Справочник по механическим свойствам сталей

Обновлено: 15.05.2024

Таблица 9. Механические характеристики: для углеродистых и низколегированных сталей - табл.1 и 2, для теплоустойчивых хромистых сталей - табл.3 и 4, для жаропрочных, жаростойких и коррозионностойких сталей аустенитного и аустенито-ферритного класса - табл.5 и 6

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С	Расчетное значение предела текучести R_e, МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
ВСт3		09Г2С, 16ГС		20 и 20К	10	10Г2, 09Г2	17ГС, 17Г1С, 10Г2С1
толщина, мм
до 20	свыше 20	до 32	свыше 32	до 160
20	250 (2500)	210 (2100)	300 (3000)	280 (2800)	220 (2200)	195 (1950)	270 (2700)	280 (2800)
100	230 (2300)	201 (2010)	265,5 (2655)	240 (2400)	213 (2130)	188 (1880)	240 (2400)	240 (2400)
150	224 (2240)	197 (1970)	256,5 (2565)	231 (2310)	209 (2090)	183 (1830)	231 (2310)	231 (2310)
200	223 (2230)	189 (1890)	247,5 (2475)	222 (2220)	204 (2040)	177 (1770)	222 (2220)	222 (2220)
250	197 (1970)	180 (1800)	243 (2430)	218 (2180)	198 (1980)	168 (1680)	218 (2180)	218 (2180)
300	173 (1730)	162 (1620)	226,5 (2265)	201 (2010)	179 (1790)	150 (1500)	201 (2010)	201 (2010)
350	167 (1670)	147 (1470)	210 (2100)	185 (1850)	159 (1590)	132 (1320)	185 (1850)	185 (1850)
375	164 (1640)	140 (1400)	199,5 (1995)	174 (1740)	147 (1470)	123 (1230)	162 (1620)	174 (1740)
400	-	-	183 (1830)	158 (1580)	-	-	-	158 (1580)
410	-	-	-	156 (1560)	-	-	-	156 (1560)
420	-	-	-	138 (1380)	-	-	-	138 (1380)

Таблица 10

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С	Расчетное значение временного сопротивления R_m МПа (кгс/с 2 ), для сталей марок
ВСт3		09Г2С, 16ГС		20 и 20К	10	10Г2, 09Г2, 17ГС, 17Г1С, 10Г2С1,
толщина, мм
до 20	свыше 20	до 32	свыше 32	до 160
20	460 (4600)	380 (3800)	470 (4700)	440 (4400)	410 (4100)	340 (3400)	440 (4400)
100	435 (4350)	360 (3600)	425 (4250)	385 (3850)	380 (3800)	310 (3100)	385 (3850)
150	460 (4600)	390 (3900)	430 (4300)	430 (4300)	425 (4250)	340 (3400)	430 (4300)
200	505 (5050)	420 (4200)	439 (4390)	439 (4390)	460 (4600)	382 (3820)	439 (4390)
250	510 (5100)	435 (4350)	444 (4440)	444 (4440)	460 (4600)	400 (4000)	444 (4440)
300	520 (5200)	440 (4400)	445 (4450)	445 (4450)	460 (4600)	374 (3740)	445 (4450)
350	480 (4800)	420 (4200)	441 (4410)	441 (4410)	430 (4300)	360 (3600)	441 (4410)
375	450 (4500)	402 (4020)	425 (4250)	425 (4250)	410 (4100)	330 (3300)	425 (4250)

Таблица 11

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С	Расчетное значение предела текучести R_p0,2, МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
12МХ	12ХМ	15ХМ	15Х5М	15Х5М-У
20	220 (2200)	220 (2200)	233 (2330)	220 (2200)	400 (4000)
100	219 (2190)	219 (2190)	230 (2300)	210 (2100)	352,5 (3525)
150	218 (2180)	218 (2180)	229 (2290)	207 (2070)	345 (3450)
200	217,5 (2175)	217,5 (2175)	228 (2280)	201 (2010)	337,5 (3375)
250	217,5 (2175)	217,5 (2175)	228 (2280)	190 (1900)	330 (3300)
300	212 (2120)	212 (2120)	220 (2200)	180 (1800)	315 (3150)
350	206 (2060)	206 (2060)	213 (2130)	171 (1710)	300 (3000)
375	202 (2020)	202 (2020)	210 (2100)	164 (1640)	270 (2700)
400	198 (1980)	198 (1980)	205 (2050)	158 (1580)	255 (2550)
410	195 (1950)	195 (1950)	204 (2040)	155 (1550)	240 (2400)
420	194 (1940)	194 (1940)	202 (2020)	152 (1520)	225 (2250)

Таблица 12

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С	Расчетное значение временного сопротивления R_m, МПа (кгс/ см 2 ), для сталей марок
12МХ	12ХМ	15ХМ	15Х5М	15Х5М-У
20	450 (4500)	450 (4500)	450 (4500)	400 (4000)	600 (6000)
100	440 (4400)	440 (4400)	440 (4400)	380 (3800)	572 (5720)
150	434 (4340)	434 (4340)	434 (4340)	355 (3550)	555 (5550)
200	430 (4300)	430 (4300)	430 (4300)	330 (3300)	535 (5350)
250	440 (4400)	437 (4370)	437 (4370)	320 (3200)	520 (5200)
300	454 (4540)	445 (4450)	445 (4450)	318 (3180)	503 (5030)
350	437 (4370)	442 (4420)	442 (4420)	314 (3140)	492 (4920)
375	427 (4270)	436 (4360)	436 (4360)	312 (3120)	484 (4840)
400	415 (4150)	426 (4260)	426 (4260)	310 (3100)	472 (4720)
410	413 (4130)	424 (4240)	424 (4240)	306 (3060)	468 (4680)
420	410 (4100)	421 (4210)	421 (4210)	300 (3000)	462 (4620)

Таблица 13

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С	Расчетное значение предела текучести R_p0,2, МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
08Х18Г8Н2Т (КО-3)	07Х13АГ20 (ЧС-46)	02Х8Н22С6 (ЭП-794)	15Х18Н12С4ТЮ (ЭИ-654)	08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т	06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ
20	350 (3500)	350 (3500)	200 (2000)	350 (3500)	350 (3500)	220 (2200)
100	328 (3280)	260 (2600)	160 (1600)	330 (3300)	300 (3000)	207 (2070)
150	314 (3140)	230 (2300)	150 (1500)	310 (3100)	290 (2900)	195 (1950)
200	300 (3000)	200 (2000)	135 (1350)	300 (3000)	283 (2830)	186 (1860)
250	287 (2870)	190 (1900)	125 (1250)	280 (2800)	250 (2500)	175 (1750)
300	274 (2740)	180 (1800)	115 (1150)	270 (2700)	240 (2400)	165 (1650)
350	-	170 (1700)	-	-	-	160 (1600)
375	-	165 (1650)	-	-	-	157,5 (1575)
400	-	160 (1600)	-	-	-	155 (1550)

Таблица 14

Расчетная температура стенки сосуда, или аппарата, °С	Расчетное значение временного сопротивления R_m, МПа (кгс/с 2 ), для сталей марок
08Х18Г8Н2Т (КО-3)	07Х13АГ20 (ЧС-46)	02Х8Н22С6 (ЭП-794)	15Х18Н12СЧТЮ (ЭИ-654)	06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ
20	600 (6000)	670 (6700)	550 (5500)	700 (7000)	550 (5500)
100	535 (5350)	550 (5500)	500 (5000)	640 (6400)	527,5 (5275)
150	495 (4950)	520 (5200)	480 (4800)	610 (6100)	512,5 (5125)
200	455 (4550)	490 (4900)	468 (4680)	580 (5800)	500 (5000)
250	415 (4150)	485 (4850)	450 (4500)	570 (5700)	490 (4900)
300	375 (3750)	480 (4800)	440 (4400)	570 (5700)	482,5 (4825)
350	-	465 (4650)	-	-	478 (4780)
375	-	458 (4580)	-	-	474 (4740)
400	-	450 (4500)	-	-	470 (4700)

Таблица 15

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С	Расчетное значение предела текучести R_p1,0, МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т*, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т	08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т*, 08Х17Н13М2Т, 08Х17Н15М3Т	03Х21Н21М4ГБ	03Х18Н11	03Х17Н14М3
20	276 (2760)	252 (2520)	270 (2700)	240 (2400)	230 (2300)
100	261 (2610)	234 (2340)	260 (2600)	200 (2000)	210 (2100)
150	252 (2520)	222 (2220)	257 (2570)	187,5 (1875)	195 (1950)
200	240 (2400)	210 (2100)	257 (2570)	180 (1800)	180 (1800)
250	231 (2310)	198 (1980)	250 (2500)	173 (1730)	170 (1700)
300	222 (2220)	184,5 (1845)	223 (2230)	168 (1680)	155 (1550)
350	216 (2160)	169,5 (1695)	215 (2150)	162 (1620)	152 (1520)
375	210 (2100)	162 (1620)	212 (2120)	160 (1600)	135 (1350)
400	205,5 (2055)	154,5 (1545)	210 (2100)	160 (1600)	130 (1300)
410	204 (2040)	153 (1530)	-	160 (1600)	125 (1250)
420	202,5 (2025)	151,5 (1515)	-	160 (1600)	123 (1230)
430	201 (2010)	150,75 (1508)	-	160 (1600)	122 (1220)
440	199,5 (1995)	150 (1500)	-	160 (1600)	121 (1210)
450	198 (1980)	148,5 (1485)	-	160 (1600)	120 (1200)
460	196,5 (1965)	147 (1470)	-	-	-
470	195 (1950)	146 (1460)	-	-	-
480	193,5 (1935)	145,5 (1455)	-	-	-
490	192 (1920)	144 (1440)	-	-	-
500	190,5 (1905)	142,5 (1425)	-	-	-
510	189 (1890)	141 (1410)	-	-	-
520	187,5 (1875)	139,5 (1395)	-	-	-
530	186 (1860)	138 (1380)	-	-	-

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Примечание. Предел текучести для поковок, сортового проката и труб при 20 °С следует принимать:

- для поковок из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т - для поковок и сортового проката из стали марки 08Х18Н10Т

- для сортового проката из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т - 1,15 R 20 _р0,2 (сорта);

- для поковок из стали марок 03Х17Н14М3, 03Х18Н11 - для сортового проката из стали марки 03Х18Н11 - для труб из стали марки 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35)

- для поковок из стали марки 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) - 1,08 R 20 _р0,2 (поковки), где R_р0,2 - предел текучести материала поковок определен по ГОСТ 25054 (по согласованию).

Таблица 16

_____________ * Для сталей 08Х17Н13М2Т, 08Х17Н15М3Т предел текучести при 20 °С равен 200 (2000) МПа (кгс/см 2 ).

**Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т. - Примечание изготовителя базы данных.

Примечания: 1. Для поковок из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т пределы текучести, приведенные в табл.16, умножают на 0,83.

2. Для сортового проката из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т пределы текучести, приведенные в табл.16, умножают на отношение

где R*_p0,2 - предел текучести материала сортового проката определен по ГОСТ 5949.

3. Для поковок и сортового проката из стали марки 08Х18Н10Т пределы текучести, приведенные в табл.16, умножают на 0,95.

4. Для поковок из стали марки 03Х17Н14М3 пределы текучести, приведенные в табл.16, умножают на 0,9.

5. Для поковок из стали марки 03Х18Н11 пределы текучести, приведенные в табл.16, умножают на 0,9; для сортового проката из стали марки 03Х18Н11 пределы текучести умножают на 0,8.

6. Для труб из стали марки 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) пределы текучести, приведенные в табл.16, умножают на 0,88.

7. Для поковок из стали марки 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) пределы текучести, приведенные в табл.16, умножают на отношение

где R*_p0,2 - предел текучести материала поковок определен по ГОСТ 25054 (по согласованию).

Механические свойства стали и сплавов в зависимости от температуры испытания

Поиск и выбор механических свойств для различных марок сталей и сплавов по таблице, в зависимости от температуры испытания °C. В таблице использованы справочники [1].

Таблица. Механические свойства в зависимости от температуры испытания

в состоянии поставки

прокат в горячекатаном

состоянии толщиной до

затем нагрев до 650°C,

Лист толщиной 100 мм.

отпуск 610–630°C, 5 ч;

сечением 320 мм; масса 77 т.

продольное, место вырезки –

с глубины ≥ 1/3 толщины

320 мм; масса 77 т.

Поковка-плита толщиной 340 мм;

продольное, место вырезки с

610–630°C, 5ч; 640–660°C, 10 ч.

340 мм; масса 32 т.

продольное, место вырезки

Отпуск 690–700°C, с печью.

диаметром 755–915 мм, толщиной

35–110 мм, втулка

диаметром 115–400 мм.

Скорость перемещения захватов

Образец диаметром 10 мм,

Отпуск 670–690°C, 8 ч.

Отпуск 200°C, 3 ч.

Образцы вырезались из

Отпуск 600°C, 30 мин

Отпуск 690°C, 5 ч.

Закалка 860°C, масло.

Отпуск 640°C, 2 ч.

(ЭИ 415,

600–1000 мм, толщина

Закалка 1000°C, масло.

Отпуск 670°C, охлаждение

с печью до 150°C.

Поковка ротора из слитка 47 т,

(12Х5МА,

(9Х18,

обработка холодом – 70°C.

Лист толщиной 150 мм,

(4Х10С2М,

Закалка 1050°C, масло.

Отпуск 680°C, 3 ч.

Отпуск 720–730°C, 3 ч.

(трубная заготовка диаметром

(2Х11МФБН,

со скоростью 30°C⁄ч.

с печью или на воздухе.

Листовой прокат до

(ЭИ 802,

Отпуск 700°C, воздух.

(сортовой прокат диаметром

Лист, поковки до

(Ш),

10Х12Н3М2ФА-А

диаметром 2000 мм,

(Х14Г14Н3Т,

Отпуск 610°C, 20 ч.

воздух; 2-я нормализация

800°C, 16 ч, воздух.

2-я нормализация 800°C,

Старение 450°C, 3000 ч.

Старение 750°C, 5 ч.

Старение 750°C, 25 ч.

20–25 ч, охлаждение

с печью до 200°C.

Отпуск 730–750°C, 16 ч,

(ЭИ 405,

Старение 750°C, 10–12 ч.

(1Х16Н14В2БР,

закалка 960–980°C, масло.

Поковка диска диаметром

700 мм, толщиной

(Х17Н13М2Т,

(Х17Н13М3Т,

(0Х18Н10Т,

(4Х18Н25С2,

(02Х18Ю3Б-ВИ,

Старение 800°C, 15 ч, воздух.

Старение 750°C, 12–15 ч,

охлаждение с печью.

(Х20Н14С2,

(0Х21Н6М2Т,

Старение 800°C, 4 ч.

(Х25Н20С2,

Штамп сечением до 500 мм.

Отпуск 560°C, 2 ч.

закалки в масле.

В знаменателе – то же,

но для центральных зон

зона заготовки сечением

Центральная зона заготовки

(55Х6В3СМФ,

Отпуск 530–540°C, воздух,

отпуск 350–370°C, воздух.

Сортовой прокат диаметром

Закалка 920°C, масло.

(1Х11МФБЛ,

(15Х12ВНМФЛ,

Х11ЛБ,

Стабилизация 800°C, 10–20 ч,

(0Х23Н28М3Д3Т,

Старение 850°C, 10 ч,

старение 700°C, 25–40 ч,

Старение 700°C, 50 ч.

1050°C, 4 ч, воздух.

(Х20Н46Б,

1080°C, 20 мин, воздух

и стабилизация 800°C,

(ЭИ 929),

ХН55ВМТКЮ-ВД

воздух, закалка 1050°C,

850°C, 8 ч, воздух.

выдержка 40 минут, вода.

охлаждение с печью до

Отпуск 850°C, 15 ч, воздух.

1160°C, 2 ч, воздух.

Старение 900°C, 8 ч, воздух,

старение 820°C, 15 ч, воздух.

Старение 1000°C, 4 ч, старение

900°C, 8 ч, старение 850°C,

закалка 1050°C, 2 ч, воздух.

Старение 1000°C, 2 ч, воздух,

старение 900°C, 2 ч, воздух,

старение 850°C, 12 ч, воздух.

Старение 1000°C, 2 ч,

воздух, старение 800°C,

Отпуск 850°C, 10–15 ч,

Отпуск 800°C, 20 ч, воздух.

закалка 1050°C, 4 ч, воздух.

Отпуск 800°C, 16 ч, воздух.

Отпуск 1000°C, 4 ч, воздух,

отпуск 775°C, 16 ч, воздух.

отпуск 750°C, 16 ч, воздух,

отпуск 650°C, 16 ч, воздух.

диаметром 850 мм,

Старение 1000°C, 4 ч, воздух,

Старение 750°C, 16 ч, воздух.

Отпуск 1000°C, 2 ч, отпуск

900°C, 1 ч, отпуск 800°C, 2 ч,

воздух, отпуск 750°C, 20 ч,

воздух, отпуск 650°C, 48 ч,

1 ч, старение 800°C, 2 ч,

воздух, старение 750°C, 20 ч,

воздух, старение 700°C,

900°C, 1 ч старение 800°C,

2 ч, воздух, старение 750°C,

20 ч, воздух старение 650°C,

Диск диаметром 500 мм,

1100°C, 5 ч, воздух.

Старение 840°C, 24 ч, воздух.

Отдельно отлитые образцы,

закалка 1050°C, 15 ч, воздух.

Старение 850°C, 24 ч, воздух.

закалка 1000°C, 2 ч, воздух.

Старение 830°C, 24 ч, воздух.

1050°C, 2–4 ч, воздух.

Старение 800°C, 12 ч, воздух.

Образцы из полки

охлаждение 1,5–2,5 ч, до

900°C, далее на воздухе.

850°C, 24 ч, воздух.

лопатки 2-ой ступени

Марочник сталей и сплавов. 2-е изд.,исправл. и доп. / Зубченко А.С., Колосков М.М., Каширский Ю.В. и др. Под ред. А.С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2003. 784 с.

Марки сталей

Марки сталей классифицируются по различным параметрам: химическому составу, свойствам, качеству, сфере применения. Их расшифровку нужно знать работающим в сфере металлообработки специалистам, чтобы правильно выбрать материал для изготовления различных изделий. Знание марок сталей будет полезно и заказчикам для осуществления контроля качества.

Существуют специальные таблицы, по которым определяют марки стали. В нашем материале мы обозначим лишь основные понятия и метод классификации сталей. Такая информация поможет даже простому обывателю разобраться в этом сложном вопросе.

Для чего нужно знать расшифровку марок сталей

Каждому, чья работа связана с металлами, приходилось сталкиваться с понятием «марки стали». Расшифровка маркировки позволяет узнать химической состав, физические свойства сплава. Хотя на первый взгляд маркировка может показаться достаточно сложной, но в ней легко разобраться. Для этого нужно представлять себе принцип ее составления.

Для такого краткого описания сплава используют буквы и цифры, обозначающие химические элементы, их количество. А значит, для грамотной работы со сталями важно знать сами сокращения и как каждый элемент изменяет свойства готового сплава. Тогда удастся предельно точно определить, какими техническими характеристиками обладает определенная марка стали.

Получив заказ на изделие, проектировщики разрабатывают конструкцию, а также выбирают наиболее подходящие для конкретного случая марки сталей, опираясь на расшифровки их свойств. Создаваемое устройство должно функционировать в определенных условиях, поэтому оно рассматривается в процессе движения – так удается понять, какие части будут испытывать повышенные нагрузки.

Чтобы установить требования к прочности элементов, производят расчеты. На следующем этапе подбирают металл в соответствии с марками стали по ГОСТу, который сможет выдерживать многократное нагружение и трение. Чем большую нагрузку будет испытывать изделие, тем более ограничен конструктор в выборе материала. Далее изготавливается прототип устройства из выбранного металла, его испытывают в соответствии с используемыми в конкретной сфере методиками. На этом этапе может быть изменена марка стали. Отметим, что чаще всего для изготовления машин, устройств и сложных механизмов используется именно сталь.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Вне зависимости от конкретной сферы, работа с металлами предполагает понимание их марок, назначений и других характеристик, отображаемых в индексе. Благодаря цифрам и буквам, используемым в шифре, удается максимально быстро разобраться в особенностях металла, не требуя дополнительных уточнений. В этой статье изложен основополагающий принцип классификации, а также простой способ чтения маркировок сталей, наиболее распространенных в производстве.

Классификация марок сталей

Сталь – это сплав железа с углеродом, где доля последнего не превышает 2,14 %. Железо обеспечивает твердость металла, однако его чрезмерное содержание приводит к излишней хрупкости сплава.

При выделении марок сталей используют такие характеристики:

Это один из основных параметров, используемый при разделении сплавов на классы. По химическому составу стали делятся на марки легированной и углеродистой стали. При этом вторые могут быть малоуглеродистыми (с долей углерода не более 0,25 %), среднеуглеродистыми (0,25–0,6 %), высокоуглеродистыми, где больше 0,6 % углерода.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Добавляя в металл легирующие элементы, маркам стали сообщают определенные свойства. Различные комбинации видов и долей содержания добавок способны положительно отражаться на механических, магнитных, электрических свойствах сплавов, увеличивать их сопротивление ржавчине. Безусловно, изменять качество металлов можно методом термообработки, однако использование добавок наиболее эффективно.

По доле содержания в металле легирующих элементов стали делят на низколегированные (до 2,5 % легирующих элементов), среднелегированные (с содержанием 2,5–10 %), высоколегированные сплавы с долей добавок свыше 10 %.

По данному признаку стали принято делить на инструментальные, конструкционные и прецизионные, то есть отличающиеся особыми физическими характеристиками. Первые идут на изготовление штамповых, мерительных, режущих инструментов, тогда как вторые используются при производстве продукции для сферы строительства и машиностроения. Последняя разновидность идет на изделия, от которых требуются особые качества, например, имеющие определенные магнитные, прочностные характеристики.

Речь идет о разделении сталей на нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные, пр. Марки нержавеющей стали делятся на две разные категории: коррозионностойкие и нержавеющие пищевые.

Определение качества марок сталей

В составе различных марок сплавов присутствуют посторонние примеси. Это преимущественно такие вещества, как фосфор, сера, кислород в несвязанном виде, азот. Все они негативно отражаются на эксплуатационных характеристиках металла.

Как именно такие примеси сказываются на качестве сплава?

Фосфор придает металлу хладноломкость, снижает его пластичность.
Сера является причиной трещиноватости при высоких температурах нагрева.

В зависимости от содержания примесей устанавливается показатель качества металла:

обыкновенная сталь отличается существенным количеством примесей 0,06–0,07 % серы и фосфора;
качественный сплав имеет долю примесей не более 0,035 %;
высококачественная сталь большой степени очистки от нежелательных включений – 0,025 %;
особо высококачественная сталь содержит серы до 0,015 %, фосфора – 0,02 %.

Для марки стали обыкновенного качества существует несколько маркировок:

А – металл с самой высокой долей примесей;
Б – сбалансированный по содержанию;
В – с гарантированным составом.

В каждой группе может быть выделено еще три подгруппы в зависимости от различных физических параметров.

Избавиться от кислорода, содержащегося в металле, позволяет раскисление, то есть операция, осуществляемая в плавильной печи. Исходя из уровня извлечения кислорода из сталей, марке присваивают тип и указатель:

спокойные – «СП»;
полуспокойные – «ПС»;
кипящие марки – «КП».

Основные марки стали для изготовления конструкций

Существует множество видов стали, однако основная доля выплавляемого металла идет на производство конструкционной стали. Она бывает таких видов:

Строительная. Это низколегированный сплав с хорошей свариваемостью, который чаще всего используется для изготовления строительных конструкций.
Пружинная. Отличается высокими показателями упругости, усталостной прочности, сопротивления разрушению. Применяется для производства пружин, рессор.
Подшипниковая. Ее главными свойствами является высокая износостойкость, прочность, низкая текучесть. В соответствии со своим названием, данная разновидность используется при производстве узлов и элементов подшипников различного назначения.
Коррозионностойкая, также известная как нержавеющая. Это высоколегированная сталь, обладающая повышенной стойкостью к воздействию агрессивных веществ.
Жаропрочная. Изделия из нее могут долгое время работать в нагруженном состоянии при повышенных температурах, поэтому данная марка используется при производстве деталей двигателей, в том числе газотурбинных.
Инструментальная. Является материалом для изготовления измерительных инструментов, а также устройств для обработки металлов и древесины.
Быстрорежущая. Используется при производстве металлообрабатывающего оборудования.
Цементируемая. Необходима в качестве материала деталей и узлов, функционирующих при серьезных динамических нагрузках в условиях поверхностного износа.

Чтобы точно определить, какая марка стали скрывается за расшифровкой, важно знать буквы в маркировках, обозначающие каждый из видов.

Расшифровка марок сталей

Расшифровка обозначений марки стали:

«Ст» – обыкновенная нелегированная сталь. Так, «Ст3» обозначает металл с содержанием углерода 0,3 %, «Ст3кп» – кипящая сталь, «Сст3сп» – спокойная, «Ст3пс» – полуспокойная, «Ст3св» – свариваемая. Если буквы отсутствуют, то перед вами спокойная сталь.
Группа «А» – сталь с гарантируемыми механическими свойствами (поставляемый металл не проходит термическую обработку). В данном случае могут встречаться такие маркировки: Ст0 – Ст6.
Группа «Б» – сплав гарантированного состава, который подвергается термической обработке непосредственно у потребителя. На таком металле может стоять обозначение «БСт3».
Группа «В» – сталь с гарантированными составом и механическими свойствами, используемая для изготовления сварных конструкций. Например, может маркироваться «ВСт3сп».
«Пп» – металл, характеризующийся пониженной прокаливаемостью. Используется в качестве материала деталей тонких сечений, требующих высокой поверхностной твердости и подвергаемых термической обработке с нагревом ТВЧ. Пример: «Ст58пп».
Качественная нелегированная сталь. Например, «Ст20», где содержится 0,2 % углерода, то есть обозначение ведется в сотых долях процента. По такому же принципу расшифровываются «Ст10», «Ст45», «Ст65».
«К» – качественная углеродистая сталь. Данное обозначение ставиться в конце маркировки, то есть «20К», «15К». Такой металл применяется для производства днищ, котлов, сосудов высокого давления.
«Л» – литейная конструкционная сталь, буква «Л» должна находиться в конце обозначения. Допустим, «110Г13Л» говорит о том, что данная марка содержит 1,1 % С, около 13 % Mn, является литейной. В соответствии с названием, для производства сплава используется метод литья.
Конструкционная низколегированная сталь. Маркировка «Ст09Г2С» говорит о доли углерода – 0,09 %, марганца – 2 %, кремния – не более 1–1,5 %, при таком показателе цифра не указывается.
«С» – строительная сталь. Когда обозначение «С» стоит в начале маркировки, после нее фиксируется минимальный предел текучести. Кроме того, при указании марки сталей используются дополнительные обозначения: «К» – повышенная коррозионная стойкость («С390К», «С375К»); «Т» – термоупрочненный прокат («С345Т», «С390Т»); «Д» – повышенное содержание меди («С345Д», «С375Д»).
«Е» – металл, имеющий особые магнитные свойства. Данное обозначение также располагается в начале маркировки. Так, из «ЕХ9К5» производят мощные постоянные магниты.
«У» – углеродистая инструментальная сталь. В качестве примера можно привести «У8ГА» с долей углерода 0,08 %, где «Г» обозначает повышенное содержание марганца, «А» – высокое качество материала.
«А» – высококачественная сталь, если данная буква расположена в конце маркировки. Например, «40А» обозначает, что эта марка содержит около 0,4 % углерода и относится к сталям высокого качества.
«Э» – электротехническая сталь, которую еще называют технически чистым железом. Речь идет о тонколистовой стали, которая применяется для изготовления шихтованных магнитопроводов электротехнического оборудования, а именно: для электромагнитов, трансформаторов, генераторов, электродвигателей.

Это такие маркировки, как «10880», «21880», пр. Первая цифра обозначает способ обработки листовой стали: «1» – кованые или горячекатаные марки; «2» – калиброванные марки. Вторая цифра, которая идет за обозначением марки горячекатаной стали, свидетельствует о наличии нормируемого коэффициента старения: «0» – без коэффициента; «1» – с коэффициентом. Третья цифра отображает группу по основной нормируемой характеристике. Две последние цифры используются для фиксации значений основной нормируемой характеристики.

«А» – автоматная сталь, буква также ставится в начале маркировки. Данный материал отличается низкой пластичностью, поэтому применяется во время производства неответственных деталей, шпилек, болтов, гаек массового производства. Это такие разновидности, как «АС20ХГНМ», «А12», «А20».
«АС» – автоматная, легированная свинцом. Например, «АС35Г2» содержит 0,35 % углерода, 2 % марганца и свинца не более 1 %.
«Р» – быстрорежущая инструментальная сталь, данное обозначение также ставится в начале маркировки. Так, в «Р6М5» доля вольфрама составляет 6 %, а молибдена – 5 %.
«Ш» – шарикоподшипниковая сталь. Отличается повышенной прочностью, износоустойчивостью, выносливостью. Допустим, марка «ШХ9» говорит о содержании хрома 0,9 % и углерода около 1 %.

Примеры расшифровки некоторых марок сталей

«12» говорит о доле углерода 0,12 %;
«Х18» – хрома 18 %;
«Н10» – никеля 10 %;
«Т» – титана до 1–1,5 %, из-за чего цифра отсутствует.

Марка стали «09Г2С» обозначает, что в составе металла:

«09» –0,09 % углерода;
«Г2» – марганца 2 %;
«C» – кремния в пределах 1–1,5 %, что позволяет не писать соответствующую цифру.

Для стали «20ЮЧ» и «20ЮЧА» характерно:

«20» – 0,2 % углерода;
«Ю» – алюминия 0,03–0,1 %;
«Ч» – наличие редкоземельных металлов, таких как цирконий, титан, кальций, церий, необходимых для глобуляризации сульфидных неметаллических включений;
«А» – свидетельствует о высоком качестве металла, так как находится в конце шифра, иными словами, в данной стали содержится не более 0,025 % серы и фосфора.

Назовем еще несколько марок сталей и также разберем их обозначения:

«30ХГСА» – в данном сплаве присутствует 0,3 % углерода, есть хром (Х), марганец (Г), кремний (С), но их доля не превышает 1,5 %. Знак «А» указывает на высокое качества сплава.
«У8ГА» – инструментальная высококачественная сталь с добавлением марганца и долей углерода 0,8 %.
«Р6М5Ф2К8» – быстрорежущая сталь, в составе которой есть 5 % молибдена, 2 % ванадия, 8 % кобальта. Также в ней присутствует хром, но данный элемент является обязательным для всех быстрорежущих сталей, где его примерно 4 %, поэтому его не указывают в маркировке. Вольфрам тоже всегда есть в составе таких сплавов, но его прописывают, так как доля не фиксирована. В нашем случае сплав содержит 6 % вольфрама.
«Ст3сп5» –конструкционная нелегированная сталь, полностью раскисленная, то есть спокойная, пятой категории. Все эти характеристики говорят о том, что металл подходит для создания несущих сварных конструкций.
«ХВГ» – в данном сплаве есть хром, вольфрам и марганец, но их доля не превышает 1 %. Также присутствуют дополнительные легирующие элементы – не более чем по 0,5 %.

Быстро разобраться с марками стали позволяют таблицы, однако этого специального инструмента может не быть под рукой в нужный момент. Благодаря описанным выше принципам определения марки даже непрофессионал сможет узнать по шифру базовые качества, например, определенной марки оцинкованной стали, ее назначение, и подобрать наиболее подходящий для работы сплав.

Такие сведения позволяют определить свойства металла, рассчитать расходы. Если производство не связано с использованием особых характеристик, вполне могут использоваться марки стали, не содержащие в себе дорогих компонентов. А ведь именно последние серьезно повышают цену сплава.

Очень редко можно столкнуться с нестандартными индексами, при расшифровке которых необходимо уточнение – в этом случае приходится прибегать к таблицам и справочникам. Выше мы разобрали встречающиеся чаще всего обозначения, которые дают всю необходимую информацию о свойствах стали.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Механические свойства стали

Механические свойства стали во многом определяют то, в каких сферах она применяется. Именно поэтому мы можем отнести их к наиболее важным. Такие качества, как высокая прочность и способность значительно изменять форму, дают возможность применять металл практически везде: от изготовления хирургических инструментов до космической отрасли.

Для определения данных параметров применяются различные методы. Кроме того, они учитывают механические свойства не только сталей, но и их сплавов, благодаря чему данные металлы можно с уверенностью назвать универсальными и удобными в работе. О том, какие параметры данных материалов позволяют применять их в самых разнообразных сферах, поговорим далее.

Состав стали

Основными компонентами стали являются железо и углерод, на долю последнего приходится до 2,14 %. Все существующие на данный момент подобные сплавы классифицируют, исходя из их химического состава.

В производстве используются два вида стали:

Углеродистая, в состав которой, помимо основных составляющих, входят фосфор, сера, марганец, кремний. Сырье может относиться к высоко-, средне- и низколегированным маркам в соответствии с долей углерода в материале. Такой металл подходит для любых нужд, в том числе для изготовления инструмента, эксплуатируемого в условиях высоких нагрузок под постоянным напряжением.
Легированная содержит в себе железо, углерод в сочетании с легирующими элементами (такими как кремний, бор, азот, хром, цирконий, ниобий, вольфрам, титан). От состава легированной стали зависят ее механические и иные свойства, цена, качество продукции, сферы возможного применения. Сегодня можно найти жаропрочные, цементуемые, улучшаемые стали. По структуре специалисты выделяют сырье доэвтектоидного, ледебуритного, эвтектоидного и заэвтектоидного типа.

Определить химические и механические свойства стали, а также область ее использования позволяет марка.

В процессе производства в сталь вносят примеси. На основании их доли в составе сплава выделяются два типа продукции:

Обыкновенного качества, что предполагает наличие до 0,6 % углерода и соответствие металла ГОСТ 14637 и ГОСТ 380-94. Для маркировки подобной продукции используются буквы «Ст» – данное сокращение говорит о том, что сталь имеет стандартное качество. Такое сырье входит в число наиболее доступных по цене.
Качественная сталь, то есть легированная и углеродистая, которая производится по ГОСТ 1577. Маркировка обязательно содержит в себе особенности состава, количество углерода в сотых долях. Данный материал более дорогой, чем аналог обыкновенного качества, его ценят за высокую пластичность, способность противостоять механическому воздействию. Кроме того, подобный металл можно без труда варить.

Физические, химические и технологические свойства стали

Физические свойства:

Плотность, которая определяется как масса металла на единицу объема. Высокий данный показатель стальных изделий, в том числе арматуры а500с, позволяет активно использовать их для строительных нужд.
Теплопроводность, то есть способность стали обеспечивать распространение теплоты от более нагретых частей к менее нагретым.
Электропроводность – способность материала пропускать электрический ток.

Химические свойства:

Окисляемость, что предполагает возможность соединения металла кислородом. Данное свойство усиливается при нагревании стали. На сплавах, имеющих малую долю углерода, в процессе окисления под действием воды, влажного воздуха формируется ржавчина, то есть оксиды железа.
Стойкость к коррозии – способность металла не вступать в химические реакции, не окисляться.
Жаростойкость представляет собой отсутствие окислительных процессов на сплаве под воздействием высокой температуры, а также способность не образовывать окалину.
Жаропрочность – сохранение сталью прочности в условиях высокой температуры.

Технологические свойства:

Ковкость, то есть способность материала принимать заданную форму под действием внешних сил.
Обрабатываемость резанием – важное свойство стали, которое упрощает производство металлопроката, так как данный металл хорошо поддается обработке режущим инструментом.
Жидкотекучесть – способность расплава проникать в узкие зазоры, заполнять пространство.
Свариваемость – позволяет осуществлять эффективные сварочные работы, формируя надежное неразъемное соединение, лишенное дефектов.

Механические свойства стали по ГОСТу

Прочность

От данной характеристики зависит, сможет ли металл не разрушиться под действием больших внешних нагрузок. Это механическое свойство стали измеряется количественно при помощи предела текучести и прочности:

Пределом прочности называют максимальное механическое напряжение, при превышении которого происходит разрушение сплава.
Предел текучести, то есть степень механического напряжения. Превышение данного показателя вызывает дальнейшее растяжение металла без дополнительной нагрузки.

Так, при небольших деформациях металлический стержень сохраняет упругость, возвращаясь к исходной длине после снятия приложенного напряжения. Если же напряжение оказывается выше предела текучести, наблюдается пластическая деформация изделия. Иными словами – происходит необратимое удлинение стержня, после которого он не способен вернуться к исходной длине.

Растяжение стержня до разрыва позволяет установить максимальное напряжение, то есть предел прочности материала на разрыв.

Пластичность

Данное механическое свойство стали позволяет ей под действием внешней нагрузки менять форму и потом сохранять ее. Для количественной оценки этого показателя измеряют удлинение при растяжении и угол изгиба. Если во время простого испытания на изгиб металл разрушается при большом пластическом прогибе, его признают пластичным. В противном случае речь идет о хрупком сплаве.

Хорошая пластичность проявляется при испытании растяжением в виде значительного удлинения заготовки либо ее сжатия. Под удлинением понимают увеличения длины в процентном выражении после разрушения до первоначальной длины. А сужение в процентах – это сокращение площади изделия в сравнении с исходным объемом.

Вязкость

Еще одно важное механическое свойство стали, которое подразумевает способность материала справляться с динамическими нагрузками. Его оценивают количественно как отношение работы, необходимой для разрушения образца, к площади его поперечного сечения. Чаще всего понятием «вязкость» обозначают уровень, при котором происходит нехрупкое разрушение металла.

Характер разрушения может быть хрупким или пластичным – разница между этими явлениями наиболее ярко прослеживается на примере ферритных стальных сплавов. Ферритные стали и все металлы, обладающие объемно-центрированной кубической атомной решеткой, имеют общую особенность: при низких температурах им свойственен хрупкий характер разрушения, а при высоких – пластичный. Температуру перехода из одного состояния в другое специалисты обозначают как температуру вязко-хрупкого перехода.

Маркировка сталей

В машиностроении высоко ценятся механические свойства конструкционной, то есть углеродистой и легированной стали, а также высоколегированных нержавеющих сталей. При обозначении марок конструкционной легированной стали (ГОСТ 4543) первые две цифры свидетельствуют о среднем содержании углерода, которое указывается в сотых долях процента.

Буквы в маркировке имеют такую расшифровку:

Р – бор;
Ю – алюминий;
С – кремний;
Т – титан;
Ф – ванадий;
Х – хром;
Г – марганец;
Н – никель;
М – молибден;
В – вольфрам.

После буквы идут цифры, которые обозначают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах процента. Если цифр нет, то доля конкретного вещества в металле не превышает 1,5 %. Буква «А» в конце маркировки является признаком высококачественной стали. Показателем особенно высококачественной стали является буква «Ш» через три тире.

Механические свойства нержавеющих высоколегированных сталей (ГОСТ 5632) зависят от перечисленных далее компонентов. При маркировке они обозначаются таким образом:

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

После букв идут цифры, отражающие долю легирующего элемента в составе сплава в процентах.

Для фиксации основных механических свойств сталей применяют следующие обозначения:

E – модуль упругости. Представляет собой коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением и относительным удлинением.
G – модуль сдвига, также известный как модуль касательной упругости. Это коэффициент пропорциональности между касательным напряжением и относительным сдвигом.
μ – коэффициент Пуассона. Является абсолютным значением отношения поперечной к продольной деформации в упругой области.
σт – условный предел текучести, то есть напряжение, при котором после снятия нагрузки остаточная деформация находится на уровне 0,2 %.
σв – временное сопротивление, известное как предел прочности. Представляет собой такое механическое свойство металла, в том числе углеродистой стали, как прочность на разрыв.
δ – относительное удлинение. Это отношение абсолютного остаточного удлинения образца после разрыва к начальной расчетной длине.
HB, HRC, HV – твердость.

Таблица механических свойств сталей разных марок

Далее представлены механические свойства стали после термической обработки.

E = 200. 210 ГПа, G = 77. 81 ГПа, коэффициент Пуассона μ = 0,28. 0,31.

Наименование

Параметры термической обработки

Предел прочности σв, МПа

Предел текучести σт, МПа

Калибровка после отжига и отпуска

После отжига и отпуска

Пруток, закалка +860 °C, отпуск +500 °C в воде, масле

Пруток, закалка и отпуск

Пруток, закалка +1020…+1 100 °C на воздухе, в масле, воде

Влияние углерода на механические свойства стали

Механические свойства углеродистой стали определяются в первую очередь количеством углерода в составе сплава. При увеличении его доли возрастает объем цементита, сокращается величина феррита. Иными словами, повышаются прочность и твердость, снижается пластичность.

Стоит оговориться, что прочность становится выше при доле углерода в пределах 1 %, а при переходе этой отметки показатель уменьшается. Данная особенность объясняется тем, что по границам зерен в заэвтектоидных сталях образуется сетка вторичного цементита, которая негативно отражается на прочности материала.

Рост доли углерода приводит к увеличению количества цементита, а он является очень твердой и хрупкой фазой. Превосходит феррит по твердости примерно в 10 раз, имея показатель 800HB против 80HB. Вот почему увеличение содержания углерода позволяет повысить такие механические свойства стали, как прочность и твердость, и снизить пластичность, вязкость.

Когда количество углерода доходит до 0,8 %, возрастает доля перлита в сплаве от 0 % до 100 %, вызывая повышение твердости, прочности. Однако не стоит забывать, что последующий рост количества углерода вызывает образование вторичного цементита по границам перлитных зерен. Это явление мало влияет на твердость, но негативно сказывается на прочности, так как цементитная сетка очень хрупкая.

Повышение доли углерода отражается не только на механических, но и на физических свойствах стали. Снижается плотность, теплопроводность, магнитная проницаемость, тогда как удельное электросопротивление, коэрцитивная сила увеличиваются.

С ростом количества углерода происходит повышение порога хладноломкости, а именно: каждая десятая доля процента повышает t50 примерно на 20є. Поэтому сталь с долей углерода в 0,4 % при нулевой температуре становится хрупкой, из-за чего считается недостаточно надежной.

В железоуглеродистом сплаве содержится преимущественно связанный углерод в форме цементита. Тогда как в чугунах он присутствует в свободном состоянии в виде графита. Увеличение доли данного компонента приводит к изменению свойств металла: возрастает твердость, прочность, снижается пластичность.