Классификация легированных сталей
Легированные стали классифицируются по нескольким признакам.
По химическому составу сталь подразделяется в зависимости от того, какими элементами она легирована: хромистая (Cr), марганцовистая(Mn), хромоникелевая (Cr и Ni), хромоникельмолибденовая (Cr, Ni, Mo) и т.д.
По количеству легирующих элементов стали подразделяют на: низколегированные, при содержании легирующих элементов в сумме до 2,5%; среднелегированные - 2,5 - 10%; высоколегированные - свыше 10%. Если сумма легирующих элементов превышает 50%, то получается сплав, а не сталь.
По назначению стали подразделяются на: конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими и химическими свойствами. При этом, конструкционные стали подразделяют на цементуемые (с низким содержанием углерода - до 0,25-0,30%) и улучшаемые (при более высоких значениях содержания углерода).
По структуре стали делятся на классы: ферритный, перлитный, бейнитный, мартенситный, аустенитный и ледебуритный (карбидный).
К ферритному классу относится сталь с высоким содержанием элемента, расширяющего область α-железа и сужающего аустенитную γ-область, таким образом, что сталь при небольшом содержании углерода при комнатной температуре получает структуру чистого феррита. К сталям ферритного класса относится, например, хромистая низкоуглеродистая нержавеющая сталь с содержанием хрома 13%.
К перлитному классу относится большинство сренеуглеродистых и высокоуглеродистых конструкционных и инструментальных сталей с небольшим и средним содержанием легирующих элементов. Стали этого класса в нормализованном состоянии (после охлаждения на воздухе из аустенитного состояния) состоят преимущественно из перлита и при наличии других фаз в качестве избыточной структурной составляющей.
К бейнитному классу относят стали, получающих после охлаждения на воздухе бейнитную структуру.
Мартенситный класс составляют высоколегированные стали с высокой устойчивостью аустенита к распаду, в которых при охлаждении на воздухе образуется мартенсит.
Стали ледебуритного (карбидного) класса характеризуются наличием в их структуре устойчивого ледебурита (карбидной эвтектики), образовавшегося при первичной кристаллизации, и сохраняющегося в слитке и промежуточной заготовке. В готовом прокате карбидная эвтектика, раздробившись, может образовывать карбидную неоднородность (строчечность) в инструментальной быстрорежущей и штамповой сталях.
Необходимо иметь в виду, что, с учетом особенностей классификационных признаков одна и та же сталь может одновременно относиться к одному или нескольким классификационным группам. Например, хромоникелевая нержавеющая сталь одновременно относится к группе сталей с особыми свойствами, и к группе конструкционных сталей. Стали инструментальные быстрорежущие ледебуритного (карбидного) класса одновременно можно отнести и к сталям мартенситного класса.
Маркировка легированных сталей
В соответствии с действующими государственными стандартами в России принят буквенно-цифровой принцип маркировки легированных сталей (таблица 6.1).
Таблица 6.1 - Примеры марок сталей и их среднего химического состава
| Марка стали | Химический состав и классификационные характеристики стали |
| 40Х | 0,4% С, 1% Cr, сталь хромистая, конструкционная, улучшаемая, низколегированная, перлитного класса; |
| 18ХГТ | 0,18% С, 1% Cr, 1% Mn, 0,1% Ti, сталь хромомарганцевотитановая, конструкционная, цементуемая, низколегированная, перлитного класса; |
| 9ХС | 0,9% С, 1% Cr, 1% Si, сталь хромокремнистая инструментальная низколегированная перлитного класса; |
| ХВГ | 1% С, 1% Cr, 1% W, 1% Mn, сталь хромомарганцевовольфрамовая, инструментальная, перлитного класса |
Легирующие компоненты в марках сталей обозначаются большими буквами русского алфавита: Х - хром, Н - никель, В - вольфрам, Ф - ванадий, М - молибден, Т - титан, Ю - алюминий Д - медь, К - кобальт, Ц - цирконий, Р - бор, Б - ниобий, Г - марганец, С - кремний. Буква А, стоящая перед началом марки - обозначает марку автоматной стали с улучшенной обрабатываемостью резанием, что достигается введением в сталь повышенного содержания серы или свинца. Если буква А стоит в середине марки, то она обозначает азот, специально введенный в сталь. Если буква А стоит в конце марки, то это обозначает высококачественную сталь с пониженным содержанием серы и фосфора.
Две цифры, стоящие перед буквенным обозначением, соответствуют количеству в стали углерода в сотых долях процента, а также показывают принадлежность стали этой марки к группе конструкционных сталей. Если впереди букв стоит одна цифра, то она обозначает содержание углерода в десятых долях процента, и то, что данная марка соответствует инструментальной стали. Если перед буквенным обозначением марки цифры нет, то это значит, что в инструментальной стали содержание углерода, в среднем 1,0%.
Цифры, стоящие после каждой буквы, обозначают содержание в целых процентах того элемента, после которого они стоят. Если после буквы, обозначающей элемент в марке стали, цифры нет, то это значит, что количество этого элемента в стали равно или около одного процента. Исключение составляют: Mo, Ti, Zr, V, содержание которых в этом случае составляет от 0,1 до 0,3%.
Для некоторых марок сталей применяются особые буквенные обозначения. Это в первую очередь относится к букве А, о которой говорилось выше. Быстрорежущие стали начинаются с буквы Р, шарикоподшипниковые - с буквы Ш, электротехнические - с буквы Э. Исследовательские марки, не внесенные в стандарты, имеют заводские маркировки, например, ЭИ - завод "Электросталь" (ЭИ-69, ЭИ-914 и т.д.).