Fe 10 металлический квадратик что за металл

Обновлено: 28.09.2024

В связи с тем, что изданные и введенные в действие стандарты EN охватывают далеко не все стали, используемые в государствах ЕЭС, в европейских странах наряду с общеевропейской используются также и собственные системы маркировки сталей.

1. Система маркировки сталей в Германии

В Германии маркировка сталей осуществляется двумя способами. Первый способ – традиционный, с помощью букв и цифр, второй способ – с помощью пятизначных порядковых номеров.

Обозначение сталей с помощью букв и цифр

В настоящее время для маркировки сталей с помощью букв и цифр в основном применяется общеевропейская система обозначений в соответствии с EN 10027-1. Тем не менее, в ряде случаев используются и старые обозначения.

Стали обыкновенного качества. Маркировка указанных сталей осуществляется следующим образом. Вначале, если необходимо, ставятся одна или две буквы, определяющие способ раскисления стали (U – кипящая сталь, R – спокойная или полуспокойная) и ее специальные эксплуатационные свойства, связанные с последующим применением (Q – для отбортовки, Z – для волочения, K – для холодного формования). Затем ставятся буквы St, а за ними цифры. Первые две цифры характеризуют минимальный предел прочности (временное сопротивление разрыву) в кгс/мм 2 или H/9,8 мм 2 ; далее, если необходимо, ставится тире, а после него цифра, указывающая группу качества стали. Всего этих групп качества три, при этом 3-я группа отличается наиболее низким содержанием серы и фосфора. В конце наименования стали могут ставиться буквы U или N, указывающие на то, что сталь поставляется соответственно после прокатки или после нормализации.

St 37-2 – сталь обыкновенная с минимальным пределом прочности 37 кгс/мм 2 или 360 H/мм 2 второй группы качества;
USt 37-2 – кипящая сталь с минимальным пределом прочности 37 кгс/мм 2 или 360 H/мм 2 второй группы качества;
ZSt 37-2 – сталь с минимальным пределом прочности 37 кгс/мм 2 или 360 H/мм 2 второй группы качества, предназначенная для последующего холодного волочения;
KSt 52-3 N – сталь с минимальным пределом прочности 52 кгс/мм 2 или 510 H/мм 2 третьей группы качества, предназначенная для последующего холодного формования, поставляемая после нормализации;
QSt 44-3 U – сталь с минимальным пределом прочности 44 кгс/мм 2 или 430 H/мм 2 третьей группы качества, предназначенная для последующей холодной отбортовки (фланцевания), поставляемая после прокатки.

Качественные конструкционные стали. Основным признаком маркировки подобного типа сталей является то, что она начинается с заглавной буквы C. Затем может следовать одна из прописных букв: k (для улучшаемых сталей с содержанием S и P менее 0,035%), m (для сталей с гарантированным содержанием S 0,02–0,04% и содержанием P<0,035%) или f (для сталей с уменьшенным интервалом содержания углерода и содержанием S

C 45 – углеродистая качественная сталь с содержанием C 0,42–0,50%, P
Ck 45 – сталь с содержанием C 0,42–0,50%, P
Cm 45 – сталь с содержанием C 0,42–0,50%, P
Cf 45 – сталь с содержанием C 0,43–0,49%, P

Низколегированные стали. Низколегированными признаются стали с содержанием каждого легирующего элемента менее 5%. Такие стали маркируются в начале обозначения числом, соответствующим содержанию углерода в стали, умноженному на 100, далее указываются символы важнейших легирующих элементов, далее через пробел числа, соответствующие содержанию данных элементов, умноженному на коэффициент, приведенный в табл. 2. При этом числа, определяющие содержание легирующих элементов, отделяются друг от друга пробелом или тире.

11 CrMo 5-5 – сталь с содержанием C 0,09– 0,14%, Cr 1,05–1,25%, Mo 0,48–0,62%;
14 NiCr 14 – сталь с содержанием С 0,14– 0,20%, Ni 3,0–3,5%, Cr 0,6–0,9% (т.к. содержание Cr менее 1%, то в наименовании стали присутствует только обозначение этого элемента без указания его процентного содержания).

Высоколегированные стали. Высоколегированные – это стали с содержанием хотя бы одного легирующего элемента более 5%. Обозначения таких сталей начинаются с буквы X, затем следует число, соответствующее среднему содержанию углерода, умноженному на 100, далее в порядке убывания содержания следуют символы важнейших легирующих элементов и числа, отражающие их средние содержания. Как и при обозначении низколегированных сталей, наименования легирующих элементов и числа их содержания отделяются друг от друга пробелом. В случае, если указывается содержание в стали нескольких легирующих элементов, то числа, определяющие их содержание, отделяются друг от друга пробелами или тире.

X 12 CrMo 5 – высоколегированная сталь с содержанием C 0,08–0,15%, Cr 4,0–6,0%, Mo 0,45– 0,65% (менее 1%, поэтому содержание в наименовании стали не указывается);
X 2 CrNiMo 10 10 5 – сталь с содержанием C
X 5 CrNiCuNb 17-4-4 – сталь с содержанием C < 0,07%, Cr 15,0–17,5%, Ni 3,0–5,0%, Cu 3,0–5,0%,
Nb 0,15–0,45% (менее 1%, поэтому содержание в наименовании стали не указывается).

Литейные стали. Для их обозначения в начале марки ставятся буквы GS.

Обозначение сталей с помощью порядковых номеров

Система обозначений сталей с помощью порядковых номеров существовала в Германии задолго до принятия подобной общеевропейской системы и стала по существу ее прообразом (в Европе эта система определяется стандартом EN 10027-2). В соответствии с указанной системой порядковый номер стали представляется в виде 1.XXXX. Здесь 1. определяет, что материал является сталью (для чугунов используется символ 0., для жаропрочных никелевых и кобальтовых сплавов – 2., для цветных металлов – 3.). Далее следуют две цифры, которые идентифицируют номер группы сталей (см. табл. 1). Две последние цифры определяют порядковый номер стали в группе.

Таблица 4. Группы сталей

исключая группы 24, 25,

2. Система маркировки сталей во Франции

Стали обыкновенного качества. Для обозначения нелегированных конструкционных сталей обыкновенного качества в настоящее время во Франции используется общеевропейская система обозначений в соответствии с EN 10027-1.

Нелегированные конструкционные качественные стали. Наименования качественных конструкционных сталей в зависимости от предельного содержания углерода, серы и фосфора начинаются с букв C или XC, далее следуют цифры, соответствующие среднему содержанию углерода в стали, умноженному на 100. С буквы C начинаются наименования сталей с нормальным содержанием указанных элементов, с XC – с ограниченным.

Приведем примеры: C45 в соответствии со стандартом AFNOR NF A37-502 – это сталь с содержанием углерода 0,4–0,5% и предельным содержанием серы и фосфора по 0,04%, сталь XC45 в соответствии с тем же стандартом имеет содержание углерода 0,42–0,48%, максимальное содержание фосфора 0,035%, а серы – 0,025%.

Низколегированные стали. Как и в Германии, низколегированные стали – это стали с содержанием каждого легирующего элемента до 5%. Маркировка таких сталей во Франции в основном аналогична маркировке, принятой в Германии, хотя есть и некоторые отличия.

Наименования низколегированных сталей начинаются с числа, определяющего среднее содержание углерода в стали, умноженное на 100. Затем следуют буквы, указывающие основные легирующие элементы, включенные в сталь (см. табл. 5). Далее записывается число, соответствующее содержанию основного легирующего элемента, умноженному на коэффициент, приведенный в табл. 2.

Таблица 5. Обозначения основных легирующих элементов во Франции

Литейные стали. Для их обозначения в конце марки добавляется буквы M.

3. Система маркировки сталей в Италии

Конструкционные стали обыкновенного качества. В Италии стали указанного типа маркируются по признакам их физических характеристик и делятся на две группы:

Стали с минимально гарантированным пределом прочности. В начале наименования указывается символ Fe, далее число, соответствующее минимально гарантированному пределу прочности (в H/мм 2 или кгс/мм 2 ).

Стали с минимально гарантированным пределом текучести. Наименования начинаются на Fe, далее ставится буква E, а после нее число, соответствующее минимально гарантированному пределу текучести (в H/мм 2 или кгс/мм 2 ).

Помимо указанных символов в наименования марок сталей может включаться и дополнительная информация:

склонность стали к свариванию – обозначается заглавными буквами A, B, C или D;
дополнительные показатели качества – обозначаются цифрами 1, 2, 3, следующими за значениями пределов прочности или текучести через тире;
признак интервала температур, при которых используется сталь (KG – при температуре окружающей среды, KT – при низких температурах, KW – при повышенных температурах).

Fe 330 – сталь с гарантированным пределом прочности 330 H/мм 2 ;
FeE 295 – сталь с гарантированным пределом текучести 295 H/мм 2 ;
Fe 510 B – сталь с гарантированным пределом прочности 510 H/мм 2 и склонностью к свариваемости B;
Fe 880-2 – сталь с гарантированным пределом прочности 880 Н/мм 2 и показателем качества 2;
Fe 510-1 KT – сталь с гарантированным пределом прочности 510 Н/мм 2 и показателем качества 1 для работы при низких температурах;
Fe E 315 KG – сталь с гарантированным пределом текучести 315 Н/мм 2 для работы при температуре окружающей среды.

Стали, предназначенные для холодной штамповки. Маркируются буквами Fe, после чего следует буква P, указывающая на принадлежность стали к данной группе, а затем двузначное число от 01 до 06, определяющее степень качества стали и её чистоты по S и P.

Литейные стали. Наименование начинается с букв Fe, затем следует буква G, после этого двузначное число – предел прочности в кгс/мм 2 . После предела прочности через тире может следовать цифра 1 или 2, характеризующая показатель качества стали.

Fe G 52 – литейная сталь с гарантированным пределом прочности 52 кгс/мм 2 ;
Fe G 74-1 – сталь с гарантированным пределом прочности 74 кгс/мм 2 1-ой группы качества.

Конструкционные качественные и легированные стали. Принципы обозначения конструкционных качественных и легированных сталей в Италии полностью соответствуют принципам обозначения указанных типов сталей в Германии (см. выше).

4. Система маркировки сталей в Швеции

Маркировка сталей в Швеции в соответствии со стандартом SS осуществляется четырехзначным числом. Первые две цифры указанного числа определяют группу, к которой принадлежит сталь (см. табл. 6), последние две – порядковый номер стали в группе. По маркировке различаются углеродистые стали (первая цифра наименования – и легированные (начинаются с цифры 2).

Таблица 6. Маркировка сталей в Швеции

1265 – углеродистая качественная сталь, по составу свойствам и назначению близка к российским сталям 08 и 10;
1957 – автоматная сталь, аналог – российская сталь А35;
2085 – сталь, легированная кремнием, российский аналог – 55С2;
2234 – легированная сталь, содержание Cr30ХМ;
2352 – нержавеющая сталь, легированная Cr≥10%, российский аналог – 03Х18Н11.

5. Системы маркировки сталей в США

В США используется несколько систем обозначения металлов и сплавов, связанных с существующими организациями по стандартизации. Наиболее известными организациями являются:

AISI – Американский Институт Чугуна и Стали;
ACI – Американский Институт Литья;
ANSI – Американский Национальный Институт Стандартизации;
AMS – Спецификация Аэрокосмических Материалов;
ASME – Американское Общество Инженеров – Механиков;
ASTM – Американское Общество Испытания Материалов;
AWS – Американское Общество Сварщиков;
SAE – Общество Инженеров – Автомобилистов.

Системы обозначений, используемые той или иной организацией, вытекают из их исторического развития, а также развития связанных с ними отраслей промышленности. Рассмотрим наиболее популярные системы обозначений сталей, используемые в США.

6. Система обозначений AISI

Углеродистые и легированные стали. В системе обозначений AISI углеродистые и легированные стали, как правило, обозначаются с помощью четырех цифр. Первые две цифры обозначают номер группы сталей (табл. 7), а две последние – среднее содержание углерода в стали, умноженное на 100.

Так сталь 1045 относится к группе 10ХХ качественных конструкционных сталей (нересульфинированных с содержанием Mn менее 1%) и содержит углерода около 0,45%.

Сталь 4032 является легированной (группа 40ХХ), со средним содержанием 0,32% С и 0,2 или 0,25% Mo (реальный состав стали 4032: 0,30–0,35% С, 0,2–0,3% Mo).

Сталь 8625 также является легированной (группа 86ХХ) со средним содержанием: 0,25% С (реальные значения 0,23–0,28 %), 0,55% Ni (0,40–0,70%), 0,50% Cr (0,4–0,6%), 0,20% Mo (0,15– 0,25%).

Помимо четырех цифр в наименованиях сталей могут встречаться также и буквы. При этом буквы B и L, означающие, что сталь легирована соответственно бором (0,0005–0,03%) или свинцом (0,15–0,35%), ставятся между второй и третьей цифрой ее обозначения, например: 51B60 или 15L48. Буквы M и E ставят впереди наименования стали, это означает, что сталь предназначена для производства неответственного сортового проката (буква M) или выплавлена в электропечи (буква E). И наконец, в конце наименования стали может присутствовать буква H, означающая, что характерным признаком данной стали является прокаливаемость.

Таблица 7. Обозначения углеродистых и легированных сталей в системе AISI

Коррозионно-стойкие стали. Обозначения стандартных коррозионно-стойких сталей по AISI включают в себя три цифры и следующие за ними в ряде случаев одну, две или более буквы. Первая цифра обозначения определяет класс стали. Так обозначения аустенитных коррозионно-стойких сталей начинаются с цифр 2ХХ и 3ХХ, в то время как ферритные и мартенситные стали определяются в классе 4ХХ. При этом последние две цифры, в отличие от углеродистых и легированных сталей, никак не связаны с химическим составом, а просто определяют порядковый номер стали в группе. Значения букв, следующих за цифрами, даны в табл. 8.

Таблица 8. Дополнительные буквы и цифры, используемые для обозначения коррозионно-стойких сталей по AISI и UNS

Маркировка сталей в европейских странах

Расшифровка и классификация марок сталей

Железо химически-активно и встречается в природе только в виде соединений, руды состоят из гидратов, закисей солей и оксидов. Богатая руда содержит не более 57% чистого металла, а изделия быстро корродируют. С развитием металлургии было изобретено множество сплавов на железной основе, которые превосходят его по прочности и имеют надежную молекулярную структуру. Стали классифицируют по способу раскисления, назначению и содержанию элементов. Обозначения марок сформированы разными системами стандартизации.

Для точной расшифровки марки стали воспользуйтесь нашим марочником стали

Классификация по химическому составу

В естественной среде железо реагирует с окислителями, галогенами, фосфором и серой. Для очищения сырья и преобразования оксидных соединений в роли восстановителя сначала применяли каменный уголь. Так при горении в недостатке кислорода, выплавляли чугун, из которого уже частично удалены оксиды и примеси, а доля углерода составляет не менее 2,14%. Для выплавления стали из полученной массы необходимо уменьшить его концентрацию до 2%.

Углеродистые

По составу отличаются от чугуна только концентрациями. При обработке снижается количество углерода и вредных включений. Соотношение кремния и марганца – может корректироваться для придания дополнительной прочности и стойкости к коррозии. По количеству углеродных соединений различают следующие группы:

Высокоуглеродистая (0,6-2%);
Среднеуглеродистая (0,25-0,55%);
Низкоуглеродистая (до 0,25%).

Углеродная составляющая участвует в формировании карбидов и укрепляет структуру на молекулярном уровне. Чем выше содержание, тем больше стойкость к механическим нагрузкам, особенно ударным. Понижение придает пластичность и возможность выпускать изделия повышенной точности. Из этих сплавов получают инструменты (топоры, валы), детали, испытывающие большое напряжение (оси, арматура) и малонагруженные (зубчатые колеса, пружины). Расшифровка характеристик стали производится по буквам:

Ст – сталь;
Цифра – номер, согласно регламенту, ГОСТ 380-2005;
Г – марганец выше 0,8%;
КП, ПС или СП – метод раскисления.

Группу объединяет название «конструкционные», их обозначают маркировками: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.

Отдельно выделяют группу с названием «инструментальные», они содержат 0,7% углерода и дополнительно очищаются от вредных составляющих. Расшифровка букв в обозначении согласно ГОСТ 1435-99:

У – углеродистая;
Цифры: углеродная концентрация в десятых долях процента;
Г – марганец выше 0,33%;
А – повышенное качество, серы не более 0,03%, фосфора – до 0,035%.

Инструментальные нелегированные стали обозначают следующими маркировками: У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У13; У7А; У8А; У8ГА; У9А; У10А; У11А; У12А; У13А.

Легированные

Для придания специальных свойств в расплав добавляют различные присадки. Процесс называют легированием. По соотношению легирующих элементов марки разделяют на низколегированные (до 2,5%), среднелегированные (до 10%) и высоколегированные (до 50%).

В таблице приведены металлы, включения примесей и их обозначения в маркировке:

Марганец – Mn	Г
Хром – Cr	Х
Никель – Ni	Н
Титан – Ti	Т
Молибден – Mo	М
Бериллий – Be	Л
Медь – Cu	Д
Азот – N	А
Ванадий – V	Ф
Ниобий – Nb	Б
Алюминий –Al	Ю (от ювенал)
Селен – Se	E
Кобальт – Co	К
Бор – B	P
Фосфор – P	П
Кремний –Si	С (от силициум)
Цирконий –Zr	Ц

Например, 08Х18Н10 расшифровывается как 0,08% углерода (С), 18 % хрома (Cr), 10% никеля (Ni). Обозначаются не все составляющие, а только говорящие об основных свойствах. Легирование применяется во всех случаях, когда неприемлемо использование углеродистых сплавов. Технический процесс сложнее и дороже, но присадки помогают продлить срок службы в сложных условиях или создать материал со специальными возможностями.

Также в начале маркировки могут присутствовать такие обозначения:

Р — быстрорежущая;
Ш — шарикоподшипниковая;
А — автоматная;
Э — электротехническая.

У этих марок есть ряд особенностей:

в шарикоподшипниковых сталях содержание хрома указывается в десятых долях процента (например, сталь ШХ4 содержит 0,4% хрома);
в марках быстрорежущей стали после буквы Р сразу ставится число, указывающее содержание вольфрама в процентах. Также все быстрорежущие стали содержат 4% хрома (Х).

Классификация по назначению

Часто для группы со сходными химическими формулами и эксплуатационными ресурсами применяют термины, указывающие на условия применения. Как правило, такая продукция подвергается испытаниям на соответствие по нескольким одинаковым параметрам: на устойчивость к ударным нагрузкам, кислотам, экстремальным температурным режимам. Специальные обозначения в маркировке есть у нелегированных групп: строительные (С), подшипниковые (Ш), конструкционные (Сп), инструментальные (У). Отдельно выделяют режущие легированные сплавы (Р).

Классификация сталей по назначению

Конструкционные

Категория объединяет марки способные выдерживать разнонаправленные механические нагрузки: изгибающие, ударные, растягивающие. Отличительной особенностью является стойкость к усталости, они не трескаются и не истираются при сочетании различных негативных факторов. По составу могут быть углеродистыми и легированными. Применяются для изготовления конструкций и деталей повышенной прочности.

Если сталь является литейной конструкционной, то в конце маркировки ставят букву Л. Например: 40ХЛ, 35ХМЛ.

Инструментальные

Стальные изделия без легирования очень прочны, но в некоторых областях их качеств недостаточно, поэтому применяют присадки. Например, марганец участвует в формировании особо-прочной молекулярной структуры (аустенит) и увеличивает стойкость к механическим деформациям. Алмазная сталь ХВ5 долго сохраняет заточку, может резать очень твердые материалы, при этом требует ухода и легко ломается. Ее прародителями были булатные и дамасские клинки, плохо переносящие сырость и хрупкие ближе к острию.

Инструментальные нелегированные стали обозначаются буквой У. Затем ставится цифра, которая обозначает среднее содержание углерода в стали: У11; У12; У13;. Высококачественные стали дополнительно обозначают буквой А на конце — У11А; У12А; У13А.

Особого назначения

Способность выдерживать определенные физические или химические воздействия определяет область применения. К особенным свойствам относится: немагнитность, кислотостойкость, жаростойкость, жаропрочность. Появляются узкоспециальные названия: авиационные (нагрузка свыше 1300Мпа), судостроительные (стойкость в щелочной среде), криогенные (отсутствует хрупкость при –196 С о и ниже).

Классификация по способу раскисления

При плавлении руды необходимо удалить кислород, иначе готовый прокат быстро заржавеет. Так как кислород находится в несвободном состоянии, требуется разрушить оксидные и гидратные соединения. В реакции раскисления участвуют активные вещества: ферромарганец, силикомарганец, расплав алюминия и другие. Некоторые реагенты действуют только в вакуумной среде.

Для обозначения способа раскисления используют такие обозначения:

Уже более 100 лет разрабатываются методы прямого получения металла, минуя переплавку в чугун и использование кокса, загрязняющего расплав продуктами горения. В результате применения газообразных и твердых восстановителей, обработки в электропечах, реакторах, реторах, получается раствор, насыщенная газами в разной степени. Разделение не относится к легированным продуктам, так как добавление присадок требует регламентированной чистоты.

Кипящая

Для получения используют минимальное количество реагентов, поэтому остается много кислорода и углекислого газа. Слитки имеют неоднородное строение, в одной части оседают вредные примеси, поэтому до 5% готового слитка удаляется. Материал с низкими характеристиками, хрупкий. Воздух концентрируется в сердцевине, но наружная корка может иметь достаточную прочность. Возможно изготовление крепежных деталей котлов и конструкций, контактирующих с взрывоопасными средами. Главный недостаток: быстрая коррозия.

Спокойная

Благодаря сложным технологическим процессам присутствие газов и неметаллических включений минимально, а структура однородна. Из слитков изготовляют металлоконструкции, детали или используют для создания дорогостоящих сплавов.

Полуспокойная

Промежуточное состояние. Упрощенные технические циклы удешевляют производство, а свойства достаточны для выпуска несущих элементов сварных и клепаных конструкций. Из Ст5пс изготовляют болты, гайки, упоры, которые можно использовать в плюсовых температурах и низкой влажности воздуха.

Классификация по качеству

Чем меньше осталось вредных включений, тем выше качественные характеристики, но иногда это не оправдано экономически. Система стандартизации предусматривает три класса.

Качественная

К категории относят углеродистые продукты. В них больше всего фосфора, серы и газов, они недостаточно однородны. Качества удовлетворительны для производства конструкций и деталей.

Нелегированные качественные стали обозначают буквой К. Например, 20К

Высококачественная

Низкое содержание вредных примесей и неметаллических включений обозначается в маркировке буквой А в конце. Из марок У8 и У8А вторая будет обладать лучшими характеристиками, изделия получатся точнее и качественнее.

Букву А в начале пишут в марках конструкционных сталей высокой обрабатываемости (А12–автоматная, А30, А40), но в таком случае она не отображает соответствие стандарту чистоты.

Особо качественные

Сплавы с минимально-возможным количеством примесей обозначаются по способу получения в конце маркировки:

ВД – вакуумно-дуговая переплавка;
Ш – электрошлаковый переплав;
ВИ – вакуумно-индукционный;
ПД – плазменно-дуговой.

Особое качество достигается легированием, так как основу, полученную из чугунного расплава, невозможно привести к таким показателям. Содержание серы снижено до 0,1%, фосфора – до 0,025%. Примеры: 30ХГСН2МА – ВД. Здесь пропущены цифры, так как концентрации присадок составляют от 0,8 до 1,2%, поэтому их доля округляется до 1.

Классификация по структуре

Легирующие элементы формируют собственные соединения и создают молекулярную решетку. Строение металлов по своей природе зернистое, подвергается изменениям при термообработке и давлении. Геометрия химических связей определяет отношение к классу: ферриты, аустениты, перлиты и мартенситы. В обозначениях эта информация не отображается, но принадлежность всегда учитывается для применения в той или иной области.

Аустенит

Атомы углерода находятся внутри ячеек кристаллической решетки металла. Легирующие элементы способны замещать атомы железа и вставать на их место. Аустениты отличаются прочностью и однородностью, не магнитны, относятся к коррозийно-стойким и жаропрочным материалам, применяются для транспортировки агрессивных веществ, работы в особо сложных условиях.

Феррит

Ферритная решетка похожа на куб правильной формы. Поликристаллическое строение делает ферриты мягкими, при переохлаждении зерна становятся крупными, увеличивается хрупкость. Представители класса являются сильными магнетиками, поэтому используются в радиотехнике и электронике для поглощения электромагнитных волн, выпуска антенн и сердечников.

Мартенсит

При закаливании и охлаждении формируется игольчатое строение, при этом атомы железа смещаются на вершины ячеек, а углеродные концентрируются в центре. Это создает внутренние напряжения. Интересно, что мартенситовое превращение происходит в определенных температурных промежутках, при котором достигается предельная твердость. Явление сопровождается возникновением «памяти метала». Сталь, находящаяся в таком состоянии способна вернуть форму после механической деформации.

Мартенсит получают различными методами термообработки и легирования, присадки помогают стабилизации решетки. Степень зависит от назначения, иногда необходимо полное прокаливание, а если этого не требуется, то воздействуют лишь на поверхностные слои. Применение осложняется дополнительными требованиями к обработке, особенно сварке. Уникальные свойства пока не изучены до конца.

Перлит

На этой стадии облегчается механическая обработка. Перлит – явление распада при охлаждении после нагрева. Зерна измельчаются или расслаиваются на пластинки. Состояние создают искусственно для пластической деформации.

Цементит

Особо устойчивое состояние. Решетка FeC₃ имеет ромбическую форму, физически цементит очень тверд и хрупок. Формируется при кристаллизации расплава чугуна. В сталях образуется при охлаждении аустенита и нагревании мартенсита (разупрочняющий отжиг).

В металлургии термообработка производится для получения лучших эксплуатационных характеристик конкретного состава и состоит из многочисленных процедур нагревов и охлаждений в разной температуре: сфероидизация, гомогенизация, изотермический отжиг, разупрочнение, стабилизация.

Классификация по способу производства

Многое зависит от применяемого оборудования. Доменные печи давно заменены на более экологичные и эффективные варианты. За прошедшее столетие появилось несколько новых технологий:

Конверторная или бессемеровская. В процессе выплавки в конвертер поступает сжатый, обогащенный кислородом воздух, углеродная составляющая выжигается. Дополнительное топливо не требуется, так во время реакции высвобождается дополнительная энергия и масса нагревается самостоятельно. До изобретения технологии невозможно было получить температуру плавления 1600 С о , поэтому производили только чугун при 1400 С о . В усовершенствованном виде способ применяется и сегодня.
Мартеновская. Ученый предложил использовать полученное тепло повторно: выходящий воздух нагревает входящий. Для этого печь была оснащена регенератором, не только восстанавливающим тепло, но улавливающим копоть и конденсат. В установках действуют термические режимы, не превышающие 2000 С о . Изобретение позволило переплавлять лом, регенераторы используются в современных установках, особенно стеклодувных и плазменных.
Электросталь – оборудование нового поколения, использующее индукцию и дуговую выплавку. В современных установках получают наиболее чистые от загрязнений продукты, затраты электричества снижаются, так как поддерживается точная температура. В плазменно-дуговых печах создают жаропрочные и тугоплавкие материалы. Появилась возможность получать стали прямым методом, без плавления чугунной основы.

Предельное повышение температуры до 20000 С о позволило получить железо, усиленное молибденом и титаном. Вместе с технологией плавления одновременно разрабатываются методы металлообработки: резки, гибки, проката.

Таблица маркировки сталей

В таблице приведено содержание элементов в распространенных марках стали.

Магнитится ли нержавейка?

Иногда возникает необходимость в определении марки стали. Например при покупке китайских инструментов потребитель сомневается: сверла и ключи сделаны из коррозионно-стойкого сплава или из чего-то другого?

Бытует мнение, что «нержавейка» – это сталь, которая не магнитится, соответственно, можно провести проверку магнитом. На самом деле это не так, поскольку есть много сортов нержавеющей стали, которые магнитятся.

Разберем в статье: должна ли нержавейка магнитится?

Нержавейка — это сталь с низким содержанием углерода, добавками никеля, хрома, марганца и других элементов, препятствующих окислению железа. Атомы связываются в молекулярных соединениях, не допускающих химических реакций с водой, кислородом, кислотами и щелочами.

Материалы, которые притягиваются к магнетикам, называют магнитными. К ним относятся:

Заметное притяжение возникает у ряда редкоземельных металлов и минералов, иногда для этого нужны специальные условия, например низкие температуры или электрический ток. Внешние электроны атомов у этих элементов ориентируются определенным образом и при накоплении магнитных моментов деталь сама может стать магнитом.

На самом деле все вещества в той или иной степени взаимодействуют с магнитными полями, но у других металлов электроны соседних атомов производят разнонаправленные усилия: отталкивают и притягивают. Без установленного порядка результирующая сила оказывается незначительной. Магнитная восприимчивость вещества обозначается символом Ϟ. В зависимости от величины коэффициента действует классификация:

Должна ли магнититься нержавеющая сталь? Введение легирующих добавок приводит к образованию карбидов, соединений железа, интерметаллических включений. Даже если отдельные элементы обладают магнитными свойствами, в таких связках это происходит не всегда. В области магнетизма до сих пор совершаются открытия. Например, под давлением железо становится немагнитным, но добавки никеля возвращают притяжение.

Нержавейка, которая не магнитится

Магнетизм зависит не от марки стали, а от класса, обусловленного формой кристаллической решетки. В хромоникелевых и хроммарганценикелевых железо перестает быть магнетиком.

Не реагируют на притяжение следующие классы:

Аустениты

Это растворы внедрения, при которых атом углерода помещается внутрь ячейки железа, а железо при этом замещается легирующими элементами. Обычные углеродистые стали находятся в таком состоянии лишь при высоких температурах, но большое содержание хрома и никеля делает это возможным в нормальных условиях. К аустенитам относят наиболее популярные марки: AISI 304, AISI 316. Из этих сплавов изготавливают посуду, сантехническую арматуру, отсутствие чувствительности к магнитному полю позволяет производить корпуса высокоточных приборов, панели оборудования.

Аустенитно-ферритные стали

Двухкомплексные составы, в которых объединяется стойкость к межкристаллической коррозии и прочность ферритов. Концентрации марганца выше 9% также делают металл немагнитным. Самые известные марки: AISI 201 и AISI 202. Они были разработаны в качестве альтернативы дорогостоящим аустенитам: снижение доли никеля отражается на цене, а улучшенные прочностные характеристики позволяют изготавливать детали меньшего веса. В России созданы сплавы специального назначения: ЭИ67 (03Х22Н6М2) для транспортировки минеральных удобрений, и Avesta2205 для изготовления резервуаров наливных судов, транспортирующих серную и фосфорную кислоту.

Эти нержавейки легко протестировать с помощью магнита: они покажут нулевую реакцию. В таком случае потребитель может быть спокоен. Но как быть с нержавеющими ножами, которые крепятся на магнитные держатели?

Нержавеющие стали, которые магнитятся

В некоторых случаях железо в составе сплава проявляет магнетические свойства, и здесь проверка народным методом только введёт в заблуждение. Но сомнения в качестве товара будут необоснованны.

К ферромагнетикам относят два класса стали и их промежуточные варианты:

Ферриты

В хромистых сплавах нет никеля, который превращает структуру в аустенит. С одной стороны это недорогие материалы, но с другой — они склонны к межкристаллической коррозии. Для повышения стойкости к агрессивным веществам в состав добавляют марганец, кремний и другие элементы. Все марки AISI 400-й серии — ферриты.

Мартенситы

Мартенситное превращение происходит при отпуске аустенитной стали. Состав остается тем же, но кристаллы приобретают упорядоченную структуру, а сплав высокую прочность и способность к самовосстановлению при незначительных деформациях. Свойства этого состояния мало изучены, однако хромоникелевый сплав становится ферромагнетиком при выполнении специфических условий. Превращению способствуют присадки вольфрама и молибдена. Рядовые покупатели редко сталкиваются с подобным материалом, он необходим для изготовления хирургических инструментов, роторов, промышленного оборудования.

Ферритно-мартенситные стали

В структуре сплава присутствуют фазы мартенсита (от 15%) и феррита. Наиболее распространенная: AISI 430.

Важное практическое значение у магнитных качеств нержавейки отсутствует, скорее они ограничивают применение вблизи точных приборов и везде, где используется электромагнитное поле: компьютеры, электроинструмент, транспорт, нефтепереработка. Тем не менее мысль очумелых ручек не знает границ. С помощью кусочка магнита можно обеспечить порядок при хранении нержавеющих деталей, плотное прилегание москитных сеток на садовом участке.

Как определить нержавеющую сталь

Главное свойство нержавейки — химическая инертность, а вовсе не магнетизм. Если следовать логике, то в определении сплава такой тест должен быть первоочередным.

Самые простые испытания для выявления подделок:

Капля медного купороса. Алгоритм основан на том, что железо активнее меди и вытесняет ее. Таким образом Fe+CuSO₄ = FeSO₄+Cu. Медь осядет на поверхности в виде красноватого налета.
Хлорид натрия. Концентрированный раствор поваренной соли способен вывести на чистую воду сплав, не устойчивый к щелочам.

Теплопроводность легированной стали ниже, чем у углеродистой. Следовательно вода в такой посуде нагревается медленнее.
Плотность соответствует заявленной. Закон Архимеда о вытесняемых жидкостях обрастает притчами: корона вытеснила меньший объем воды, чем слиток, который пошел на ее изготовление. Следовательно мастер разбавил золото медью.

При сварке карбиды выгорают, а в нержавейке их меньше. Шлифовка болгаркой должна показать светлые белые искры.

Подобные способы помогут установить действительно ли изделие выполнено из нержавейки, но не определяют пищевую сталь или марку. Например AISI 204 выглядит как AISI 304, но не является полноценным аналогом. Из нее нельзя изготавливать конструкции, применяемые в морском климате. Для производства дымоходов используют жаростойкие сплавы, так как на них одновременно воздействует температура и продукты горения, имеющие кислотную природу.

Даже если изделие имеет отношение к нержавейке, срок его службы может значительно сократиться. Лучший из возможных вариантов: выбирать проверенных производителей, приобретать продукцию, имеющую сертификаты качества.

Марки алюминия

В современном мире алюминию отведено важное место. Металл, открытый всего 1,5 века назад используется в промышленных, военных и потребительских целях. Сплавы на основе алюминия применяют для изготовления легких конструкций, в качестве проводников тока, пищевой упаковки, отделочного материала. Химический элемент обладает хорошими восстановительными качествами и используется в металлургии для раскисления стали. Легирование алюминием снижает склонность к полиморфному распаду у титановых сплавов. Рассмотрим как получают алюминий и как расшифровываются обозначения марок.

Одно из названий: “серебро из глины” — указывает на технологию выплавки. В естественной среде металл в чистом виде не встречается, так как обладает высокой химической активностью. Оксид Al₂О₃ — основная составляющая глинозема, входит в состав таких природных минералов как рубин, сапфир, изумруд и др.

Из-за высокого сродства с кислородом восстановление углеродом, как при выплавке стали невозможно. Современная технология была разработана в 1886 году, она состоит из нескольких этапов:

Производство боксита (руды): глинозем дробят, сушат, обрабатывают паром для удаления примесей;
Растворение оксида Al₂О₃ в расплаве криолита Na₃AIF₆ при 950 С⁰;
Электролиз расплава при котором разрывается связь с кислородом.

Для очистки от примесей применяют различные способы:

Продувание хлором: снижает содержание неметаллических включений, железа, кремния, щелочноземельных металлов (Ca, Ba, Mg, Ra, Sr);
Электролитическое рафинирование: получение алюминия высокой чистоты (марки А995-А95);
Прецизионные способы: сложные технологии для выплавки металла особой чистоты 99,99%;
Фракционная кристаллизация: погружение в расплав теплообменника, выполняющего функцию кристаллизатора или охлаждение жидкого металла с помощью инертных газов;
Химические методы, основанные на образовании интерметаллидов, например боридов.

Для придания дополнительных свойств сплав легируют титаном, цинком, марганцем, хромом, никелем и другими элементами. В зависимости от содержания чистого металла, примесей и легирующих элементов, состав маркируется согласно ГОСТ 4784-97.

Классификация марок алюминия

Первичный алюминий производят по ГОСТ 11069-2001 или ГОСТ Р 55375-2012. Показатель чистоты определяет физические и химические свойства, при которых применение металла оправдано в отдельных отраслях промышленности.

Особая: 99,999% — обозначение А999. Для изготовления полупроводников и лабораторных работ;
Высокая: 99,95 -99,995% — марки А95, А97, А99, А995. Производство деталей радио и электрооборудования;
Техническая: 99-99,85% — А0, А5, А6, А7, А8, А85. Для проводов, прокладок и приготовления сплавов.

Обозначения марок отражают только сотые доли процентов содержания чистого металла, так как оно всегда выше 99%. Технический алюминий используют в разных целях, в том числе для изготовления упаковки и посуды. Для описания качеств применяют следующие термины:

Первичный: по степени очистки Ч, ОЧ, ПЧ (чистый, особой чистоты и повышенной);
Технический: все сырье с содержанием примесей от 0,15 до 1%;
Деформируемый (АД): предназначенный для изготовления полуфабрикатов по технологии проката;
Литейный: для производства изделий методом отливок;
Для раскисления стали: расходные материалы низкой степени очистки.

Деформируемый алюминий обозначают аббревиатурой АД, например: АД000, АД00. Буква Е выражает заданные электрические характеристики, АД1пл — материал, предназначенный для плакировки тонколистового проката. Наряду с этими маркировками применяют цифровые: АД0 соответствует 1011, АД1 — 1013.

Таблица основных марок алюминия и сплавов

Алюминий первичный
А0	А5	А5Е	А6		А7
А7Е	А8	А85	А95		А97
А99	А995	А999
Алюминий технический
АД	АД0	АД00	АД000		АД00Е
АД0Е	АД1	АДоч	АДС		АДч
Алюминий для раскисления
АВ86	АВ86Ф	АВ88	АВ88Ф		АВ91
АВ91Ф	АВ92	АВ92Ф	АВ97		АВ97Ф
Алюминий литейный
АК21М2.5Н2.5	АК4М4	АК5М2		АК5М7	АК7
АК7М2	АК9	АЛ1		АЛ11	АЛ13
АЛ19	АЛ2	АЛ21		АЛ22	АЛ23
АЛ23-1	АЛ24	АЛ25		АЛ26	АЛ27
АЛ27-1	АЛ28	АЛ29		АЛ3	АЛ30
АЛ32	АЛ33	АЛ34		АЛ4	АЛ4-1
АЛ4М	АЛ5	АЛ5-1		АЛ6	АЛ7
АЛ7-4	АЛ8	АЛ9		АЛ9-1	В124
В2616	ВАЛ10	ВАЛ10М		ВАЛ11	ВАЛ12
ВАЛ8
Алюминиевый деформируемый сплав
1201	1420	АВ	АД31		АД33
АД35	АК4	АК4-1	АК6		АК8
АМг1	АМг2	АМг3	АМг3С		АМг4
АМг4.5	АМг5	АМг5П	АМг6		АМц
АМцС	АЦпл	В65	В93		В94
В95	В95П	В96	В96ц		В96Ц1
ВД17	Д1	Д12	Д16		Д16П
Д18	Д19	Д1П	Д20		Д21
ММ
Алюминиевый антифрикционный сплав
АМСТ	АН-2.52	АО20-1	АО3-12		АО3-7
АО6-1	АО9-1	АО9-2	АО9-2Б		АСМ

Марки листов алюминия

Производство листового проката регламентирует ГОСТ 21631-76. Листы производят из марок А0, А5, А6, А7, АД0, АД1 и сплавов с магнием, марганцем, цинком. Для решения ряда технологических задач у алюминия достаточно пластичности, но порой не хватает механических характеристик. Для улучшения качеств применяют методы:

Плакирование: напыление металлического слоя, по толщине оно может быть технологическим (Б), нормальным (А), утолщенным (У);
Нагартовка: упорядоченное нанесение микродефектов, которые формируют уплотнения. По степени обработки листы бывают нагартованными (Н) и полунагартованными (Н2);
Термически обработанные: применяют упрочняющий отжиг и закаливание.

Закаленные полуфабрикаты подвергают старению. После нагрева в печи изделия находятся в неподвижном состоянии, в это время происходят изменения кристаллической решетки, связанные с выпадением избыточной фазы. Пресыщенные легирующими элементами кристаллы выделяют отдельные атомы, которые концентрируются на границах зерен. Частицы, образованные таким образом упрочняют сплав. Старение может быть естественным (при комнатной температуре) или искусственным (при специально поддерживаемой температуре до 100-150 С⁰).

Произведенная обработка обозначается следующим образом:

М — отожженные полуфабрикаты или соответствующие им по механическим параметрам;
Т — закаленные и состаренные естественным способом;
Т1 — закаленные и состаренные искусственно;
ТН — нагартованные после закалки и естественного старения.

Отделка поверхности может быть обычной, повышенной (П) и высокой (В). Эти буквы ставят в конце маркировки; “П” указанная в геометрических параметрах 1000Пх2000. означает повышенную точность.

А5 М 1,5х1000х2500 — отожженный лист толщиной 1,5 мм.;
АД1Н 2,0х1200х3000 — нагартованный деформируемый;
Д16АТ 5,0х1200х3000 — лист из дюралюминия Д16 с нормальным плакированием (А), закаленный и состаренный в естественных условиях (Т).

Алюминиевый листовой прокат применяют в строительстве, автомобилестроении, для изготовления штампованных деталей и производства фольги.

Маркировка алюминия

В стандарте ГОСТ 4784-97 представлена классификация в виде 9 таблиц, в которых одновременно используется буквенная и числовая система. Можно заметить, что марки АД присутствуют в нескольких таблицах, так как это материалы с разными системами, в то же время ряд сплавов обозначается с помощью химического состава. Как расшифровать эту классификацию?

А — техническое сырье;
АД — деформируемый сплав;
Д — дюраль;
АВ — авиаль, но к ним относят АВ, АД31, АД35;
В — высокопрочный;
АМ — с медью;
АМг — с магнием;
АК — с кремнием;
САП — спеченные порошки;
САС — спеченные сплавы;
СИЛ — силумины;
Св — для сварочной проволоки.

Следует отметить, что силумины — это сплавы, легированные кремнием, их маркировки могут выглядеть как СИЛ1, СИЛ2 и одновременно АК9, АК10М2Н. Дюрали — собирательное название группы высокопрочных (В) материалов, их маркируют: Д16, Д18, В65, ВАД1.

1000-1018 — технический металл;
1020-1025 — пеноалюминий;
1019, 1029, 1039 и т.д. — САП;
1100-1190 — основа Al-Cu-Mg;
1200-1290 — Al-Cu-Mn;
1300-1390 Al-Mg-Si;
1319, 1329, 1339 и т.д — САС;
1400-1419 Al-Mn и Al-Be-Mg;
1420-1490 Al-Li;
1500-1590 Al-Mg;
1900-1990 Al-Zn-Mg.

Марка	Группа сплавов, основная система легирования
1000-1018	Технический алюминий
1019, 1029 и т. д.	Порошковые сплавы
1020-1025	Пеноалюминий
1100-1190	Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Fe-Ni
1200-1290	Al-Cu-Mn, Al-Cu-Li-Mn-Cd
1300-1390	Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu
1319, 1329 и т. д.	Al-Si, порошковые сплавы САС
1400-1419	Al-Mn, Al-Be-Mg
1420-1490	Al-Li
1500-1590	Al-Mg
1900-1990	Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu

Литейные сплавы представлены в ГОСТ 1583-93, некоторые составы имеют два варианта обозначения. Маркировка АЛ устарела, но все еще встречается в технической документации. Всего создано около 600 алюминиевых сплавов, примерно 400 относится к деформируемым, около 200 — к литейным. Все сплавы сгруппированы по характеристикам или основным легирующим элементам.

Читайте также: