Классификация и маркировка сталей и чугунов

Сплавы железа с углеродом называются черными или железоуглеродистыми сплавами. К этим сплавам относятся стали и чугуны.

Классификация и маркировка сталей

Сталями называются сплавы железа (Fe) с углеродом (С≤ 2,14%), а также другими элементами (Mn; Si; Al и т.д.).

Классификация сталей

Стали, классифицируют по следующим признакам:

Химический состав.

В зависимости от химического состава различают стали углеродистые и легированные.

Легированные стали - стали, содержащие кроме постоянных при­месей (марганец, кремний), один или несколько спе­циальных элементов или повышенные концентрации марганца и кремния (>1 %). В качестве легирующих элементов исполь­зуются Сг, Ni, W, Мо, Тi,V, Со и др.

Углеродистые стали разделяются на:

• малоуглеродистые - содержание углерода С < 0,30%;
• среднеуглеродистые - содержание углерода 0,30≤ С ≤ 0,70%
• высокоуглеродистые - содержание углерода С > 0,70%

Легированные стали классифицируются как:

• низколегированные, суммарное содержание легирующих элементов до 5%
• среднелегированные, суммарное содержание легирующих элементов от 5 до 10%;
• высоколегированные, суммарное содержание легирующих элементов свыше 10%.

2. Назначение.

По назначению различают стали:

• конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий деталей машин и приборов;
• инструментальные, предназначенные для изготовления режущего, мерительного, штампового и прочего инструментов. Эти стали содержат более 0,65% углерода;
• стали с особыми свойствами:

- с особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками (электротехническая сталь);

- с особыми химическими свойствами, например, коррозионностойкие, жаростойкие или жаропрочные стали.

Коррозионностойкие стали предназначены для работы в агрессивных средах. Жаростойкие – обеспечивают отсутствие окисления (окалины) при работе в области высоких температур. Жаропрочные – обеспечивают необходимую прочность при работе в области высоких температур.

Качество.

В зависимости от содержания вредных примесей (серы и фосфора) стали бывают:

• обыкновенного качества- содержание серы до 0.06% и фосфора до 0,07%;
• качественные- содержание серы до 0,035% и фосфора до 0,035% ;
• высококачественные- содержание серы до 0,025% и фосфора до 0,025%;
• особовысококачественные -содержание серы до 0,015% и фосфора до 0,025%.

Структура.

По структуре после охлаждения на воздухе легиро­ванные стали подразделяют на три основных класса:

• перлитный;
• мартенситный;
• аустенитный.

По структуре сталей полностью устанавливают их свойства. Напри­мер: сталь, имеющая перлитную структуру, обладает небольшой твердостью и высокой пластичностью, а сталь, имеющая мартенситную структуру, весьма твер­дая и хрупкая.

Степень раскисления.

По степени раскисления* различают:

· спокойные стали - стали, раскисленные Mn; Al; Si;

· кипящие стали - стали, раскисленные Mn;

· полуспокойные стали - стали, раскисленные Mn; Al.

* Раскисление – восстановление элемента из его окислов. Раскислители – элементы, восстанавливающие другой элемент из его окислов.

Метод получения из сталей изделий.

По методу получения из сталей изделий различают:

§ деформируемые стали (изготовление изделий осуществляют обработкой давлением);

• литейные стали ( изготовление изделий осуществляют литьем).

Условия поставки потребителям.

Сталь обыкновенного качества дополнительно подразделяется по условиям поставки 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.

Маркировка сталей

Спокойные стали -маркируются буквами “сп” (иногда буквы опускаются);

Кипящие стали - маркируются буквами "кп";

Полуспокойные стали - маркируются буквами "пс".

Литейные стали -маркируются в конце буквой "Л".

Стали обыкновенного качества маркируются 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.

Например стали марок:

- Ст1кп- углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А);

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

- БСт0 - углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 0, группы Б (стали марок Ст0 и БСт0 по степени раскисления не разделяют).

Качественные стали маркируют следующим образом:

1.В начале марки указывают содержание углерода цифрой, соответствующей его средней концентрации:

а) в сотых долях процента для сталей, содержащих углерода С < 0,65%,

например:

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

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

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

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

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

2.Легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначают русскими буквами (табл. 1):

Табл. 1 Обозначения химических элементов в марках сталей

Обозначения элементов	Наименование элемента
в марке стали	в таблице Менделеева
А	N	Азот
Б	Nb	Ниобий
В	W	Вольфрам
Г	Mn	Марганец
Д	Cu	Медь
Е	Sе	Селен
К	Co	Кобальт
М	Mo	Молибден
Н	Ni	Никель
Р	B	Бор
С	Si	Кремний
Т	Ti	Титан
Ф	V	Ванадий
Х	Cr	Хром
Ц	Zr	Цирконий
Ю	Al	Алюминий

Если после буквы, обозначающей легирующий элемент, стоит цифра, то она указывает содержание этого элемента в процентах. Если цифры нет, то сталь содержит в среднем 1,0 % этого легирующего элемента, за исключением редких металлов, а также бора. Если после букв, обозначающих редкие металлы и бор нет цифры, то в сталях содержится до 1% этих элементов.

Например, стали марок:

- 14Г2 – низколегированная качественная сталь, спокойная, содержит приблизительно 0,14% углерода и 2,0% марганца.

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