Маркировка, классификация, свойства и расшифровка марок легированных сталей

Физические и механические свойства обычной углеродистой стали часто подводят своей недостаточной прочностью, вязкостью, жаростойкостью и устойчивостью к коррозии. Для придания конструкциям и механизмам более высокой надёжности и долговечности применяются легированные стали, свойства которых, в зависимости своего состава, соответствуют условиям и нагрузкам использования.

Производство стали

Какие стали называют легированными

Из теоретического курса дисциплины «Технология металлов» в средних специальных учебных заведений известно, что сталь является сплавом железа с углеродом, где содержание последнего не должно превышать 2.14%. В профессиональной среде такие марки стали называют углеродистыми. Превышение углерода в сплаве более 2.14% переводит сплав в разряд чугунов, боле твердых хрупких по своему физическому и механическому качеству, где содержание углерода может достигать до 6,67%.

Легированные стали представляют собой более сложные сплавы, в которых кроме естественного незначительного количества примесей и допустимого процента углерода присутствует один или несколько легирующих элементов, позволяющих придать стали необходимые физические, химические и механические свойства. В качестве легирующих добавок могут использоваться:

  • Марганец
  • Кремний
  • Хром
  • Никель
  • Ванадий
  • Титан
  • Молибден
  • Вольфрам
  • Цирконий
  • Медь
  • Алюминий
  • Кобальт
  • Бор

При этом нужно отметить, что основная часть легированных сталей улучшает свои физико-механические свойства после проведения термической обработки.

Классификация легированных сталей

Все легированные стали классифицируются по следующим признакам:

  • числом легирующих элементов в сплаве
  • по содержанию суммарной массы легирующих элементов
  • характером взаимодействия в сплаве железа с углеродом
  • структурой в отожжонном и нармализованном состояниях
  • качеством
  • назначением и применением

Число легирующих элементов

В случаях, когда сталь имеет одну легирующую добавку, сплав называют по названию легирующего элемента. Также такую сталь называют тройной, так как в её состав входят три элемента железо (Fe), углерод (C) и легирующая добавка.

Когда в состав стали входят более двух легирующих элементов такие сплавы называют сложнолегированными или комплексно-легированными. Их название формируется из всех введённых в состав элементов.
Например, хромоникелевая, сернистомарганцевая, хромокремнистованадиевая.
Такие элементы ка хром, марганец и кремний присутствуют в большинстве легированных сталей остальные элементы часто вводятся в сочетании с ними (за исключением сплавов с особыми свойствами). При комплексном легировании нужных свойств металла добиваются меньшим общим массовым содержанием легирующих добавок.

По суммарному содержанию легирующих элементов

Среди сплавов существует градация на три типа. Так, низколегированные стали содержат в своём составе не более 2.5% легирующих добавок в общей массе металла, среднелегированные — от 2.5% до 10% и высоколегированные — более 10%.

Взаимодействие железа с углеродом в сплаве

Первая категория легирующих элементов относится к добавкам, которые образуют с углеродом устойчивые соединения в виде карбидов. Сюда относятся:

  • хром
  • марганец
  • молибден
  • вольфрам
  • ванадий
  • цирконий
  • титан

Вторая категория элементов не образует карбидов при вхождении в структуре феррита, а оказывает графитизирующее действие. В эту группу входят следующие элементы:

  • никель
  • кобальт
  • кремний
  • алюминий
  • медь

Структура сплава в отожжённом состоянии

Все легированные сплавы делятся по структуре на три основных вида:

  • Доэвктоидная сталь состоит из легированного перлита и избыточного легированного феррита
  • Заэвктоидная – состоит из легированного перлита и легированных карбидов
  • Ледебуритная – состоит из легированного ледебурита, перлита и карбидов
Диаграмма содержания хрома и углерода в стали
Диаграмма структуры образования перлита хромистых легированных сталях в отожжённом состоянии

Также при высоком массовом содержании хрома и небольшом содержании углерода формируется чисто ферритная структура стали.

Качество сплавов

Легированные стали подразделяются на три качественных уровня, определение которых зависит от содержания примесей в виде серы и фосфора в массе сплава.

  • Сталь относится к качественному типу при содержании примеси не более 0.035% каждого выше указанного элемента.
  • К высококачественной легированной стали относятся сплавы с содержанием примесей серы и фосфора по 0.025%.
  • Особовысококачественные сплавы содержат в своём составе серы не больше 0.015% и фосфора не более 0.025%.

Повышение качества сплава осуществляется с помощью рафинирующих повторных переплавах.

 Назначение и применение

Все легированные стали подразделяются на конструкционные и инструментальные.

В свою очередь конструкционные стали подразделяются на сплавы общего и специального назначения.

Марки стали общего назначения

К сталям общего назначения относятся низколегированные сплавы, применяемые в машиностроении и строительной отрасли. В ряд продукции из такой стали входят:

  • листовой и широкополосный прокат
  • сортовой и фасонный прокат
  • арматура, поковки и штамповки
Металлопрокат
Металлопродукция из конструкционных марок стали общего назначения

Такие материалы хорошо поддаются обработке резанием, обладают свойствами улучшения и цементации.

Улучшаемыми сталями называют сплавы, хорошо поддающиеся термической закалке с высоким отпуском. Такие марки стали содержат в своём составе 0.3-0.5 углерода, и после улучшения имеют высокий предел текучести и хорошую вязкость.

К специальным сталям конструкционного назначения относятся сплавы с особыми свойствами. Сюда входят:

  • пружинно-рессорные
  • шарикоподшипниковые
  • коррозийно-устойчивые
  • высокопрочные
  • стали с особыми магнитными свойствами, электрическими и тепловыми свойствами
  • котельные и корпусные стали для судостроения

Список шарикоподшипниковых сталей

Пружинные марки сталей

Стали стойкие к коррозии

Износоустойчивые марки стали

Легированные стали

Марки жаропрочных сталей

Инструментальные легированные стали

Данные сплавы используют для изготовления режущих, измерительных и ударно-штамповочных инструментов.

Марки инструментальных сталей

Инструментальные режущие стали

Маркировка и расшифровка марок легированных сталей

Обозначение сталей ведётся по правилам определённым ГОСТом с использованием набора букв и цифр, где буквы обозначают наличие в сплаве наименования легирующих элементов, цифры дают информацию о массовой доле их содержания в процентах.

Обозначение элементов в составе легированной стали

И так элементы в маркировке сплавов обозначают следующими буквами:
Х — хром, Н — никель, Г — марганец, Ф — ванадий, С – кремний, В – вольфрам, М – молибден, К – кобальт, Т – титан, Ю – алюминий, Д – медь, П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, А – азот, Е – селен, Ц – цирконий.

Маркировка конструкционных сталей

Обозначение процентного содержания легирующих элементов осуществляется в следующем порядке:

Первые две цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента. В случае, если содержание углерода в сплаве меньше 0.1% спереди цифры сотой доли устанавливают цифру ноль «0». Например, если содержание углерода 0,05%, то в маркировке указывают набор цифр 05. Все другие элементы указываются соответствующей буквой с последующей цифрой процентной доли. При отсутствии цифры за литерой, по умолчанию это означает, что содержание в сплаве данного элемента не превышает 1.5%.

Расшифровка стали 45г2
Состав стали 45г2

Кроме этого для маркировки высококачественных сталей в конце устанавливают букву «А», особовысококачественные стали в конце марки, через дефис, помечают буквой, «Ш».

Например,

Расшифровка марки стали
Расшифровка стали 38ХН3МФА

Кроме этого, некоторые марки стали специального назначения могут маркироваться спереди специальными литерами, обозначающими их назначение. Буквой «Ш» -шарикоподшипниковая, «А» — автоматная, «Р» — быстрорежущая, «Е» — магнитотвёрдая, «Э» — электротехническая, «СВ» — сварочная, «НП» — наплавочная и другие.

Расшифровка основных марок легированных сталей общего конструкционного назначения
Таблица состава основных марок легированных сталей конструкционного назначения

Порядок маркировки инструментальных сталей

Отличие в порядке маркировки инструментальных сталей заключается в том, что первая цифра означает десятую долю процента содержания углерода. Например, цифра 1 означает 0.1% углерода в составе сплава. Если первая цифра отсутствует, то по умолчанию это означает, что материал содержит около 1% углерода.

Например,

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector