Классификация и маркировка сталей

I Классификация и  маркировка сталей 

Сталями принято  называть сплавы железа с углеродом, содержание до 2,14% углерода. Кроме того, в состав сплава обычно входят марганец, кремний, сера и фосфор; некоторые  элементы могут быть введены для  улучшения физико-химических свойств специально (легирующие элементы).

Стали, классифицируют по самым различным признакам. Мы рассмотрим следующие:

1. Химический состав.

В зависимости от химического состава различают  стали углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79). В свою очередь углеродистые стали могут быть:

A) малоуглеродистыми, т. е. содержащими углерода менее 0,25%;

Б) среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60%

B) высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60%.

 Легированные  стали подразделяют на:

а) низколегированные содержание легирующих элементов до 2,5%

б) среднелегированные, в их состав входят от 2,5 до 10% легирующих элементов;

в) высоколегированные , которые содержат свыше 10% легирующих элементов.

2. Назначение.

По назначению стали  бывают:

•  конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий.

•  Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.

•  С особыми  физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного  расширения: электротехническая сталь, суперинвар.

•  С особыми  химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные  стали.

3. Качество.

В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:

•  Стали обыкновенного  качества , содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора.  

•  Качественные - до 0,035% серы и фосфора каждого  отдельно.  

•  Высококачественные - до 0.025% серы и фосфора.  

•  Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы.  

4. Степень раскисления.  

• По степени удаления кислорода из стали, т. е. По степени  её раскисления, существуют:  

•  спокойные стали , т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами “ сп ” в конце марки (иногда буквы опускаются);  

•  кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами "кп";  

•  полу спокойные  стали, занимающие промежуточное положение  между двумя предыдущими; обозначаются буквами "пс".  

Сталь обыкновенного  качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:  

•  сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора);  

•  сталь группы Б - по химическому составу;  

•  сталь группы В - с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.  

В зависимости от нормируемых показателей (предел прочности ? , относительное удлинение ? %, предел текучести ? т , изгиб в холодном состоянии) сталь каждой группы делится на категории , которые обозначаются арабскими цифрами.  

Стали обыкновенного  качества обозначают буквами "Ст" и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер. Буква "Г" после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа "А" в обозначении марки стали не ставится. Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают.  

Например:  

Ст1кп2 - углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А);  

ВСт5Г - углеродистая сталь обыкновенного качества с  повышенным содержанием марганца, спокойная, № марки 5, первой категории с  гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В);  

Вст0 - углеродистая сталь обыкновенного качества, номер  марки 0, группы Б, первой категории (стали марок Ст0 и Бст0 по степени раскисления не разделяют).  

Качественные стали  маркируют следующим образом:  

•  в начале марки  указывают содержание углерода цифрой, соответствующей его средней  концентрации;  

а) в сотых долях  процента для сталей, содержащих до 0,65% углерода;  

05кп – сталь  углеродистая качественная, кипящая,  содержит 0,05% С;  

60 – сталь углеродистая  качественная, спокойная, содержит 0,60% С;  

б) в десятых долях  процента для индустриальных сталей, которые дополнительно снабжаются буквой "У":  

У7 – углеродистая инструментальная, качественная сталь, содержащая 0,7% С, спокойная (все инструментальные стали хорошо раскислены);  

У12 - углеродистая инструментальная, качественная сталь, спокойная содержит 1,2% С;  

2) легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначают  русскими буквами:  

   

А – азот К –  кобальт Т – титан Б –  ниобий М – молибден Ф- ванадий  

В – вольфрам Н  – никель Х – хром Г – марганец  

П – фосфор Ц – цирконий Д – медь Р – бор Ю – алюминий  

Е – селен С – кремний Ч – редкоземельные металлы  

   

Если после буквы, обозначающей легирующий элемент, стоит  цифра, то она указывает содержание этого элемента в процентах. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5% легирующего элемента, за исключением  молибдена и ванадия (содержание которых в солях обычно до 0,2-0,3%), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010%).  

Примеры:  

14Г2 – низко легированная качественная сталь, спокойная, содержит приблизительно 14% углерода и до 2,0% марганца.  

03Х16Н15М3Б - высоко  легированная качественная сталь,  спокойная содержит 0,03% C , 16,0% Cr, 15,0% Ni, до З,0% Мо, до 1,0% Nb.  

Высококачественные  и особовысококачественные стали.  

Маркируют, так же как и качественные, но в конце  марки высококачественной стали  ставят букву А, (эта буква в середине марочного обозначения указывает на наличие азота, специально введённого в сталь), а после марки особовысококачественной - через тире букву "Ш".  

Например:  

У8А - углеродистая инструментальная высоко качественная сталь, содержащая 0,8% углерода;  

30ХГС- III – особовысококачественная  среднелегированная сталь, содержащая 0,30% углерода и от 0,8 до 1,5% хрома,  марганца и кремния каждого.  

Отдельные группы сталей обозначают несколько иначе.  

Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами "ШХ", после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента:  

ШХ6 - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 0,6% хрома;  

ШХ15ГС - шарикоподшипниковая  сталь, содержащая 1,5% хрома и от 0,8 до 1,5% марганца и кремния.  

Быстрорежущие стали (сложнолегированные) обозначают буквой "Р", следующая за ней цифра  указывает на процентное содержание в ней вольфрама:  

Р18-быстрорежущая  сталь, содержащая 18,0% вольфрама;  

Р6М5К5-быстрорежущая  сталь, содержащая 6,0% вольфрама 5,0% молибдена 5,0% кобольта.  

Автоматные стали  обозначают буквой "А" и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента:  

А12 - автоматная сталь, содержащая 0,12% углерода (все автоматные стали имеют повышенное содержание серы и фосфора);  

А40Г - автоматная сталь  с 0,40% углерода и повышенным до 1,5% содержанием  марганца.  

II Классификация  и маркировка чугунов.  

Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода. Они содержат те же примеси, что и сталь, но в большем  количестве. В зависимости от состояния  углерода в чугуне, различают:  

Белый чугун, в котором  весь углерод находится в связанном  состоянии в виде карбида, и чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится  в свободном состоянии в виде графита, что определяет прочностные  свойства сплава, чугуны подразделяют на:  

1) серые - пластинчатая или червеобразная форма графита;  

2) высокопрочные - шаровидный графит;  

3) ковкие - хлопьевидный графит. Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами,  

соответствующими  минимальному значению временного сопротивления ? в при растяжении в МПа -10 . Серый чугун обозначают буквами "СЧ" (ГОСТ 1412-85), высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ" (ГОСТ 1215-85).  

СЧ10 - серый чугун  с пределом прочности при растяжении 100 МПа;  

ВЧ70 - высокопрочный  чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;  

КЧ35 - ковкий чугун  с ? в растяжением примерно 350 МПа.  

Для работы в узлах  трения со смазкой применяют отливки  из антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом: АЧ - антифрикционный  чугун:  

С - серый, В - высокопрочный, К - ковкий. А цифры обозначают порядковый номер сплава согласно ГОСТу 1585-79.