Что значит нелегированная сталь
Обновлено: 25.04.2024
Легированные (нержавеющие) стали, в отличие от нелегированных, имеют несколько иное обозначение, поскольку в них присутствуют элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. К примеру:
- хром (Cr) повышает твёрдость и прочность
- никель (Ni) обеспечивает коррозионную стойкость и увеличивает прокаливаемость
- кобальт (Co) повышает жаропрочность и увеличивает сопротивление удару
- ниобий (Nb) помогает улучшить кислостойкость и уменьшает коррозию в сварных конструкциях.
Именно поэтому в названия легированных сталей принято включать химические элементы, присутствующие в составе, и их содержание в процентах. Химические элементы в таких марках сталей обозначаются русскими буквами, приведёнными в таблице.
Также существует маркировка Ч, сообщающая нам, что в составе сплава имеются редкоземельные металлы, такие как: церий, лантан, неодим и прочие. Церий (Ce) влияет на прочность и пластичность стали, а неодим (Nd) и лантан (La) уменьшают пористость и содержание серы в стали, измельчают зерно.
Пример расшифровки нержавеющей стали 12Х18Н10Т
12Х18Н10Т - это популярная нержавеющая сталь аустенитного класса, которая применяется в сварных аппаратах, работающих в разбавленных растворах кислот, в растворах щелочей и солей, а также в деталях, работающих под большим давлением и в широком диапазоне температур. Итак, что же означают эти загадочные символы, стоящие в названии, и как их правильно объединить?
Две цифры, стоящие в самом начале марки легированной стали, — это среднее содержание углерода в сотых долях процента. В нашем случае, содержание углерода 0,12%. Иногда вместо двух цифр стоит всего одна: она показывает, сколько углерода (C) содержится в десятых долях процента. Если же цифр в начале марки стали вовсе нет, это означает, что углерода в ней довольно приличное число — от 1% и выше.
Буква Х и следующая за ней цифра 18 говорят о том, что в данной марке содержится 18% хрома. Обратите внимание: соотношение элемента в долях процента выражает только первое число, стоящее в начале марки, и это относится только к углероду! Все остальные числа, присутствующие в названии, выражают количество конкретных элементов в процентах.
Далее следует комбинация Н10. Как Вы уже догадались, это 10% никеля.
В самом конце стоит буква Т без каких-либо цифр. Это значит, что содержание элемента слишком мало, чтобы уделять этому внимание. Как правило, около 1% (иногда — до 1,5%). Получается, в данной марке легированной стали количество титана не превышает 1,5%. Если вдруг в самом конце марки Вы обнаружите скромно стоящую букву А, помните, что она играет очень важную роль: таким образом обозначается высококачественная сталь, содержание фосфора и серы в которой сведено к минимуму. Две буквы А в самом конце (АА) говорят о том, что данная марка стали особо чистая, т. е. серы и фосфора здесь практически нет.
В ходе несложного анализа сочетаний букв и цифр мы выяснили, что марка стали 12Х18Н10Т (конструкционная криогенная, аустенитного класса) сообщает о себе следующие сведения: 0,12% углерода, 18% хрома (Х), 10% никеля (Н) и небольшое содержание титана (Т), не превышающее 1,5%.
В начале марки легированных сталей могут также присутствовать дополнительные обозначения:
А — автоматная (не путайте с буквой А в конце названия, говорящей о чистоте стали!);
Также стоит отметить некоторые особенности таких подвидов легированных сталей:
1. в шарикоподшипниковых сталях содержание хрома указывается в десятых долях процента (например, сталь ШХ4 содержит 0,4% хрома);
2. в марках быстрорежущей стали после буквы Р сразу ставится число, указывающее содержание вольфрама в процентах. Также все быстрорежущие стали содержат 4% хрома (Х).
Чтобы показать способ раскисления стали, существуют особые буквенные обозначения:
- сп — спокойная сталь;
- пс — полуспокойная сталь;
- кп — кипящая сталь.
Теперь подробно рассмотрим, как расшифровать марку нелегированной стали, которая подразделяется на обыкновенную и качественную.
Обыкновенная нелегированная сталь (Ст3, Ст3кп) имеет в самом начале буквы Ст. Далее следует число, указывающее условный номер (марку) стали: от 0 до 7. Чем больше число, тем выше содержание углерода С.
В конце могут стоять специальные индексы: например, сталь Ст3кп относится к категории кипящей, о чём говорят буквы кп в самом конце. Отсутствие индекса означает, что эта сталь спокойная. Когда нужно отразить в маркировке гарантию свариваемости, в конце добавляют строчные буквы св. К примеру: Ст3св.
Качественная нелегированная сталь (Ст10, Ст30, Ст20, Ст45) содержит в маркировке двузначное число, указывающее среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Таким образом, марка стали Ст10 содержит 0,1% углерода; Ст30 имеет 0,3% углерода; Ст20 — 0,2%; Ст45 содержит 0,45% углерода.
Конструкционная низколегированная сталь 09Г2С содержит следующие химические элементы: 0,09% углерода, 2% марганца и небольшое количество кремния (приблизительно 1%).
Стали 10ХСНД и 15ХСНД отличаются только разным содержанием углерода: 0,1% и 0,15% соответственно. Хрома (Х), кремния (С), никеля (Н) и меди (Д) здесь очень мало (до 1-1,5%), поэтому цифры за буквой не ставятся.
Качественные стали применяют для производства паровых котлов и сосудов высокого давления. В их маркировке имеется буква К на конце: 20К, 30К, 22К.
Если сталь является литейной конструкционной, то в конце маркировки ставят букву Л. Например: 40ХЛ, 35ХМЛ.
Инструментальные нелегированные стали обозначаются буквой У. Далее следует цифра, выражающая среднее содержание углерода в стали: У10, У7, У8. Если сталь ещё и высококачественная, это также отмечают в маркировке: У8А, У10А, У12А. Если необходимо подчеркнуть увеличенное содержание марганца, применяют дополнительную букву Г. К примеру, существуют стали У8ГА и У10ГА.
Инструментальные легированные стали имеют такое же обозначение, как и конструкционные легированные. Например, марка ХВГ указывает на присутствие трёх главных легирующих элементов: хрома (Х), вольфрама (В) и марганца (Г). Содержание углерода здесь примерно 1%, а потому цифра в начале марки не пишется. Другой вид стали 9ХВГ имеет пониженное содержание углерода в сравнении с ХВГ: здесь углерода 0,9%.
Стали быстрорежущие маркируются буквой Р, после которой ставится содержание вольфрама в %. Разберём в качестве примера сталь Р6М5Ф3. Она является быстрорежущей (Р), содержит 6% вольфрама, 5% молибдена (М) и 3% ванадия (Ф).
Сталь электротехническая нелегированная (АРМКО) имеет очень малое удельное электрическое сопротивление. Это достигается благодаря минимальному количеству углерода в составе (менее 0,04%). Такую сталь ещё принято называть технически чистым железом. Маркировка электротехнических нелегированных сталей состоит только из цифр. Например: 10880, 21880 и т. д. В каждой цифре заложена важная информация. Самая первая цифра показывает вид обработки: 1 — кованный или горячекатаный; 2 — калиброванный. Вторая цифра сообщает наличие/отсутствие нормируемого коэффициента старения: 0 — без коэффициента; 1 — с коэффициентом. Третья цифра — это группа по основной нормируемой характеристике. Две последние связаны со значениями основной нормируемой характеристики.
Строительная сталь отмечается буквой С, после которой указывается минимальный предел текучести стали. Также применяются дополнительные обозначения: К — повышенная коррозионная стойкость (С390К, С375К); Т — термоупрочнённый прокат (С345Т, С390Т); Д — повышенное содержание меди (С345Д, С375Д).
Алюминиевые сплавы литейные обозначаются буквами АЛ в начале маркировки. Вот некоторые примеры: АЛ4, АЛ19, АЛ27.
Алюминиевые сплавы для ковки и штамповки содержат буквы АК, а далее — условный номер данного сплава: АК6, АК5.
Также существуют деформированные сплавы с содержанием алюминия. Сплав авиаль: АВ, алюминиево-магниевый сплав: АМг; алюминиево-марганцовый сплав: АМц.
Теперь Вы узнали, как расшифровать марку стали с содержанием различных химических элементов. Данная маркировка сталей была разработана ещё в СССР и действует по настоящее время не только на территории Российской Федерации, но и в странах СНГ.
Европейская маркировка сталей подчиняется стандарту EN 100 27. В Японии и Соединённых Штатах имеются свои стандарты. Единой мировой классификации сталей в настоящее время не существует.
Понимая общие правила обозначения марок нелегированных и легированных сталей, а также при грамотной расшифровке марок сталей, можно без труда определить, из какой именно стали изготовлена конкретная деталь.
Сталь нелегированная
Сплав нелегированной стали-химические термины, используемые для названия двух типов стали. Сталь представляет собой металлический сплав. Он состоит из железа и некоторых других элементов, таких как углерод. Нелегированные стали, не имеют элементов, добавляемых в сталь при ее переплавке. Сталь широко используется во всем мире из-за нескольких причин, таких как низкая стоимость, простота изготовления, прочность и т. д. Существуют различные сорта стали доступны в соответствии с их свойствами.
Легированная сталь
-это вид стали и имеет большое количество другие элементы, кроме железа и углерода. Основное различие между легированные и нелегированные стали, что в легированной стали, остальные элементы добавляются железа при выплавке принимая во внимание, что в нелегированной стали, без элементов добавляются при плавке.
Существует два основных типа сплавов в качестве замещения сплавах и сплавах внедрения. Когда расплавленный металл используется в производстве сплавов, размеры атомов будут определять, какой тип будет сформирована. Если атомы металлов, которые собираются, чтобы быть смешанным иметь относительно одинаковые размеры, образовавшихся замещающих Тип сплава, но если один тип атомов металла меньше, чем другой тип, промежуточный сплав образуется.
Нелегированная сталь
-это вид стали, который имеет другие элементы добавляются во время плавки. Плавка процесс извлечения металла из руды. Этот процесс включает в себя нагрев и плавление руды. При плавки удаляет примеси, присутствующие в железной руде. Процесс плавки проводится несколько раз для того, чтобы удалить нагар. Если слишком много присутствует углерода, это не нелегированные стали. Содержание углерода должно быть примерно до 1 %.
В производстве легированной стали, некоторые элементы, такие как хром, кобальт добавляются железа, но в производстве нелегированной стали, без добавления других элементов. Поскольку нет других элементов, кроме железа и небольшого количества углерода, нелегированной стали есть меньше прочность и меньшую гибкость. Таким образом, эта сталь должна пройти процесс называется темперированнее. Закаливание - это процесс нагревания железа при высокой температуре для того, чтобы сделать ее чувствительной к образованию трещин, которые происходят во время сварки.
Нелегированная сталь используется в области строительства, где требуются от металлов высокой прочности. Нелегированной стали прутки используются для укрепления бетонов, для того чтобы сделать ворота, заборы и т. д.
Заключение сплав-это смесь или смеси из двух или более металлических компонентов. Это могут быть однородными или разнородными. Легированная сталь-это вид стали, который включает в себя железо, углерод и некоторые другие элементы, по своему химическому составу. Основное различие между легированной и нелегированной стали заключается в том, что легированная сталь состоит из железа и других элементов во время плавки, а нелегированной стали без дополнительных элементов.
15Л копровые бабы, блоки, ролики, корпусы, поводки, захваты, пильные рамы, детали сварно-литых конструкций с большим объемом сварки, плиты, подушки и другие неответственные детали, работающие под действием средних статических и динамических нагрузок.
35Л станины прокатных станов, зубчатые колеса, тяги, бегунки, задвижки, балансиры, диафрагмы, катки, валки, кронштейны и другие детали, работающие под действием средних статических и динамических нагрузок.
25Л станины прокатных станов, шкивы, траверсы, поршни, буксы, крышки цилиндров, плиты настильные, рамы рольгангов и тележек, мульды, корпусы подшипников, детали сварно-литых конструкций и другие детали, работающие при температуре от —40 до 450 °С под давлением.
20Л шаботы, арматура, фасонные отливки деталей общего машиностроения, изготовляемые методом выплавляемых моделей, детали сварно-литых конструкций и другие детали, работающие при температуре от —40 до 450 °С.
30Л рычаги, балансиры, корпусы редуктора, муфты, шкивы, кронштейны, детали сварно-литых конструкций, чаши и конусы засыпных аппаратов, станины, балки, опорные кольца, бандажи, маховики и другие детали, работающие под действием средних статических и динамических нагрузок.
40Л станины, корпусы, муфты, тормозные диски, шестерни, кожухи, вилки, звездочки и другие детали, работающие при температурах до 400 °С.
45Л станины, зубчатые колеса и венцы, тормозные диски, муфты, кожухи, опорные катки, звездочки и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и высокого сопротивления износу и работающие под действием статических и динамических нагрузок.
50Л шестерни, бегунки, колеса, зубчатые колеса подъемно-транспортных машин, валки крупно-, средне- и мелкосортных станов для прокатки мягкого металла. Сталь применяется в нормализованном или улучшенном состоянии и после поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ.
55Л зубчатые колеса и муфты подъемно-транспортных машин, ходовые колеса, бегунки, зубчатые сектора и венцы, полумуфты, скаты, втулки зубчатых муфт и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твердости.
Легированная и нелегированная сталь: отличия, свойства и области применения
Сталь — популярный конструкционный материал на основе железа. В чистом виде она уже достаточно крепкая, пластичная и износостойкая. Но иногда этих свойств недостаточно. Например, для возведения мостов сталь должна быть особо прочной и устойчивой к коррозии, чтобы выдержать вес автомобилей, воздействие воды, ветра и низких температур. Снабдить материал такими качествами помогает легирование — добавление примесей. Этот процесс позволяет создать огромное количество вариаций стали. Рассказываем о самых популярных и объясняем, зачем необходимо такое разнообразие.
Создание стали начинается с плавления железной руды в конвертерной, мартеновской или электропечи. Там её очищают от веществ, ухудшающих свойства, и добавляют в состав углерод — для прочности и уплотнения материала. Дальше сталь может быть подвергнута легированию, но об этом позднее. Сначала расскажем, какой материал получается уже на этом этапе.
Простой сплав из железа и углерода называют нелегированной или углеродистой сталью. Несмотря на предварительную фильтрацию, в ней всё же можно найти кремний, магний, серу, фосфор, азот и ряд других элементов — очистить руду до идеального состояния технически невозможно. В любом случае, основу материала, то есть более 95%, будет составлять железо. Количество добавочного углерода может варьироваться от 0,05 до 2,14%. Если этого элемента больше, сталь становится чугуном.
Кроме того, любая сталь перед попаданием в работу проходит через раскисление — удаление из сплава оксида железа. Если пропустить этот процесс, материал будет быстрее выходить из строя и хуже поддаваться обработке. Для такой очистки в расплавленную сталь добавляют раскислители (алюминий, кремний, марганец и другие): они вступают в реакцию с кислородом и отделяются от общей массы в виде газа, жидких или твёрдых образований. Затем перед затвердением материала осадок удаляют. В зависимости от протекания этого процесса сталь может быть кипящей, спокойной и полуспокойной.
Углеродистые стали также можно классифицировать по сфере применения:
Конструкционные (с содержанием углерода до 0,8%). То есть все, которые используются для создания конструкций или деталей для них. Такие стали, в зависимости от количества примесей, могут быть обычного качества или качественными — в последних содержание лишних элементов минимальное.
Инструментальные (с содержанием углерода больше 0,8%). Применяются для выплавки инструментов. Они, в свою очередь, делятся на качественные и высококачественные.
Чтобы усилить свойства материала, во время плавления в него вводят новые вещества. Такой процесс называют легированием, а получаемую в итоге сталь — легированной. Дополнительные элементы в составе увеличивают прочность, коррозийную стойкость и другие показатели. Так, добавление к смеси хрома делает из обычной стали нержавеющую, а титан позволяет сделать материал пластичнее.
Всего легирующих элементов 18. В сплав могут вводить как один, так и несколько. Важный момент: если разных примесей будет много, может возникать нестабильность механических характеристик.
В зависимости от процентного количества легирующих элементов, сталь делят на три вида:
Низколегированная. До 2,5% легирующих элементов. Свойства материала необходимые для металлообработки тут практически не меняются, но появляются дополнительные положительные характеристики.
Среднелегированная. До 10% легирующих элементов. Новых свойств больше, но ковкость и свариваемость ниже.
Высоколегированная. Более 10% легирующих элементов. Самые прочные и при этом самые дорогие.
Из-за усложнённого состава легированная сталь стоит значительно дороже. Они, как и углеродистые, могут быть инструментальными или конструкционными, обычными, качественными и высококачественными, а также особовысококачественным.
Углеродистая сталь обозначается буквосочетанием Ст, к которому добавляется цифра: если это сталь обычного качества, она будет говорить об условном номере марки стали, если качественная — о среднем проценте углерода в составе, умноженном на 100. Например, сплав с маркировкой Ст3 — сталь обычного качества с углеродом от 0,14 до 0,22%, а сплав Ст30 — качественная сталь с углеродом от 0,27 до 0,35%.
К названию могут добавляться и другие буквенные значения:
Для создания строительной арматуры часто используются углеродистые стали обычного качества, например, Ст3кп и Ст3пс
В легированных сталях всё несколько иначе. В её маркировке производителю нужно указать не только количество углерода, но и содержание дополнительных элементов. Составляется название по следующей формуле:
На первом месте стоит цифра — это количество углерода, умноженное на 100.
Следом идёт буква — обозначение легирующего элемента.
Опционально после может стоять ещё одна цифра — количество легирующего элемента в составе. Она нужна, только если материала внутри больше 1,5%.
Буква «А» или «Ш» в конце — маркер качества стали. Первую ставят у высококачественных, вторую — у особовысококачественных.
Легирование стали — полезный процесс, который расширяет возможности материала и области его применения. Так, примеси кремния позволяют повысить упругость и износостойкость пружин, присадка магния — сохранить прочность деталей, вынужденных работать на больших скоростях. А без добавления в состав сплава хрома и никеля не удавалось бы создавать качественные и долговечные медицинские инструменты, а также жаропрочные паровые турбины и клапаны двигателей.
Нелегированные же стали решают другие задачи. Они стоят дешевле и нужны для изготовления инструментов и конструкций, которые не используются в сложных условиях. Кроме того, обычно они лучше подходят для сваривания, ковки и литья: легированные во время этих процессов могут выгорать в месте нагрева.
Таким образом, любая сталь хороша, если применять её правильно. Поэтому при выборе важно внимательно изучать состав и свойства материала — понимать, как они повлияют на работу и финальный результат.
Металлургическая продукция
Конструкционная углеродистая сталь - общий термин для разновидностей группы сталей, предназначенных для изготовления заготовок в виде отливок, литья, деталей и узлов для машин и механизмов. Литейные конструкционные стали, с содержанием углерода до 0,7% широко используемые в машиностроении, станкостроении для изготовления корпусных деталей, рам и оснований, деталей, передающих крутящие моменты, выполняющие линейные перемещения, несущие нагрузки на растяжение, изгиб и кручение. В то же время стали с содержание углерода не превышающие 0,25%, используемые для строительных конструкций, должны обладать высокой свариваемостью. Делается различие между углеродистой сталью и высокопрочной низколегированной сталью (менее 5% легирующих элементов); конструкционная сталь выделяется также по назначению (сталь для строительства мостов, для элементов высотных зданий, военной и авиационной техники, а так же заготовки деталей). Конструкционные стали можно получить путем отливки в различные формы (например: шкивы, зубчатые колеса, плиты, корпусные детали и т.д.) тем самым получая, готовые для использования в качестве несущих элементов конструкций машин и самостоятельных элементов.
При изготовлении литья используется ГОСТ 977-88, ГОСТ 21357-87. Припуски и допуски по ГОСТ 26645-85.
Сталь является универсальным материалом. В зависимости от ее чистоты, легирования итермообработки, по-своим свойствам сталь может быть мягкой или твердой, способной к растяжениям, износостойкой, коррозионно-стойкой и жаропрочной.
Конструкционные стали, как правило, подразделяют: углеродистые (нелегированные) и легированные.
Углеродистой (нелегированной) сталью, называют сплавы и сталь,в которых отношение доли углерода составляет от 0.1% до 1.5% углерода и максимальное значение, указанное для любого из следующих элементов не превышает процента: марганец 1.65%, кремния 0.60%, меди 0.60%.
Как группа, углеродистые стали часто производятся и используются в виде отливок. Производство более 85% сталей, является именно углеродистые стали, на данный момент самые доступные и дешевые. Изменения в содержании углерода оказывают наибольшее влияние на механические свойства сталей. Мягкая сталь (с низким содержанием углерода) имеет относительно низкую прочность и способность подвергаться разрыву, а твердость поверхности может быть увеличена путем цементации. В процессе цементации металл нагревается в присутствии материалов содержащие углерод (например: уголь древесный или окись углерода), с целью науглероживания исходного металла. Соответственно, если увеличить содержания углерода, это приведет к увеличению твердости, а также к увеличению прочности стали. Следовательно, углеродистые стали, обычно подразделяются по степени содержания в них углерода: низкоуглеродистые (15Л, 20Л, 25Л), среднеуглеродистые (30Л, 35Л, 40Л, 45Л) и высокоуглеродистые (50Л, 55Л).
Сталь 25Л: станины прокатных станов, поршни, крышки цилиндров, буксы, рольгангов и тележек, траверсы, рамы и различные детали, используемые в работе под давлением и предельных температур.
: рычаги, муфты, балансиры, корпусы редуктора, кронштейны, чаши, опорные кольца, бандажи, станины, балки, маховики и другие детали, используемые под действием различных нагрузок, а так же вибраций.
: зубчатые колеса, тяги, бегунки, станины прокатных станов, задвижки, балансиры, катки, валки, диафрагмы, кронштейны и другие детали, используемые под действием различных нагрузок, а так же вибраций.
: тормозные диски, станины, корпусы, муфты, шестерни, кожухи и др. детали, работающие в цепных передачах.
Сталь 45Л: тормозные диски, муфты, станины, шпиндели, колеса станины, колеса и венцы зубчатые и др. детали, требования к которым отличаются повышенной прочностью, износостойкостью и работающие под действием различных нагрузок, а так же вибраций.
: муфты подъемно-транспортных машин, полумуфты, втулки зубчатых муфт, несущие колеса, разъёмные и зубчатые венцы, скаты и др. детали требования к которым, отличаются повышенной твердостью.
Читайте также: