Сортамент чугунов и сталей

Обновлено: 16.05.2024

В соответствии с ГОСТами приводится следующая классификация сталей
1. В зависимости от содержания углерода: доэвтектоидная - менее 0,8 %; эвтектоидная - 0,8 %; заэвтектоидная - более 0,8 % и менее 2,0 %.
2. По способу производства: кислородно-конвертерная, мартеновская, электросталь.
3. По химическому составу: углеродистая и легированная.
4. По характеру застывания в изложнице: спокойная, полуспокойная и кипящая (кипение обусловлено выделением CO2).
5. По качеству: обыкновенная, качественная, высококачественная и особо высококачественная; отличаются содержанием серы, фосфора и неметаллических примесей.
Фосфор образует твердый раствор замещения с ферритом, повышает твёрдость и снижает пластичность стали, в том числе при низких температурах (хладоломкость). Допустимое содержание - 0,04-0,09 %.
Сера образует в стали FeS. Снижает прочность и пластичность, в том числе при высокой температуре (красноломкость). Допустимое содержание - 0,04-0,07 %.
Кислород образует FeO, вызывает хладо- и красноломкость.
6. По назначению: конструкционные (С < 0,65 %), инструментальные (С = 0,65-1,50 %) и стали с особыми свойствами.
По условиям поставки сталь разделяют на три группы: А - по механическим свойствам; Б - по химическому составу и В - по механическим свойствам с ограничениями по химическому составу.
В строительстве применяются углеродистые стали обыкновенного качества. Марки стали группы А: СтО, Ст 1, Ст 2, Ст 3, Ст 4, Ст 5, Ст 6 и Cт 7. С увеличением номера повышается содержание углерода в стали, а также прочность и твердость, но понижаются пластичность и ударная вязкость.
Сталь группы Б изготавливают тех же марок, что и сталь группы А. Марки стали группы В: ВСm2, ВСm4 и ВСm5.
Наиболее широко в строительстве применяется сталь марки Ст 3, из которой производят стальную арматуру. Стержневую арматурную сталь выпускают диаметром 6-80 мм, изготавливают способом горячей прокатки. По физико-механическим свойствам стержневая арматурная сталь разделяется на шесть классов (А-1, А-2, А-3 и др.). С увеличением класса повышается ее прочность и снижается относительное удлинение. При обозначении класса термически упроченной стали добавляют индекс «Т», например Ат2, АтЗ и др.; при упрочнении стали вытяжкой добавляют индекс «В», например Ав-3. Стержни классов А-2 - А-6 имеют периодический профиль, что улучшает сцепление с цементным камнем.
Выпускают также стальную арматурную проволоку, арматурные сетки и каркасы.
Кроме арматуры производится и профильная сталь - уголок, швеллер, двутавр и др. (рис. 13.20 и рис. А.84).
Из профильной стали изготавливают стальные конструкции зданий и сооружений способом сварки или кепки, а также оконные переплеты промышленных зданий.

Листовая сталь применяется для изготовления гнутых профилей. Оцинкованная листовая сталь является кровельным материалом.
Стальные трубы используются для устройства систем водоснабжения, теплоснабжения, вентилляции.
Мелкие стальные изделия: болты, гайки, шайбы, заклепки, шурупы, винты, гвозди - применяются для разнообразных строительных конструкций.
Металлическая черепица
Кроме листовой оцинкованной стали для устройства кровли применяют металлическую черепицу. Черепица изготавливается из листовой стали, алюминиевых сплавов, меди и латуни.
По форме и назначению металлическая черепица подразделяется на типы: P - рядовая, РПл-1 и РПа-1 - рядовая с отверстиями и без отверстий для крепления, РВн - волнистая, РЧг - чешуйчатая гладкая, РЧр -чешуйчатая ребристая, КПн - коньковая, КПц - полуцилиндрическая (приложение, рис. А.86).
В зависимости от исходной заготовки черепицу изготавливают из:
- оцинкованного листа (О);
- листа с алюминиевым покрытием (АЦ) и алюмокремниевым покрытием (А и AK);
- листа с электролитическим цинковым покрытием (ЭОЦП);
- качественной листовой углеродистой стали (У);
- листового проката алюминиевого сплава (Ал);
- листовой меди (M);
- горячекатаного латунного листа (Л).
В зависимости от защитного покрытия изготавливается черепица:
- без защитного покрытия;
- с односторонним покрытием по лицевой поверхности (С);
- с двухсторонним покрытием (Д).
На черепицу наносятся декоративно-защитные покрытия различных типов:
- лакокрасочное (ЛК);
- полимерное (Пл - пластизол, Пэ - полиэстр и др.);
- анодное покрытие для черепицы из алюминиевого сплава (Ан).
Классификация чугунов
Чугуны классифицируется в зависимости от содержания в них углерода и по назначению.
1. По содержанию углерода:
- доэвтектический - менее 2 %; эвтектический - 4,3 %;
- заэвтектический - более 4,3 % и менее 6,6 %.
2. По назначению:
- передельный, используется для передела в сталь;
- литейный - для отливки изделий.
3. По составу, структуре и степени графитизации.
Белый чугун (твердый, хрупкий) углерод содержит в форме цементита (Fe3C). Белый чугун используется для производства ковкого чугуна и передела в сталь.
Серый чугун образуется при медленном охлаждении расплавленного чугуна. Цементит разлагается с образованием феррита и графита:

Серый чугун может иметь структуру: перлит + графит + феррит и феррит - графит.
Марка серого чугуна: СЧ 120-280, СЧ 150-320, СЧ 180-360 и др. Первая цифра - предел прочности при испытании на разрыв, МПа, вторая - при испытании на изгиб.
Применяются также легированные чугуны, с повышенной твердостью, прочностью, износоустойчивостью.
Ковкий чугун получают путем длительной изотермической выдержки при повышенной температуре. При распаде цементита (графитизации) графит выделяется в форме хлопьев, равномерно распределенных в чугуне. Обладает повышенной деформационной способностью.
Высокопрочный чугун содержит графит сферической формы (глобулы). Получают модифицированием жидкого чугуна магнием, кальцием, селеном. Обладает повышенной прочностью.
Из чугуна изготавливают тюбинги, отопительные радиаторы, трубы и фасонные части к ним, плиты для полов промышленных зданий, печные трубы, а также архитектурно-художественные изделия.

Классификация и маркировка сталей и чугунов

Стали классифицируются по химическому составу, качеству и назначению. По химическому составу классифицируют главным образом конструкционные стали, предназначенные для изготовления деталей машин и металлических конструкций. Конструкционные стали делят на углеродистые и легированные.

Углеродистые стали могут быть

- низкоуглеродистые: С ≤ 0,09 …0,25 %;

- среднеуглеродистые: С ≤ 0,25 …0,45 %;

- высокоуглеродистые: С ≤ 0,45 …0,75 %.

Легированные стали условно подразделяют по содержанию легирующих элементов: низколегированные ≤ 2,5%; среднелегированные – 2,5…10%; высоколегированные – более 10%.

По назначению стали подразделяют на конструкционные, инструментальные и стали и сплавы с особыми свойствами: жаропрочные, кислотостойкие, износостойкие, криогенные, магнитные и др.

По качеству различают стали общего назначения, качественные, высококачественные и особовысококачественные, в последнем случае в маркировке указывается способ выплавки и последующей обработки стали.

Под качеством стали понимают совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства. Однородность химического состава, строения и свойств стали, а также ее технологичность во многом зависят от содержания газов (О₂, Н₂, N₂) и вредных примесей – серы и фосфора.

Стали обыкновенного качества содержат до 0,05% серы и 0,04% фосфора, качественные – не более 0,04% серы и 0,035% фосфора, высококачественные ≤ 0,025% серы и ≤0,025% фосфора, особовысококачественные - ≤ 0,015% серы и ≤ 0,025% фосфора.

Стали углеродистые обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) обозначаются индексом «Ст.» и порядковым номером, например, Ст.1, Ст.2, Ст.3, Ст.5. Чем выше номер в обозначении стали, тем выше ее прочность и ниже пластичность.

По степени раскисления и характеру затвердевания стали классифицируют на спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп). Раскисление – процесс удаления из жидкого металла О₂, проводимый для предотвращения хрупкого разрушения стали при горячей деформации.

Спокойные стали раскисляют М_n, S_i и А_l. Кипящие стали раскисляют только М_n. Перед разливкой в них содержится повышенное количество О₂, который при затвердевании, частично взаимодействуя с углеродом, удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название. Кипящие стали дешевы. Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими.

По структуре - (см. выше) доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные.

Качественные углеродистые стали согласно ГОСТ 1050-88 маркируются цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: сталь 10, сталь 15, …, сталь 80. Содержание серы и фосфора в этих сталях не должно превышать 0,035%. Стали этой группы, содержащие свыше 0,2% С, выпускаются только спокойные.

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-99) с С >0,7% имеют в обозначении букву «У» и цифру, указывающую на содержание углерода в десятых долях процентов: У7, У8,…,У13.

Легированные конструкционные стали (ГОСТ 4543-71) в зависимости от содержания серы и фосфора подразделяются на качественные, высококачественные и особовысококачественные.

Все высоколегированные стали содержат минимальное количество вредных примесей и являются высококачественными. Для придания особых свойств их подвергают дополнительной обработке специальными методами, которые отражены в обозначении сталей в конце наименования марки:

ВD – вакуумно-дуговой переплав,

Ш – электрошлаковый переплав,

ВН – вакуумно-индукционная выплавка,

СШ – обработка синтетическими шлаками.

Маркировка легированных сталей

В основу маркировки легированных сталей положена буквенно – цифровая система (ГОСТ 4543-71). Легирующие элементы обозначаются буквами русского алфавита:

А – азот, Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, Е – селен, К – кобальт, М – молибден, Н – никель, П – фосфор, Р – бор, С – кремний, Т – титан, Ф ванадий, Х – хром, Ц – цирконий, Ч – редкоземельные элементы, Ю – алюминий.

Количество углерода указывается в сотых долях процента цифрой, стоящей в начале обозначения; количество легирующего элемента в процентах указывается цифрой, стоящей после соответствующего индекса. Отсутствие цифры после индекса элемента указывает на то, что его содержание менее 1,5 %.

Высококачественные стали имеют в обозначении букву А, а особовысококачественные – букву Ш. проставляемую в конце. Например, сталь 12Х2Н4А содержит 0,12% углерода, ~ 2% С_r, ~ 4% Ni и менее 0,025% серы и фосфора.

В легированных инструментальных сталях цифра в начале указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента, если его содержание меньше 1% , равно 1% или больше, то цифру не ставят, например: сталь 3Х2В8Ф содержит 0,3 % углерода, а сталь ХВГ – больше 1% углерода.

В маркировке сталей иногда ставят буквы, указывающие на их применение: А – автоматные, Р – быстрорежущие, Ш – шарико-подшипниковые, Э – электротехнические.

Классификация чугунов

Fe- Fe₃C белые чугуны подразделяют на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. Из-за большого количества Fe₃C они твердые (450…550НВ), хрупкие и для изготовления деталей машин не используются. Ограниченное применение имеют отбеленные чугуны – отливки из серого чугуна со слоем белого чугуна в виде твердой корки на поверхности. Из них изготавливают прокатные валки, лемеха плугов, тормозные колодки и другие детали, работающие в условиях износа.

Белые чугуны часто используются для последующего передела в сталь (передельные) или в ковкий чугун (через специальный графитизирующий отжиг-томление, чтобы графит имел хлопьевидную форму).

В промышленности широко применяют серые, высокопрочные и ковкие чугуны, в которых весь углерод или часть его находится в виде графита. Графит обеспечивает пониженную твердость, хорошую обрабатываемость резанием, а также высокие антифрикционные свойства вследствие низкого коэффициента трения. Серые, высокопрочные и ковкие чугуны различаются условиями образования графитовых включений и их формой, что отражается на их механических свойствах, которые в большей степени зависят от структуры механической основы. Прочность, твердость и износостойкость чугунов растут с увеличением количества перлита в металлической основе, которая по всем показателям близка к сталям.

Признаки классификации чугуна:

- по форме включений графита: серый чугун – с пластинчатым или с вермикулярным (завихренным или червеобразным) графитом, ковкий чугун – с хлопьевидным графитом и высокопрочный чугун с шаровидным графитом;

- по характеру металлической основы (матрицы) – с ферритной, феррито-перлитной и перлитной структурой;

По химическому составу: нелегированные чугуны и легированные – специального назначения.

Серыми называются чугуны с пластинчатой формой графита. По химическому составу их разделяют на обычные (нелегированные) и легированные. Обычные серые чугуны: С=2,2…3,7%; Si=1…3%; Мn=0,2…1,1%, Р=0,02…0,3%; S=0,02…0,15%. В небольших количествах: Сr, Ni, С_u.

Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Их получают модифицированием магнием, который вводят в жидкий чугун в количестве 0,02…0,08%. Химический состав: С=3,0…3,6%; Si=1,1…2,9%; Мn=0,3…0,7%, Р≤0,1%; S≤0,02%. Структура: ферритный или перлитный.

В чугунах с вермикулярным графитом структура формируется под действием комплексного модификатора, содержащего магний и редкоземельные металлы. Графит приобретает шаровидную (до 40%) и вермикулярную – в виде мелких тонких прожилок – форму. После модифицирования эти чугуны содержат: С=3,1…3,8%; Si=2,0…3,0%; Мn=0,2…1,0%, Р≤0,08%; S≤0,025%.

Ковкими называются чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Их получат отжигом белых доэвтектических чугунов. Химический состав: С=2,4…2,9%; Si=1,0…1,6%; Мn=0,2…1,0%, Р≤0,18%; S≤0,2%. Структура ферритная и перлитная.

Расшифровка марок сталей и чугунов. Их обознаничение

Расшифровка марок сталей и чугунов? Иногда этот вопрос кажется просто неразрешимым. Еще с университетской скамьи, когда преподают материаловедение, этот вопрос рассматривается как-то скомкано и не всегда понятно, хотя если разобраться все довольно просто.

Сегодня начал искать наиболее полный и в тоже время наиболее сжатый материал по расшифровке марок сталей и чугунов, интернет полнится из сайта в сайт повторяющейся информацией. Наиболее полно на приведенный выше вопрос ответил этот ресурс, а наиболее сжато и доступно, приведенная ниже методическая работа (автора, к сожалению, не нашел):

СОДЕРЖАНИЕ

Расшифровка обозначений марок сталей и чугунов

Изучение принципов обозначения марок сталей и чугунов

Задание:

Ознакомиться с методикой маркировки различных марок сталей и чугунов по методическим указаниям

Дать расшифровку марок сталей и чугунов по карточке индивидуального задания

Сведения из теории

Чугуны. Что такое чугун?

Чугун - сплав железа с углеродом, содержащий более 2,14% углерода, постоянные примеси. Они мало пластичны, не прокатываются и не куются. Чугуны обладают пониженной температурой плавления и хорошими литейными свойствами. За счет этого из чугунов можно делать отливки значительно более сложной формы, чем из сталей

Разновидности чугунов:

В зависимости от того, какой формы присутствует углерод в сплавах, различают:

белые;
серые;
ковкие;
высокопрочные чугуны.

Белый чугун

Такое название он получил по виду излома, который имеет матово-белый цвет. Весь углерод в этом чугуне находится в связанном состоянии в виде цементит.Белые чугуны имеют большую твердость (НВ 450-550) и , как следствие этого, они очень хрупкие и для изготовления деталей машин не используются.

Высокая твердость белого чугуна обеспечивает его износостойкость, в том числе и при воздействии агрессивных сред. Это свойство учитывают при изготовлении из него поршневых колец. Однако белый чугун применяют главным образом для отливки деталей на ковкий чугун, поэтому его называют передельным.

Серый чугун

В сером чугуне углерод находится в виде графита пластинчатой формы..

Серые чугуны маркируются сочетанием букв «С» - серый, «Ч»- чугун и цифрами, которые обозначают временное сопротивление разрыву при растяжении в МПа.

Высокопрочный чугун

Отличительной особенностью высокопрочного чугуна являются его высокие механические свойства, так как структурв углерода в нем -шаровидный графит. Это повышает прочность чугуна и позволяет получить сплавы с достаточно высокой пластичностью и вязкостью.

Обозначение марки включает буквы «В» - высокопрочный, «Ч» - чугун и цифры, обозначающие временное сопротивление разрыву при растяжении в МПа.

Ковкий чугун

Ковкими называют чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Несмотря на свое название, они никогда не подвергаются ковке.

Конфигурация детали из ковкого чугуна определяется формой отливки. Ковкие чугуны маркируют «К» - ковкий, «Ч» - чугун и цифрами.

Первая группа цифр показывает предел прочности чугуна при растяжении, МПа: вторые - относительное удлинение при разрыве в %.

Чугуны со специальными свойствами

В зависимости от назначения различают износостойкие, антифрикционные, жаростойкие и коррозионностойкие чугуны.

Износостойкие (антифрикционные ) чугуны

Обозначают сочетанием букв АЧС, АЧК, АЧВ. Буквы С, К, В обозначают вид чугуна: серый, ковкий, высокопрочный. Цифра обозначает номер чугуна. Для легирования антифрикционных чугунов применяют хром, никель, медь, титан.

Жаростойкие и жаропрочные чугуны

Обозначают набором заглавных букв русского алфавита и следующими за ними букв. Буква «Ч» - чугун.

Буква «Ш», стоящая в конце марки означает шаровидную форму графита. Остальные буквы означают легирующие элементы, а числа, слежующие за ними, соответствуют их процентному содержанию в чугуне.

Жаростойкие чугуны применяют для изготовления деталей контактных аппаратов химического оборудования, работающих в газовых средах при температуре 900-11000 0 С.

Коррозионностойкие чугуны

Короозионностойкие чугуны обладают высокой стойкостью в газовой, воздушной и щелочных средах.Их применяют для изготовления деталей узлов трения, работающих при повышенных температурах.

Примеры обозначения и расшифровки чугунов:

СЧ15 - серый чугун, временное сопротивление при растяжении 150Мпа.

КЧ45-7 - ковкий чугун, временное сопротивление при растяжении 450Мпа, относительное удлинение 7%.

ВЧ70 - высокопрочный чугун, временное сопротивление при растяжении 700 МПА

АЧВ - 2 - антифрикционный высокопрочный чугун, номер 2.

ЧН20Д2ХШ - жаропрочный высоколегированный чугун, содержащий никеля 20%, 2% меди, 1% хрома, остальное - железо, углерод, форма графита - шаровидная

ЧС17 - коррозионностойкий кремниевый чугун, содержащий 17% кремния, остальное -железо, углерод.

Стали. Что такое сталь?

Сталь - сплав железа с углеродом, содержащий углерода не более 2,14 %, а также ряд других элементов

Классификация сталей

Для правильного прочтения марки необходимо учитывать ее место в классификации стали по химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления

По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.
Стали по назначению делят на конструкционные, инструментальные и стали специального назначения с особыми свойствами.
Стали по качеству классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.
Классификация по степени раскисления. Стали по степени раскисления классифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие.

Таблица 1. - Классификация сталей

Конструкционные стали - стали, предназначенные для изготовления различных деталей, узлов механизмов и конструкций.

Инструментальные стали - стали, применяемые для обработки материалов резанием или давлением, а также для изготовления измерительного инструмента

Специальные стали — это высоколегированные (свыше 10%) стали, обладающие особыми свойствами - коррозионной стойкостью, жаростойкостью, жаропрочностью, износостойкостью и др.

Углеродистые стали

К углеродистым сталям относят стали, не содержащие специально введенные легирующие элементы.

Конструкционные углеродистые стали

Стали углеродистые обыкновенного качества (сталь с достаточно высоким содержанием вредных примесей S и P) обозначают согласно ГОСТ 380-94.

Эти наиболее широко распространенные стали поставляют в виде проката в нормализованном состоянии и применяют в машиностроении, строительстве и в других отраслях.

Углеродистые стали обыкновенного качества обозначают буквами Ст и цифрами от 0 до 6. Цифры—это условный номер марки. Чем больше число, тем больше содержание углерода, выше прочность и ниже пластичность.

Перед символом Ст указывают группу гарантированных свойст: А, Б, В. Если указание о группе отсутствует, значит предполагается группа А. Например, СТ3; БСт4; ВСт2.

После номера марки стали указывают степень раскисления: кп -кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная сталь. Например, ВСтЗпс.

Таблица 2. - Структура обозначения углеродистых сталей

Группа стали

Обозначение

Номер стали

Степень
раскисления

Таблица 3. Значение букв и цифр, употребляющихся при маркировке сталей обыкновенного качества

Расшифровка обозначения

Группа сталей, поставляемая с гарантированными механическими свойствами. Обычно при обозначении сталей букву А опускают

Группа сталей, поставляемая с гарантированным химическим составом

Группа сталей, поставляемая с гарантированными химическим составом и механическими свойствами

Сокращенное обозначение термина «сталь»

Условные марки стали

Наличие буквы Г после номера стали означает повышенное содержание марганца

Сталь «кипящая», раскисленная только ферромарганцем

Сталь «полуспокойная», раскисленная ферромарганцем и алюминием

Сталь «спокойная», то есть полностью раскисленная.

Примеры обозначения и расшифровки конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества:

БСТ2кп - сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, группы Б, поставляемая с гарантированным химическим составом, номер 2, кипящая.

СТ5Гпс - сталь конструкционная обыкновенного качества , группы , поставляемая с гарантированными механическими свойствами, номер 5, содержание марганца до 1%, полуспокойная.

ВСтЗсп - сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, группы В, поставляемая с гарантированным химическим составом и механическими свойствами, номер 3, спокойная.

Обозначение углеродистых качественных конструкционных сталей

Качественная конструкционная сталь - сталь с заметно меньшим содержанием серы, фосфора и других вредных примесей. Обозначается согласно ГОСТ 1050-88.

Сталь маркируют двузначными числами, которые обозначают содержание углерода в сотых долях процента, и поставляют с гарантированными показателями химического состава и механических свойств. По степени раскисления сталь подразделяют на кипящую (кп), полуспокойную (пс), спокойную (без указания индекса). Буква Г в марках сталей указывает на повышенное содержание марганца (до 1%).

Примеры обозначения и расшифровки углеродистых качественных конструкционных сталей:

Сталь 05кп -сталь конструкционная низкоуглеродистая, качественная, содержащая углерода 0,05%, кипящая.

Сталь 25 - сталь конструкционная низкоуглеродистая, качественная, содержащая углерода 0,25%, спокойная.

Сталь 60Г - сталь конструкционная среднеуглеродистая, качественная, содержащая углерода 0,6%, марганца 1%, спокойная.

Автоматные стали. Обозначение и маркировка автоматных сталей

По ГОСТ 1414-75 эти стали маркируют буквой А и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Применяют следующие марки автоматной стали: А12,А20, АЗО, А40Г. Из стали А12 готовят неответственные детали, из стали других марок — более ответственные детали, работающие при значительных напряжениях и повышенных давлениях. Сортамент автоматной стали предусматривает изготовление сортового проката в виде прутков круглого, квадратного и шестигранного сечений. Эти стали не применяют для изготовления сварных конструкций.

Котельные стали. Стали листовые для котлов и сосудов, работающих под давлением, применяют для изготовления паровых котлов, судовых топок, камер горения газовых турбин и других деталей. Они должны работать при переменных давлениях и температуре до 450"С. Кроме того, котельная сталь должна хорошо свариваться. Для получения таких свойств в углеродистую сталь вводят технологическую добавку (титан) и дополнительно раскисляют ее алюминием. Выпускают следующие марки углеродистой котельной стали 12К, 15К, 16К, 18K.20K.22Kc содержанием в них углерода от 0,08 до 0,28%. Эти стали поставляют в виде листов с толщиной до 200 мм и поковок в состоянии после нормализации и отпуска.

Примеры обозначения и расшифровка автоматных сталей :

АС12ХН - сталь автоматная легированная, низкоуглеродистая, содержащая 0,12 % углерода, 1% хрома и никеля.

Инструментальные углеродистые стали

Обозначение и маркировка инструментальных углеродистых сталей

Инструментальный углеродистые стали маркируют в соответствии с ГОСТ 1435-90.

Инструментальные углеродистые стали выпускают следующих марок: У7.У8ГА.У8Г, У9, У 10, У 11, У 12 и У 13. Цифры указывают на содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г после цифры означает, что сталь имеет повышенное содержание марганца. Марка инструментальной углеродистой стали высокого качества имеет букву А.

Примеры обозначения и расшифровки

У12 - сталь инструментальная, высокоуглеродистая, содержащая 1,2% углерода, качественная.

У8ГА - сталь инструментальная, высокоуглеродистая, содержащая 0,8% углерода, 1% марганца, высококачественная

У9А - сталь инструментальная, высокоуглеродистая, содержащая 0,9% углерода, высококачественная.

Легированные стали

Легированной называют сталь со специально введенным одним или более легирующим элементом.

Обозначение и маркировка легированных сталей

Легированные стали маркируются комбинацией цифр и заглавных букв алфавита. В обозначении нет слова «сталь» или символа «Ст». Например, 40Х, 38ХМ10А, 20Х13. Первые две цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента. Следующие буквы являются сокращенным обозначением элемента. Цифры, стоящие после букв, обозначают содержание этого элемента в целых процентах. Если за буквой не стоит цифра, значит содержание этого элемента до 1%.

Классификация и маркировка сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов

В производстве сварных конструкций используются различные стали и сплавы. Знание основ материаловедения очень важно при изучении дисциплин по специальности 150415 Сварочное производство.

Особое внимание в изучении дисциплины «Материаловедение» уделяется вопросам классификации и маркировки сталей, чугунов и различных сплавов. В пособии изложена систематизированная классификация основных металлических сплавов и их маркировка, приведены многочисленные примеры марок каждой группы сплавов, а также краткое описание и применение этих конструкционных материалов.

I КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ 3

II КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ 9

III КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ 11

IV КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ 14

I КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% углерода.

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

Углеродистые стали

Стали классифицируют по различным признакам. Рассмотрим следующие основные признаки:

1.1.1 Химический состав, содержание углерода в стали

1) Низкоуглеродистые стали – содержание углерода до 0,25%.

2) Среднеуглеродистые – содержание углерода составляет 0,25-0,60%.

3) Высокоуглеродистые – содержание углерода превышает 0,6%.

Назначение

По назначению углеродистые стали классифицируют на:

1) конструкционные, которые подразделяются на строительные - содержащие до 0,25% углерода и машиностроительные - содержащие углерода от 0,25 до 0,65%.

2) инструментальные - содержание углерода в них более 0,65%, предназначены для изготовления режущего, измерительного инструментов.

3) с особыми физическими свойствами - специальные - автоматные стали – это низкоуглеродистые стали, имеющие повышенное содержание серы и фосфора, хорошо обрабатываются на токарных станках- автоматах и полуавтоматах. Эти стали маркируются буквой «А» и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента:

Пример: А12- автоматная сталь, содержащая 0,12% С.

Качество

Качество стали в основном зависит от содержания вредных примесей: серы и фосфора. По этому признаку стали подразделяют:

1) стали обыкновенного качества, содержащие до 0,06% S и до 0,07% Р. Эти стали маркируются буквами «Ст».

2) качественные - содержит до 0,035% серы и до 0,035% фосфора.

В марках качественных сталей буквы перед цифрами отсутствуют.

Качественные стали маркируют следующим образом: в начале марки указывают содержание углерода:

а) в сотых долях процента для конструкционных сталей, содержащих до 0,65%С.

Например: 60сп. – сталь углеродистая, конструкционная, качественная, спокойная, содержит 0,60%С.

б) в десятых долях процента для углеродистых инструментальных сталей, которые дополнительно маркируются буквой «У»

Например: У7 – углеродистая, инструментальная, качественная сталь, спокойная (все инструментальные стали хорошо раскислены) содержащая 0,7% углерода.

3) высококачественные - до 0,025% серы и до 0,025% фосфора.

В конце марки ставится буква «А».

Степень раскисления

Раскисление – это процесс удаления из жидкого металла кислорода.

Сталь раскисляют алюминием, марганцем, кремнием.

По степени раскисления существуют:

1. Спокойные стали, т. е. полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами «сп» в конце марки.

2. Кипящие стали, плохо раскисленные, маркируются буквами «кп».

3. Полуспокойные стали, занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими; обозначаются буквами «пс».

1.1.5 Способы выплавки стали (для сталей обыкновенного качества)

1. Мартеновский способ выплавки – в начале марки указывают букву «М».

2. Конвертный способ – в марке присутствует буква «К».

3. Бессемеровский способ – буква «Б».

4. Электрический способ – буква «Э» - электросталь.

1.1.6 Группы поставки гарантии свойств и качества (для сталей обыкновенного качества)

1. Сталь группы А – поставляется потребителям по механическим свойствам, без уточнения химического состава. Стали этой группы маркируются буквами «Ст» и цифрами 0,1,2,3,4,5,6.Цифра означает номер марки и содержание углерода в десятых долях процентов.

2. Сталь группы Б – поставляется потребителям с гарантируемым химическим составом. Химический состав во многом зависит от способа выплавки стали. Если в марке стали присутствует одна из букв (М, К, Б) значит это сталь группы Б – гарантированы химические свойства.

3. Сталь группы В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. Их маркируют индексом В.

1.1.7 По содержанию в стали марганца (для качественных и высококачественных сталей)

I группа - с нормальным содержанием марганца (Mn)

II группа – с повышенным содержанием марганца (Mn) (в конце присутствует буква «Г»).

Примеры расшифровок марок углеродистых сталей

Ст 2 – низкоуглеродистая, конструкционная, строительная, обыкновенного качества, группа А – гарантированы механические свойства, содержит 0,2%С.

ВМСт5– среднеуглеродистая сталь, конструкционная, машиностроительная, обыкновенного качества, группы В – гарантированы механические и химические свойства, мартеновский способ выплавки, 0,5%С.

У7А – высокоуглеродистая, инструментальная, высококачественная, с нормальным содержанием марганца, 0,7%С.

08кп- - низкоуглеродистая, конструкционная, строительная, качественная, кипящая, с нормальным содержанием марганца, 0,08%С

А12 – низкоуглеродистая, специальная автоматная, качественная, 0,12%С.

Легированные стали

Элементы, специально вводимые в сталь в определенных количествах с целью изменения ее строения и свойств, называются легирующими элементами. Стали, в которые добавляют легирующие элементы, называются легированными.

Легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначают русскими буквами.

Ч – редкоземельные металлы

Для легированных сталей принята следующая классификация:

Содержание легирующих элементов

а) Низколегированные стали – суммарное содержание легирующих элементов до 2,5%.

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

в) Высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов

а) Конструкционная сталь – содержащая до 0,65% углерода.

б) Инструментальная сталь – содержит углерода 0,70% до 1,2%.

в) С особыми химическими и физическими свойствами. К этой группе относятся стали, содержащие хотя бы один легирующий элемент, но свыше 10%.

а) Качественные стали

б) Высококачественные – в конце марки указывается буква “А”

Первые цифры в маркировке легированных сталей указывают среднее содержание углерода (если однозначная цифра – в десятых долях, если двухзначная цифра – то в сотых долях процента).

Если цифра перед буквами отсутствует, то содержание углерода приблизительно равно 1%.

Буквы указывают на присутствие того или иного легирующего элемента. Цифры, идущие после букв указывают среднее содержание данного легирующего элемента. Если содержание элемента равно ~ 1%, то цифра отсутствует.

7ХФ - низколегированная сталь; инструментальная, качественная; содержит 0,7%С; 1% хрома; 1% ванадия.

ХВСГ – среднелегированная сталь, инструментальная, качественная, содержит 1%С, 1% хрома; 1% вольфрама; 1% кремния; 1% марганца.

12Х18Н9Т - высоколегированная сталь; с особыми химическими свойствами (жаростойкая), качественная; содержит: 0,12%С, 18% хрома; 9% никеля, 1% титана.

38ХНЗМФА – среднелегированная сталь, конструкционная, высококачественная, содержит: 0,38% С, 1% хрома; 3% никеля, 1% молибдена, 1% ванадия.

Отдельные группы легированных сталей маркируют несколько иначе:

Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами «ШХ», после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента.

Например: ШХ6 – низколегированная шарикоподшипниковая сталь, инструментальная, качественная, углерода до 1%, хрома- 0,6%

Быстрорежущие стали (сложнолегированные) ГОСТ 19265-73 обозначают буквой «P» (от англ. Rapid- быстрый), цифра стоящая за ней, показывает среднее содержание вольфрама - основного легирующего элемента. Среднее содержание углерода и хрома во всех быстрорежущих сталях составляет соответственно 1% и 4%, поэтому в марке оно не указывается. Содержание остальных легирующих элементов указывается, как обычно, в цифрах, стоящих за их буквенным обозначением.

Например: Р9К10 – высоколегированная, инструментальная, быстрорежущая сталь, качественная; содержащая 1% углерода, 9% вольфрама; 10% кобальта, 4% хрома

Медь и ее сплавы

Техническая чистая медь обладает высокими пластичностью и коррозийной стойкостью, малым удельным электросопротивлением и высокой теплопроводностью.

По чистоте медь подразделяют на следующие группы (ГОСТ 859-78):

M00 – содержание меди не менее 99, 99 %,

М0 - содержит 99,95% меди,

М1 – содержание меди 99, 9% ,

М2 - содержание меди 99,7 %,

М3 - содержание меди 99,5%,

М4 - содержание меди 99,0 %.

По химическому составу сплавы меди подразделяют на латуни и бронзы. По способу обработки: – на литейные, деформируемые.

Сплавы маркируют следующим образом:

Л- латунь, Бр- бронза ; затем следуют буквы , обозначающие основные химические элементы , образующие сплав :

Ц- цинк Ср – серебро

Ф – фосфор С- свинец

Цифры, следующие за буквами, указывают количество данного элемента в процентах.

4.1.1 Латунь ( ГОСТ 15527-70; ГОСТ 17711-80) –сплав меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками - алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца.

Например: Л- 63- латунь, содержит 63% меди и 37% цинка.

ЛАМш 77-2-0,05 –латунь, содержащая 77% меди , 2% алюминия, 0,055 мышьяка, остальное - цинк.

4.1.2 Бронза – это сплавы меди с оловом, свинцом, алюминием, кремнием и другими элементами. По химическому составу бронзы подразделяют на оловянные и специальные.

Бр А9Мц2Л – бронза, содержащая 9% алюминия, 2% марганца, остальное – медь. Л- указывает, что сплав литейный.

Алюминий и его сплавы

Алюминий – легкий металл, с плотностью 2,7 г/см3, обладающий высокими тепло – и электропроводимостью, стойкий к коррозии.

В зависимости от степени чистоты различают: (ГОСТ11069-74)

Алюминий особой чистоты А999.

Алюминий высокой чистоты А995; А99; А97; А 95

Алюминий технической чистоты А85; А8; А7; А6; А5; А0.

Алюминий маркируют буквой «A» и цифрами, обозначающими доли процента свыше 99,0%. Буква «E» обозначает повышенное содержание железа и пониженное содержание кремния.

А999 – алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999% алюминия.

А5 – алюминий технической чистоты, в котором содержится 99,5 % алюминия.

А7Е – алюминий технической чистоты, в котором содержится 99,7% алюминия, повышенное содержание железа и пониженное содержание кремния.

Алюминиевые сплавы разделяют на деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо обрабатываются прокаткой, ковкой, штамповкой. К деформируемым алюминиевым сплавам, не упрочняемым термообработкой относятся сплавы системы Al-Mn; Al-Mg – АМц; АМцС; АМг1; АМг4,5; АМг6. Аббревиатура включает в себя начальные буквы, входящие в состав сплава компонентов и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в процентах. К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой относятся сплавы, системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюны, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного химического состава. Дуралюмины маркируются буквой «Д» и порядковым номером, например: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8. Чистый деформируемый алюминий обозначается буквами «АД» и условным обозначением степени его чистоты: АД04 (>99.98% Al), АД000(>99.80% Al), АД0 (99,5% Al), АД1 (99,3% Al), АД(>98.80% Al).

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 2685-75) обладают хорошей жидкотекучестью, имеют сравнительно небольшую усадку и предназначены в основном для фасонного литья. Эти сплавы маркируются: «АЛ» с последующим порядковым номером.

Например: АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛ30.

Титан и его сплавы

Титан – тугоплавкий металл с невысокой плотностью (ρ =4,5 г/см3). Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40%

Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, однако обработка резанием затруднена. Титан отличается высокой химической стойкостью.

Титан почти всегда легируют алюминием, хромом, молибденом, которые повышают его прочность и жаропрочность.

Сплавы титана обозначают буквами «ВТ» или «ОТ», после которых ставят условный номер сплава (ГОСТ 19807 -74)

Химический состав сплава ОТ4-О: 0,2 – 1,4% AI, 0,2 – 1,3% Mn, остальное титан.

ВТ-6: 5,3 – 6,8% AI, 3,5-5,3 % V, остальное Ti

Примеры марок титановых сплавов:

ВТ1-00, ВТЗ- 1; ВТ4; ВТ8; ВТ14.

Магний и его сплавы

Магний – легкий металл серебристо-белого цвета. Плотность равна 1,74 г/см3, температура плавления 651 0С. Магний и его сплавы неустойчивы против коррозии, при повышении температуры Mg интенсивно окисляется и даже самовоспламеняется. Он обладает малой прочностью и пластичностью, поэтому как конструкционный материал чистый магний не используется.

Для повышения химико–механических свойств в магниевые сплавы вводят алюминий, цинк, марганец и др. легирующие добавки.

По способу обработки различают литейные (ГОСТ 2856 –79) и деформируемые (ГОСТ 14957 – 76) сплавы магния.

Литейные магниевые сплавы обозначают буквами «МЛ», а деформируемые – «МА». Цифры, состоящие за буквами, означают условный номер по ГОСТу.

МЛЗ – магниевый литейный сплав № 3

МА14- магниевый деформируемый сплав № 14.

1 Геллер Ю.А. Рахштадт А.Г. Материаловедение. – М.: Металлургия, 1983.

2 Мозберг Р.К. Материаловедение. Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1991.

3 Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. – М.: Высшая школа, 1978.

4 Сидорин И.И., Косолапов Г.Ф., Макарова В.И. Основы материаловедения. Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1976.

Классификация и маркировка сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов

Читайте также: