mn	2,23	380
40Х2	Cr	2,04	350
40H	Ni	0,84	370
40M	Mo	0,33	370

Кроме содержания, важна классификация по структуре. Посмотрим 5 структурных видов и их характеристики. Поскольку может быть разная зернистость и молекулярная связь частиц.

Аустенитная

Уровень легирования здесь очень высокий. Поэтому при застывании получается гранецентрированная кристаллическая решетка. Это позволяет сохранять материал неизменным даже при сверхнизких температурах – до -200 градусов. Основные добавки – это никель и хром. Первый позволяет увеличить пластичность, жаропрочность, а второй – устойчивость к коррозии. При процессе изменения пропорций компонентов можно получить разные свойства в преобладающем выражении.

Ферритная

Это определенная фаза кристаллизации, когда выходит определенное количество мелкодисперсного зерна. Оно позволяет предотвратить появление трещин и увеличение хрупкости при повышении температурного режима. По содержанию в сплаве должно присутствовать достаточно легирующих элементов и карбидов. Добавками могут служить ванадий, кремний. Материал активно используют в сфере металлоконструкций. Но если он достаточно дешевый, то есть риск напасть на неприятные свойства, а именно – увеличение роста зерна и на межкристаллитную коррозию (из-за хрома). К тому же следует отметить наличие магнитных характеристик.

Мартенситная

Это особенная игольчатая структура. В них, как правило, небольшой процент углерода (около 0,15%) и много хрома – до 17%. В качестве легирующих веществ могут быть добавлены никель, вольфрам, ванадий и молибден. Мартенсит (способ застывания) появляется практически всегда после закалки и является углеродистым раствором в альфа-железе. Описывая сталь, стоит говорить о тетрагональной кристаллической решетке, повышенной прочности и твердости. Это объясняется существующим внутренним напряжением. Также характерна устойчивость к щелочам, способность к закалке, низкая пластичность, но высокая жароустойчивость.

Бейнитная

Обычно данный этап кристаллизации называют промежуточным, так как он образуется как одна из стадий. Но при определенных условиях структура может сохраниться. Для этого, чтобы увеличить устойчивость к изменениям, вводят Mn, Si, Cr, Mo, B. Содержание С невысокое, потому что этот элемент делает хуже свариваемость и сопротивление хрупкому разрушению.

Перлитная

Один из наиболее распространенных структурных видов, отличается тем, что количество примесей относительно небольшое. Таким образом, они относятся к классу низколегированных или среднелегированных. Часто из материала делают инструменты и высокопрочные конструкции. Обработка резанием достаточно проста, но только после предварительного отжига или после проката. А чтобы увеличить износостойкость, хорошо помогает закалка в масле с последующим отпуском металла. Есть и минусы – жаропрочность достаточно низкая, это объясняется малым включением хрома, поэтому уже при 550 градусах и выше использование не желательно. Также кроме структуры и содержания, различают сплавы по качественному критерию. Назовем 4 основные виды сталей по качеству. Сперва представим в таблице по количеству некоторых нежелательных добавок:

Стандартная

Это самая недорогая разновидность – это и есть основное ее достоинство. При выверенном составе здесь могут быть лишние примеси, то есть те, что не входят в «рецепт». Такими добавками могут быть даже неметаллические вещества. В данном классе есть также подклассы. Это:

• А. На маркировке не указывается, подразумевается как самая популярная. Химический список не указан, зато есть гарантии по физическим свойствам металла.
• Б. Буква проставляется в начале марки. Означает, что будет перечислен подробный перечень составляющих.
• В. Обе характеристики прописываются и гарантируются.

Мы не рекомендуем применять эту сталь для изготовления объектов, которые должны иметь повышенную прочность и устойчивость к нагрузкам.

Качественная

Преимущества марки очевидны. Кроме того, что примесей здесь гораздо меньше и они более урегулированы (точный процент), еще и метод выплавки более совершенный. Применяют мартены и кислородные конверты. Такой комплексный подход приводит к тому, что можно использовать материал в условиях повышенной нагрузки.

Высококачественная

Кроме того, что еще снижено количество неметаллических примесей, еще уменьшен процент содержания углерода. Выплавка происходит в электрических печах. Использование элементов из такой стали будет длительным без опаски быстрого износа или поломки от нагрузки. Но есть и особенность – стоит учесть, что вязкость будет выше, чем у представленных ранее классов.

Особовысококачественная

Использованные технологии изготовления отличаются своей современностью. Они не допускают вкрапления инородных веществ в состав, получается сплав, который можно назвать практически кристально чистым – только сотая часть процента будет, возможно, иметь фосфор или серу. Изготовление происходит в электрических тигелях с электрошлаковым переплавом. И последняя пятерка – это виды стали по назначению и особым характеристикам металла. В классификацию входят стальные составы следующих типов.

Конструкционные

Самые распространенные. Их применяют для создания металлоконструкций – машин и станков, крупных и маленьких механизмов и деталей. Все их делят на машиностроительные и арматурные, или просто строительные. Последние удобно сваривать, и при этом соединении они остаются очень прочными. Также важно, какая группа причислена марке – специальное или общее назначение. После отлива обычно обязательно проводится термообработка – закалка и отпуск или нормализация.

Инструментальные

Их используют для создания инструментов – режущие кромки по металлу, прессы и пр. Это отличные сверла, резцы и другие вещи. Сплав отличается повышенным количеством углерода – не менее 0,7%.

К характерным чертам следует отнести прочность, поскольку сталь должна быть более крепкой при механическом соприкосновении с другой. Но износостойкость может быть недостаточно высокой.

Нержавеющие

Активно применяются для товаров народного потребления – от самоваров и кухонной утвари до материалов для облицовки дома и строительства. В названии заложено основное достоинство – это сильная устойчивость к коррозии. Обычно это обеспечивается содержанием хрома или никеля.

Жаропрочные

Они устойчивы к чрезмерно высоким температурам. И могут продолжительное время подвергаться воздействию жара, при этом не разрушаясь и не деформируясь. Это позволяет делать элементы машин, самолетов, которые должны быть постоянно в работе, и нагреваться, но не изнашиваться. Для данной категории составов наиболее важным является такой показатель, как температура плавления. Если он высокий, то и использование металла в данных условиях безопасно.

Жаростойкие

Они же – окалиностойкие. Их преимущество в том, что при повышенных температурах, которые превышают 550 градусов, они не подвергаются ржавлению и другим процессам под воздействием кислорода и других газовых сред. Как этого можно добиться? Дело в том, что них находятся элементы, которые при нагреве образуют устойчивую к коррозии пленку на поверхности металла. Это может быть хром или кремний.

О чем говорит маркировка

Мы перечислили основные причины для классификации сталей – это назначение, структура, содержание компонентов. Именно по данным факторам происходит определение марки. Так, например, самый распространенный подвид – конструкционные сплавы обыкновенного качества без легирующих добавок — можно маркировать как «Ст». Потом идет цифра, которая определяет количество углерода.

Обозначение с легирующими элементами

Далее сложнее, так как вступает в игру легирующий состав. Ниже покажем таблицу – буквенное сочетание:

Покажем на примере определенной марки: Первая цифра всегда указывает на количество сотых частей углерода. Затем перечисляются буквенные обозначения, которые отвечают за добавки. Если рядом с ним не стоит буква, значит этого компонента меньше, чем 1%. Сзади самая последняя буква (в примере не указана) может быть «А» или «Ш» – это высококачественная или особовысококачественная сталь, соответственно.

Примеры маркировки

Читать и понимать название марки – это базовый навык любого сотрудника металлургической промышленности. Но иногда в этом могут помочь таблицы с распространенными видами сплава. В приведенном ниже перечне указано, какие легирующие химэлементы находится в составе и что они дают:

Легирующий элемент	Обозначение	Свойства	Примеры марок
Азот (N)	А	Обработка в атмосфере азота (азотирование) приводит к образованию твёрдого раствора в феррите, нитридных соединений, что придаёт твёрдость поверхностным слоям
Ниобий (Nb)	Б	Ниобий повышает кислотостойкость	03Х16Н15М3Б
Вольфрам (W)	В	Вольфрам увеличивает твердость и красностойкость, способность сохранять при высоких температурах износостойкость. Вольфрам придает вязкость.	В18 В6М5К5
Марганец (Mn)	Г	При содержании свыше 1 процента увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок. Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, т. е. для удаления из неё кислорода. Связывает серу, что также улучшает свойства. Иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет, делает её твердой и сопротивляющейся износу и ударам (резко упрочняется и становится тверже при ударах). Она используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д.	14Г2 ШХ15ГС 30ХГС-Ш А40Г
Медь (Cu)	Д	Медь уменьшает коррозию	10Х18Н3Г3Д2Л
Кобальт (Co)	К	Кобальт повышает жаропрочность, магнитопроницаемость	Р6М5К5
Молибден (Mo)	М	Молибден увеличивает красностойкость, прочность, коррозионную стойкость при высоких температурах. Молибден используется для легирования, как компонент жаропрочных и коррозионную стойких сплавов.	Р6М5К5 03Х16Н15М3Б
Никель (Ni)	Н	Никель повышает прочность, пластичность, коррозионную стойкость. Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более стойкой к коррозии (нержавеющая) и к низким температурам.	03Х16Н15М3Б 12Х2Н4А
Фосфор (P)	П	Повышает текучесть, хрупкость
Бор (B)	Р	Увеличивает прокаливаемость, делает ее чувствительной к перегреву.
Кремний (Si)	С	Придает прочность, увеличивает ударную вязкость, способствует раскислению.	30ХГС-Ш 60С2ХФА 33ХС 38ХС
Титан (Ti)	Т	Повышает прочность, сопротивление коррозии
Ванадий (V)	Ф	Повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию. Замедляет старение.	9Х2МФ
Хром (Cr)	Х	Повышает твердость, коррозионную стойкость. Хромистые типы по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при некоторой меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементируемом слое; чувствительна к перегреву, прокаливаемость невелика. При введении легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости.  Хорошо свариваются.	ШХ15ГС 30ХГС-Ш ШХ6 03Х16Н15М3Б 40Х
Цирконий (Zr)	Ц	Легирование цирконием (до 0,8 %) повышает их механические свойства и обрабатываемость.
Алюминий (Al)	Ю	Алюминий повышает окалиностойкость Алитированием придают коррозионную и окалиную стойкость стальным и другим сплавам. Повышает жаростойкость металлосплавов на основе железа, меди, титана и некоторых других металлов. Замедляет старение.	АК7М2АК21М2
Редкоземельные металлы	Ч	Используются для связывания серы, фосфора в тугоплавкие соединения

Как расшифровать маркировку: что относится к стали

Для этого требуется, во-первых, хорошо понимать, какие вообще виды бывают. Это спасет от затруднений, например, когда не найдена какая-то ожидаемая буква с наименованием. Во-вторых, нужно помнить сокращения химических элементов, которые могут легировать, а также их русскоязычное написание, которое представлено в таблице выше. Кроме того, есть особые литеры, которые приписываются по назначению. Приведем примеры:

• Ш. Обозначает материал для изготовления подшипников. Указывается в самом начале. Например, ШХ4 и ШХ15.
• К. Применяют для отливки паровых котлов. Это конструкционный низколегированный стальной сплав. Буква пишется после цифрового указания углерода (20К, 22К).
• Л. Может стоять в самом конце и обозначать улучшенные характеристики, предназначенные для литья.
• С. Гравируется в начале. Обозначает строительный металлосплав. Затем указывают предел текучести – в цифрах. Плюс после этого применяют аббревиатуры «Т», «К» или «Д», которые говорят о термоупрочненности, устойчивости к коррозии или о большом содержании меди, соответственно.

В статье мы рассказали все про сталь, сколько различают видов и форм, на какие группы делятся, а также как правильно маркировать продукцию. Также посмотрим видео об этом:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию и приобрести ленточнопильные станки российского производства по металлу, свяжитесь с менеджерами компании «Рокта» по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Полное руководство по различным типам стали

Сталь в ее различных типах является жизненно важным компонентом экономики Соединенных Штатов. По состоянию на январь 2020 года внутреннее производство стали составляло 1 928 000 тонн, что делает сталь одним из наиболее широко потребляемых продуктов отечественного производства. От зданий до медицинского оборудования и транспортных средств мир буквально работает на стальной продукции. Но не все стальные материалы сделаны одинаково.

Существует несколько типов стали и сплавов, каждый из которых обладает уникальными свойствами, что делает их подходящими для конкретных производственных целей. Некоторые стали прочные и тяжелые, в то время как другие стали пластичны и универсальны.

Часто наши клиенты обращаются к нам по поводу наилучшего типа стали для их применения. Мы составили это краткое руководство, чтобы помочь вам разобраться в языке стали. Конечно, у вас могут возникнуть вопросы по поводу приложения. Не стесняйтесь обращаться к нам с любыми уникальными потребностями в недвижимости, чтобы мы могли помочь вам найти подходящую сталь и производителя для ваших нужд.

Углеродистая сталь

Технически углеродистая сталь представляет собой металлический сплав, содержащий как железо, так и углерод. Но в обрабатывающей промышленности углеродистая сталь часто определяется несколькими способами. Оба нижеперечисленных материала представляют собой «углеродистую сталь» на рынке металлов.

• Сталь, содержащая до 2% углерода
• Сталь, которая не содержит каких-либо стандартных количеств элементов, которые классифицировали бы ее как «легированную сталь» (например, кобальт, никель, вольфрам, молибден, титан, цирконий, ванадий, хром и т. д.)

Вы также можете заметить, что термин «углеродистая сталь» применяется к сталям с содержанием меди менее 0,4% или сталям с определенным содержанием магния по отношению к меди, хотя эти определения оспариваются в разных отраслях. Для целей этого мы говорим о первых двух определениях.

Существует три классификации углеродистой стали: низкоуглеродистая, средняя и высокоуглеродистая

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь (или « мягкая углеродистая сталь » или « обычная углеродистая сталь ») относится к углеродистым сталям с содержанием углерода до 0,30%. Это, безусловно, самый распространенный тип стали на рынке металлов. Для этого есть несколько причин. Во-первых, низкоуглеродистая сталь относительно недорогая. Кроме того, поскольку содержание углерода ниже, чем в сталях со средним и высоким содержанием углерода, низкоуглеродистая сталь легко формуется и идеально подходит для применений, где прочность на растяжение не является первоочередной задачей, например, для конструкционных балок.

Еще одним преимуществом низкоуглеродистой стали является то, что ее свойства можно относительно легко улучшить путем добавления дополнительных элементов, таких как магний. Низкоуглеродистая сталь также является идеальным выбором для науглероживания, которое улучшает поверхностную твердость, не влияя на пластичность или ударную вязкость.

Каковы некоторые общие области применения низкоуглеродистой стали?

• Элементы конструкции
• Машины
• Трубы
• Бытовая техника
• Автомобильные компоненты
• Хирургические инструменты
• Медицинское оборудование
• Провода
• Болты
• Штамповки
• и т. д.

Основные свойства низкоуглеродистой стали:

• Низкая стоимость
• Низкая твердость
• Мягкая прочность
• Высокая обрабатываемость
• Очень высокая прочность
• Высокая пластичность
• Высокая свариваемость

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистая сталь относится к углеродистым сталям с содержанием углерода от 0,31% до 0,60% и содержанием магния от 0,31% до 1,60%. Одним из самых больших преимуществ среднеуглеродистой стали является ее прочность. Однако это сопряжено с некоторыми компромиссами. Среднеуглеродистая сталь имеет низкую пластичность и ударную вязкость, что затрудняет ее формование и сварку.

Каковы некоторые общие области применения среднеуглеродистой стали?

• Детали машин
• Напорные сооружения
• Шатуны
• Шестерни
• Железнодорожные пути

Основные свойства среднеуглеродистой стали:

• Низкая прокаливаемость
• Средняя пластичность
• Средняя вязкость
• Средняя прочность
• Средняя свариваемость
• Средняя обрабатываемость

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь относится к углеродистой стали с содержанием углерода от 0,61% до 1,50% и содержанием магния от 0,31 до 0,90. Когда дело доходит до твердости и ударной вязкости, предпочтение отдается высокоуглеродистой стали. Однако это происходит на компромиссе. Очень трудно сваривать, резать или формовать высокоуглеродистую сталь.

Каковы наиболее распространенные области применения высокоуглеродистой стали?

• Железные дороги
• Бары
• Пружинная сталь
• Тарелки
• и т. д.

Основные свойства высокоуглеродистой стали:

• Низкая прокаливаемость
• Низкая пластичность
• Пониженная свариваемость
• Низкая обрабатываемость
• Высокая прочность
• Высокая прочность

Нержавеющая сталь

В то время как углеродистая сталь обычно определяется содержанием углерода, нержавеющая сталь определяется содержанием хрома не менее 10,5%. Как и углеродистая сталь, нержавеющая сталь также содержит углерод и железо, но дополнительный хром — это ключ, который придает ей уникальные свойства. Одним из самых больших преимуществ нержавеющей стали является то, что она защищает сталь от окисления, которое со временем разрушает металлы. Нержавеющая сталь также идентифицируется по блеску, свойству, обеспечиваемому хромом. Вы часто увидите нержавеющую сталь, используемую в кухонной посуде, ножах и медицинском оборудовании.

Как и углеродистая сталь, существуют различные типы нержавеющей стали, каждая из которых имеет уникальную рыночную цену и свойства.

Аустенитные сплавы

Аустенитные сплавы из нержавеющей стали, безусловно, являются наиболее распространенными типами металлов из нержавеющей стали на рынке. Они устойчивы к окислению, имеют уникальный внешний вид и немагнитны (хотя при определенных обстоятельствах могут становиться магнитными).

Существует две распространенные марки аустенитных сплавов:

• Марка 304
• Класс 316

Марки аустенитных сплавов также включают 301, 302, 303, 309 и 321.

Ферритные сплавы

Ферритные сплавы из нержавеющей стали являются еще одним полураспространенным сплавом из нержавеющей стали. В отличие от аустенитных сплавов, они магнитны, что позволяет использовать их там, где необходим магнетизм. Как правило, это самые дешевые сплавы из нержавеющей стали из-за относительно низкого содержания никеля.

Существует две распространенные марки ферритных сплавов:

• Класс 430
• Класс 434

Мартенситные сплавы

Мартенситные сплавы из нержавеющей стали являются наименее распространенным сплавом из нержавеющей стали. Эти сплавы имеют невероятную твердость и ударную вязкость, но они плохо окисляются, что делает их подходящими только для приложений, требующих невероятной твердости.

Существует одна распространенная марка мартенситного сплава:

• Марка 420

Легированные стали

Самый широкий и разнообразный ассортимент стальных сплавов — это «легированные стали». Они изготавливаются путем объединения углеродистой стали с различными легирующими элементами, что придает каждой стали уникальные свойства. Существует невероятно широкий спектр легированных сталей, но некоторые из наиболее распространенных включают в себя:

• Хром
• Кобальт
• Молибден
• Никель
• Вольфрам
• Ванадий

Благодаря невероятному разнообразию легированных сталей вы можете создавать стали практически со всеми возможными свойствами, используя легированные элементы. При этом некоторые из этих сталей относительно дороги.

Инструментальные стали

Последняя группа сталей – это инструментальные стали. Это стали, используемые для инструментальной деятельности, такой как сверление. Инструментальные стали, обычно состоящие из молибдена, ванадия, вольфрама и кобальта, являются жаростойкими, долговечными и прочными.

Существует 6 марок инструментальной стали:

• Воздушная закалка
• Водоотталкивающий
• D-тип
• Горячая обработка
• Ударопрочные модели
• Закалка в масле

Вам нужна сталь?

Staub Manufacturing предлагает услуги с использованием большинства сталей, перечисленных выше. Если вашей компании нужны наиболее подходящие стальные детали для производства высококачественной продукции, свяжитесь с нами. Мы являемся американскими производителями, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2105, и готовы помочь вам в поставке высококачественных сборных стальных изделий.

4 типа стали: чем они отличаются?

Человечество впервые научилось работать с железом около 6000 лет назад, хотя лишь несколько тысяч лет спустя этот ультрараспространенный элемент стал применяться в своей самой важной роли: производстве стали. Сталь используется в механических и электрических устройствах, тяжелом строительном оборудовании, кухонных приборах и инструментах. С таким большим разнообразием может возникнуть путаница при выборе типа для использования.

Сталь представляет собой сплав железа, что означает, что она в основном состоит из железа и в сочетании с одним или несколькими легирующими металлами для получения новых материалов с уникальными свойствами. Существует четыре основных классификации, но есть также несколько подгрупп, которые служат разным целям. Его свойства меняются в зависимости от элементов, с которыми сочетается железо, а также от методов нагревания и охлаждения металла.

Ниже мы объясняем различные виды стали и назначение каждого типа. Мы надеемся, что эта информация поможет вам принять решение о том, какой тип использовать с ясностью и уверенностью.

Какие существуют типы стали?

Сталь классифицируется по своему составу: железо сплавляется с углеродом и любым количеством других элементов для достижения определенной цели. Четыре основных типа:

• Углеродистая сталь
• Нержавеющая сталь
• Легированная сталь
• Инструментальная сталь

1. Углеродистая сталь

Вся сталь содержит углерод, но углеродистая сталь уникальна отсутствием других элементов в своем составе. Хотя он содержит только 2% углерода или меньше по весу, его элементарная природа делает углеродистую сталь прочным и долговечным материалом, который идеально подходит для многочисленных применений.

Углеродистую сталь иногда путают с чугуном, хотя он должен содержать менее 2% углерода. Чугун содержит от 2% до 3,5% углерода, что придает ему шероховатую текстуру и более хрупкий характер.

Несмотря на то, что углеродистая сталь состоит из легированных металлов, она не имеет классификации сплавов из-за отсутствия в ее составе других легирующих элементов. Эта простота способствует популярности углеродистой стали — на ее долю приходится около 90% всего производства стали.

Типы углеродистой стали

Ниже порога содержания углерода в 2% углеродистая сталь может быть сгруппирована в три категории: низкоуглеродистая, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая. Каждый тип сохраняет присущую углероду прочность, но его полезное назначение будет меняться по мере увеличения содержания углерода.

• Низкий углерод : это наиболее распространенный и наименее дорогой тип. Его легко формовать из-за его высокой пластичности — его врожденной способности растягиваться под нагрузкой. Проволока, болты и трубы используют этот тип стали.
• Средний углерод : Содержание углерода от 0,31% до 0,60% придает этому сорту более высокую прочность и более низкую пластичность, чем сорта с низким содержанием углерода. Средние углерода содержатся в зубчатых колесах и железнодорожных путях.
• Высокое содержание углерода : самый прочный сорт содержит более 0,61% углерода и часто используется для изготовления кирпичных гвоздей и острых режущих инструментов, таких как лезвия для траншеекопателей. Они содержат не более 2% углерода.

Относительная адаптируемость и низкая стоимость углеродистой стали делают ее идеальным выбором для различных строительных проектов, как крупных, так и небольших.

2. Нержавеющая сталь

Этот тип широко известен своей ролью в производстве медицинского оборудования и приборов, но область его применения намного шире, чем просто газовая плита на вашей кухне. Хром — это сплав, который отличает нержавеющую сталь от других, придавая материалу характерный блеск.

Хром — это больше, чем чисто косметическое дополнение: этот элемент устойчив к окислению и продлевает срок службы металла, предотвращая его ржавчину. Как правило, нержавеющая сталь имеет содержание хрома более 10,5%, а иногда и до 30% в некоторых случаях.

Более высокое содержание хрома непосредственно приводит к более высокому блеску при полировке и более высокой коррозионной стойкости. Нержавеющая сталь отличается от хрома тем, что хром наносится гальваническим способом на другой металл для получения прочного полированного покрытия. Блеск изделий из нержавеющей стали с высоким содержанием хрома менее зеркальный из-за добавления других элементов.

Типы нержавеющей стали

Кухонные, медицинские и автомобильные изделия широко используются, но нержавеющая сталь высоко ценится и для других целей. Он сгруппирован в четыре подкатегории, каждая из которых служит своей цели.

• Мартенситные сплавы : Прочность является отличительной чертой мартенситных сплавов, но они подвержены коррозии. Они образуются в процессе быстрого охлаждения, что делает их идеальными для термической обработки и используются в медицинских инструментах, столовых приборах и плоскогубцах.
• Ферритные сплавы : это менее дорогие стали с низким содержанием углерода и никеля. Автомобильные приложения являются обычными конечными пунктами назначения для ферритных сплавов из-за их прочности и блеска, вызванных хромом.
• Аустенитные сплавы : Аустенитные сплавы имеют более высокое содержание хрома и никеля, что повышает их коррозионную стойкость и делает их немагнитными. Они присутствуют в коммерческих кухонных приборах и популярны, потому что они долговечны и их легко чистить.
• Дуплексные сплавы : Комбинация аустенитных и ферритных сплавов приводит к получению дуплексного сплава, который наследует свойства обоих сплавов и удваивает прочность. Они также пластичны и устойчивы к коррозии из-за довольно высокого содержания хрома.

Варианты из нержавеющей стали, используемые в строительной отрасли, ценятся за их коррозионную стойкость и прочность. Они хорошо подходят для различных строительных работ, а также для хранения опасных строительных материалов.

3. Легированная сталь

Тип сплава представляет собой сплав железа с одним из нескольких других элементов, каждый из которых придает конечному продукту свои уникальные свойства. Это правда, что все стали являются сплавами, но углерод и хром — это особые сплавы, названия которых связаны с типом металла, который они образуют.

Легированная сталь как группа включает широкий спектр сплавов с таким же разнообразным диапазоном свойств. В морских контейнерах используется сложный сплав, который сочетает в себе несколько элементов для получения прочного и долговечного продукта. Кремний не часто считают компонентом стали, но его магнитные свойства делают его идеальным компонентом большинства крупных машин. Алюминий универсален и используется в революционных строительных материалах, которые одновременно легкие и чрезвычайно прочные.

Некоторые элементы, которые в сочетании с железом и углеродом образуют сплавы, также встречаются в инструментальных сталях — кобальт, вольфрам и молибден, например, являются сверхтвердыми металлами, требующими ударопрочности и режущих свойств.

Типы легированной стали

Разнообразный потенциал легированной стали позволяет производить интенсивную настройку для конкретных применений. Однако, поскольку вторичные элементы, такие как углерод или хром, не всегда легко найти, некоторые сплавы имеют высокую цену.

Некоторые из наиболее распространенных сплавов включают:

• Алюминий : Легкая, жаропрочная сталь, пластичная и простая в обработке, часто используется в системах горячего выхлопа и генераторах электроэнергии.
• Медь : Коррозионностойкая сталь, которая очень эффективно проводит тепло, что делает ее отличным выбором для электропроводки и промышленных теплообменников.
• Марганец : Чрезвычайно прочная ударопрочная сталь. Его можно найти в пуленепробиваемых шкафах, противосверлильных пластинах и высокопрочных сейфах.
• Молибден : Свариваемая коррозионностойкая сталь, работающая под высоким давлением, что делает ее подходящей для подводного строительства или нефте- и газопроводов.
• Кремний : Мягкая сталь, ковкая и сильно магнитная, создает сильные постоянные магниты, которые используются в электрических трансформаторах.
• Ванадий : Ударопрочная сталь, амортизирующая и виброустойчивая, часто встречающаяся в автомобильных деталях, таких как пружины и амортизаторы.

Благодаря своей универсальности сплавы широко используются во многих строительных проектах. Разновидности медных и алюминиевых сплавов особенно популярны из-за их малого веса и термообрабатывающих свойств.

4. Инструментальная сталь

Инструментальная сталь честна в своем деле: она используется для изготовления инструментов. Отпуск, процесс добавления высокой температуры, быстрого охлаждения, а затем повторного нагрева, создает инструментальную сталь, которая становится чрезвычайно твердой и жаростойкой. Они обычно используются в средах с высокими ударными нагрузками и очень абразивны.

Типы инструментальной стали

Различные типы инструментов требуют в производстве различных типов инструментальной стали. Инструментальная сталь используется по-разному, чтобы наилучшим образом удовлетворить производственные требования конкретного инструмента. Добавленные элементы будут определять, для каких конкретных приложений он подходит.

• Закалка на воздухе : Высокое содержание хрома в этой стали позволяет подвергать ее воздействию высоких температур без деформации.
• Водозакалка : Эта сталь во время использования подвергается закалке в воде; это самый доступный тип инструмента, который используется для изготовления обычных инструментов.
• Закалка в масле : Эта сталь, закаленная в масле, исключительно устойчива к износу от скольжения и используется для производства ножей и ножниц.
• Быстрорежущая сталь : Быстрорежущая сталь отличается высокой абразивностью и ударопрочностью. Он содержится в сверлах и электропилах.
• Горячая обработка : Название говорит само за себя, но эта сталь выдерживает экстремальные температуры и используется в ковке и литье.
• Ударопрочная : Небольшие количества углерода, кремния и молибдена упрочняют эту сталь и подходят для штампов и клепальных инструментов.

Эти типы можно дополнительно разделить по отрасли, в которой они используются, а также по твердости и ударной вязкости.

Какие бывают марки стали?

Сталь особенно сложна из-за множества ее свойств и областей применения. Были разработаны две комплексные системы оценок для точной классификации определенного типа даже в подгруппах. Эти системы стандартизированы для различных отраслей промышленности, что позволяет гарантировать целостность материала. Две системы оценок:

• ASTM (Американское общество по испытаниям и материалам) : Буквенно-цифровая классификация, обозначающая общую классификацию стали и ее специфические свойства.
• SAE (Общество инженеров-автомобилестроителей) : Четырехзначная числовая классификация, которая выделяет тип стали и содержание углерода, а также наличие других легирующих элементов.

Вы можете найти сталь повсюду, материализованную в различных формах для удовлетворения различных потребностей. Это важный компонент многих строительных материалов, бытовой техники и даже инструментов, используемых для изготовления других инструментов. Комбинируя правильные элементы, можно получить точное соответствие стали практически для любого применения.

Железо и углерод — проверенные универсальные металлы, которые являются строительными блоками большей части того, что мы видим в современных городах, включая транспортные сети и телекоммуникационную инфраструктуру.