45. Общая классификация сталей. Маркировка сталей по химическому составу

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержание до 2,14% углерода. Кроме того, в состав сплава обычно входят марганец, кремний, сера и фосфор; некоторые элементы могут быть введены для улучшения физико-химических свойств специально (легирующие элементы). В зависимости от химического состава различают стали углеродистые ГОСТ 380-71, ГОСТ 380-94 и легированныеГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79.

В свою очередь углеродистые стали могут быть:

• малоуглеродистыми, т. е. содержащими углерода менее 0,25%

• среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60%

• высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60%

• Легированные стали подразделяют на:

• низколегированные содержание легирующих элементов до 2,5%

• среднелегированные, в их состав входят от 2,5% до 10% легирующих элементов

• высоколегированные, которые содержат свыше 10% легирующих элементов

• По назначению стали бывают:

• Конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий

• Инструментальные,из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.

• С особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар

• С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали

• В зависимости от содержания вредных примесей: серы и фосфора-стали подразделяют на:

• Стали обыкновенного качества, содержание до 0.06% серы и до 0,07% фосфора

• Качественные - до 0,035% серы и фосфора каждого отдельно

• Высококачественные- до 0.025% серы и фосфора

• Особовысококачественные, до 0,025% фосфора и до 0,015% серы

• По степени удаления кислорода из стали, т. е. По степени её раскисления, существуют:

• спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами сп в конце марки (иногда буквы опускаются)

• кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами кп

• полу спокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами пс

• Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы:

• сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора)

• сталь группы Б - по химическому составу

• сталь группы В - с гарантированными механическими свойствами и химическим составом

В зависимости от нормируемых показателей - предел прочности σ - относительное удлинение δ% - предел текучести δ_т - изгиб в холодном состоянии сталь каждой группы делится на категории, которые обозначаются арабскими цифрами.

Маркировка сталей

Стали обыкновенного качества обозначают буквами Ст и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер. Буква Г после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа А в обозначении марки стали не ставится. Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают. Например: Ст1кп2 - углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А); ВСт5Г - углеродистая сталь обыкновенного качества с повышенным содержанием марганца, спокойная, № марки 5, первой категории с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В); Вст0 - углеродистая сталь обыкновенного качества, номер марки 0, группы Б, первой категории (стали марок Ст0и Бст0 по степени раскисления не разделяют). Качественные стали маркируют следующим образом: в начале марки указывают содержание углерода цифрой, соответствующей его средней концентрации - в сотых долях процента для сталей, содержащих до 0,65% углерода; Например: 05кп – сталь углеродистая качественная, кипящая, содержит 0,05% С 60 – сталь углеродистая качественная, спокойная, содержит 0,60% С - в десятых долях процента для индустриальных сталей, которые дополнительно снабжаются буквой У: Например: У7 – углеродистая инструментальная, качественная сталь, содержащая 0,7% С, спокойная (все инструментальные стали хорошо раскислены); У12 - углеродистая инструментальная, качественная сталь, спокойная содержит 1,2% С; легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначают русскими буквами:

Обозначения компонентов
А	азот	N
К	кобальт	Co
Т	титан	Ti
Б	ниобий	Nb
М	молибден	Mo
Ф	ванадий	V
В	вольфрам	W
Н	никель	Ni
Х	хром	Cr
Г	марганец	Mn
П	фосфор	P
Ц	цирконий	Zr
Д	медь	Cu
Р	бор	B
Ю	алюминий	Al
E	селен	Se
С	кремний	Si
Ч	редкоземельные металлы	-

Если после буквы, обозначающей легирующий элемент, стоит цифра, то она указывает содержание этого элемента в процентах. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5% легирующего элемента, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в солях обычно до 0,2-0,3%), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010%). Пример обозначения: 14Г2 – низко легированная качественная сталь, спокойная, содержит приблизительно 14% углерода и до 2,0%марганца.  03Х16Н15М3Б - высоко легированная качественная сталь, спокойная содержит 0,03% C, 16,0% Cr, 15,0% Ni, доЗ,0% Мо, до 1,0% Nb. Высококачественные и особовысококачественные стали маркируют, так же как и качественные, но в конце марки высококачественной стали ставят букву А, (эта буква в середине марочного обозначения указывает на наличие азота, специально введённого в сталь), а после марки особовысококачественной - через тире букву Ш.  Например: У8А - углеродистая инструментальная высоко качественная сталь, содержащая 0,8% углерода; 30ХГС-III – особовысококачественная среднелегированная сталь, содержащая 0,30% углерода и от 0,8% до 1,5%хрома, марганца и кремния каждого. Отдельные группы сталей обозначают несколько иначе. Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами ШХ, после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента: ШХ6 - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 0,6% хрома; ШХ15ГС - шарикоподшипниковая сталь, содержащая 1,5% хрома и от 0,8 до 1,5% марганца и кремния. Быстрорежущие стали (сложнолегированные) обозначают буквой Р, следующая за ней цифра указывает на процентное содержание в ней вольфрама: Р18 - быстрорежущая сталь, содержащая 18,0% вольфрама; Р6М5К5 - быстрорежущая сталь, содержащая 6,0% вольфрама 5,0% молибдена 5,0% кобальта. Автоматные стали обозначают буквой А и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента: А12 - автоматная сталь, содержащая 0,12% углерода (все автоматные стали имеют повышенное содержание серы и фосфора); А40Г - автоматная сталь с 0,40% углерода и повышенным до 1,5% содержанием марганца.