Маркировка сталей и чугунов

Сталь 38ХН3МФА (%) — 0,33–0,40 С; 1,2–1,5 Cr; 3,0–3,5 Ni; 0,35–0,45 Мо; 0,1–0,18 V; сталь ЗОХГСА — 0,32–0,39 С; 1,0–1,4 Cr; 0,8–1,1 Mn; 1,1–1,4 Si.

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 3Х2В8Ф содержит, %: 0,3–0,4 С; 2,2–2,7 Cr; 7,5–8,5 W; 0,2–0,5 V; сталь 5ХНМ — 0,5–0,5 С; 0,5–0,8 Сr; 1,4–1,8 Ni; 0,19–0,30 Мо; ХВГ — 0,90–1,05 С; 0,9–1,2 Cr; 1,2–1,6 W; 0,8–1,1 Mn.

В обозначении марки подшипниковой  стали входят: буква «Ш» и буквы, обозначающие легирующие элементы. За буквой «Х» (легированная хромом) приводят цифры, соответствующие массовой доле хрома в десятых долях процента (например, ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ).

Буква «А» в конце марки  любой стали указывает, что сталь  относится к категории высококачественной (30ХГСА, У7А), в середине обозначения  марки — что сталь легирована азотом (16Г2АФ), в начале марки —  что сталь автоматная повышенной обрабатываемости резанием (А35Г). Буквы  АС в начале марки указывают, что  сталь автоматная со свинцом (АС35Г2).

Особовысококачественную сталь  обозначают добавлением через тире в конце марки буквы «Ш»  или других букв (табл. 5.6). Это означает, что стал подвергалась электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов.

В конце марки конструкционной  стали могут быть дополнительные буквенные обозначения: ПП — сталь  пониженной прокаливаемости, Л — литейная, К — сталь для котлов и др.

Строительную сталь обозначают буквой «С» (строительная) и цифрами, условно соответствующими пределу текучести проката. Буква «К» в конце марки — вариант химического состава стали с повышенной коррозионной стойкостью в атмосфере, а буква «Т» — термоупрочненный прокат (например, С245, С345Т, С390К).

При маркировке электротехнических сталей (1211, 1313, 2211 и т. д.) первая цифра  обозначает класс по структурному состоянию  и виду прокатки, вторая — содержание кремния, третья — потери на гистерезис, четвертая — группу по основной нормируемой характеристике. Вместе три первые цифры означают тип стали, а четвертая — порядковый номер этого типа стали.

Для изготовления рельсов  широкой колеи типов Р75, Р65, Р50 применяют стали марок М76, М74, где буква «М» указывает мартеновский способ выплавки, а цифры — среднее  содержание углерода в сотых долях  процента.

В обозначение марки быстрорежущей  стали входят: буква «Р», цифра, указывающая  среднюю массовую долю вольфрама  в процентах. Во всех быстрорежущих  сталях массовая доля хрома составляет около 4 %, поэтому в обозначении марки букву «Х» не указывают. Ванадий, массовая доля которого в различных марках колеблется от 1 до 5 %, обозначается буквой «Ф» в марке, если его средняя массовая доля составляет более 2,5 %.

Массовая доля углерода в  марочном обозначении быстрорежущей  стали не указывается, так как  она пропорциональна массовой доле ванадия. Если быстрорежущая сталь  легирована молибденом или кобальтом, их массовая доля указывается в марке. Например, быстрорежущую сталь, содержащую, %: 1,0–1,1 С ; 3,0–3,6 Cr; 8,5–9,6 W; 2,1–2,5 V; 7,5–8,5 Co; 3,8–4,3 Mo, обозначают Р9М4К8.

Нестандартные легированные стали, выпускаемые заводом «Электросталь», обозначают сочетанием букв ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (электросталь пробная). Легированную сталь, выпускаемую Златоустовским металлургическим заводом маркируют буквами ЗИ, заводом «Днепроспецсталь» — ДИ. Во всех случаях после сочетания букв идет порядковый номер стали, например ЭИ 417, ЭП 767, ЗИ 8, ДИ 8 и т. д. После освоения марки металлургическими и машиностроительными заводами условные обозначения заменяет общепринятая маркировка, отражающая химический состав стали.

Литейные стали маркируются  той же буквенно-цифровой системой, как и деформируемые, но в конце  марки дополнительно ставится буква  Л, что означает литейную сталь.

Жесть в зависимости от назначения, качества поверхности и  свойств делится на марки ЧЖК, ЧЖР, ГЖГ, ГЖР, ЭЖК, ЭЖК-Д, ЭЖР и ЭЖР-Д. Буквы в обозначении марок  означают ЖК — жесть консервная, ЖР — жесть разного назначения, кроме тары для пищевых продуктов, Ч — черная, Г — горячего лужения, Э — электротехнического лужения, Д — жесть с дифференциальным покрытием.

Режущий инструмент работает в условиях длительного  контакта и трения с обрабатываемым металлом. В процессе эксплуатации должны сохраняться неизменными конфигурация и свойства режущей кромки. Материал для изготовления режущего инструмента должен обладать высокой твердостью ( 60–62 HRC_Э) и износостойкостью — способностью длительное время сохранять режущие свойства кромки в условиях трения.

Вместе с тем, режущий инструмент должен обладать высокой прочностью и достаточной вязкостью, чтобы сохранять форму режущей кромки и сопротивляться разрушению при изгибающем (резцы) и крутящем (сверла) моментах и динамических нагрузках.

 

2.2 Чугуны

Литейные и механические свойства чугуна зависят от того, насколько  близок его состав к эвтектическому. Для оценки этого применяют два показателя:

Степень эвтектичности S_Э — отношение концентрации углерода С в чугуне к его концентрации в эвтектике с учетом влияния кремния и фосфора:

где 4,26 — концентрация углерода в эвтектике системы  «железо—графит», Si и P — содержание этих элементов в чугуне, %.

Углеродный эквивалент определяется как:

С_эк = С + 0,3(Si + P)

Чугуны подразделяются на: доэвтектические (S_э < 1, C_эв < 4,2–4,3), эвтектические (S_э  1, С_эк  4,2–4,3) и заэвтектические (S_э > 1, C_эв > 4,2–4,3).

Чугуны при кристаллизации и дальнейшем охлаждении могут вести  себя по-разному: либо в соответствии с метастабильной диаграммой состояний Fe—Fe₃C (белые чугуны, в которых углерод присутствует в виде Fe₃C), либо в соответствии со стабильной диаграммой Fe—C (серые чугуны, в которых углерод присутствует в виде графита).

На представленных диаграммах кроме общих линий  АС, АЕ, GS остальные линии не совпадают. В системе Fe—C графитная эвтектика (аустенит—графит) содержит 4,26 % С и образуется при 1 153  С. По линии E' S' в интервале температур 1 153–738  С выделяется вторичный графит. Эвтектоидное превращение протекает при 738  С с образованием эвтектоида (феррит + графит). Пользование диаграммами Fe—C и Fe—Fe₃C принципиально не отличается друг от друга.

 

 

Таблица 2.2 Марки и характеристики механических свойств высокопрочных чугунов (ГОСТ 7293–85)

Марки чугуна		МПа (кгс/мм2)	МПа (кгс/мм2)		%			НВ
ВЧ35		350 (35)	220 (22)		22			140–170
ВЧ40		400 (40)	250 (25)		15			140–202
ВЧ45		450 (45)	310 (31)		10			140–225
ВЧ50		500 (50)	320 (32)		7			153–245
ВЧ60		600 (60)	370 (37)		3			192–277
ВЧ70		700 (70)	420 (42)		2			228–302
ВЧ80		800 (80)	480 (48)		2			248–351
ВЧ100		1000 (100)	700 (70)		2			270–360

Чугун марки ВЧ 35 с шаровидным графитом должен иметь  среднее значение ударной вязкости KСV не менее 21 Дж/см² при температуре плюс 20 °С и 15 Дж/см² при температуре минус 40 °С, минимальное значение ударной вязкости должно быть не менее 17 Дж/см² при температуре плюс 20 °С и 11 Дж/см² при температуре минус 40 °С.

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983-527с.

2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений 3-е издание, перераб. и доп. -М: Машиностроение, 1990.-528с.

3. Гуляев А.П. Материаловедение. - 6-е изд., перераб. - М: Металлургия, 1986.- 688с.

4. Инструментальные стали. Справочник./Поздняк Л.А., Тишаев С.И. и др. М.: Металлургия, 1977,-168с.

5. Гуляев А.П. Инструментальные стали. Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975 -272с.

6. Рябичева Л.А., Препод П.П. Інструментальні матеріали: навчальний посібник - Луганськ: Вид-во СНУ ім. В.Даля, 2008. - 248с.