Обозначение легирующих элементов в стали

Буквенные обозначения сталей и их расшифровка

Химический состав многих легированных конструкционных сталей определен ГОСТ 4543–71 «Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия». Этот же стандарт определяет основные буквенные символы для обозначения легирующих элементов. Необходимо учитывать, что в настоящее время выпускают стали с добавками элементов, обозначение которых не предусмотрено стандартом. В этом случае элементы в марке стали обычно обозначают по первым буквам названия.

Условные буквенные обозначения основных легирующих элементов приведены ниже.

  • А – азот*
  • Б – ниобий
  • В – вольфрам
  • Г – марганец
  • Д – медь
  • Е – селен
  • К – кобальт
  • Л – бериллий*
  • М – молибден
  • Н – никель
  • П – фосфор
  • Р – бор*
  • С – кремний
  • Т – титан
  • Ф – ванадий
  • Х – хром
  • Ц – цирконий
  • Ч – РЗМ
  • Ю – алюминий
  • Ш – магний*

* – если буква стоит в середине маркировки, например 16Г2АФ

Если после буквы нет цифры, то содержание легирующего элемента в стали составляет, как правило, около 1,0 – 1,5 %. Исключение сделано для тех элементов, влияние которых проявляется уже при содержании в сотых и десятых долях процента (азот, бор, ниобий, молибден, титан, ванадий, цирконий, алюминий, РЗМ).

Условно по содержанию легирующих элементов стали разделяют на низколегированные (содержание легирующих элементов меньше 2,5 %), легированные (от 2,5 до 10 %) и высоколегированные (более 10 % легирующих элементов при содержании основного элемента – железа – не менее 45 %).

Если легирующего элемента больше 1,5%, то цифра после буквы показывает его содержание в процентах. Например, марка стали 15Х означает сталь, имеющую в среднем 0,15 % С и 1,0–1,5 % Сr, сталь 35Г2 – 0,35 % С и 2 % Мn.

Буква «А» в середине указывает на повышенное содержание азота в стали. Указанная выше марка стали – 16Г2АФ содержит 0,14 –0,20 % C; 1,3 – 1,7 % Mn; до 0,025 % N; 0,08 – 0,14 % V.

Буква «А» в начале маркировки указывает на то, что сталь относится к так называемым автоматным, которые используют для обработки с большими скоростями резания на специальных станках автоматах (ГОСТ 1414–75). Например, сталь А30 – содержит около 0,30 % С и повышенное содержание серы – до 0,15 %. Сталь АС35Г2 для увеличения обрабатываемости содержит повышенное количество свинца (0,15 – 0,30 % Pb).

Буква «А» в конце марки является признаком высококачественной стали. Например, сталь 40ХНМ – качественная, а 40ХНМА – высококачественная.

Особо высококачественную сталь обозначают буквой или несколькими буквами через дефис в конце марки в зависимости от способа производства (Ш – электрошлаковый переплав, ВД – вакуумно–дуговой переплав, ШВД – электрошлаковый с последующим вакуумно–дуговым, ВИ – вакуумно–индукционная выплавка, ЭЛ – электронно–лучевой переплав, ГР – газокислородное рафинирование и др.) – 40ХНМ–Ш.

Буква «К» в конце маркировки указывает на то, что сталь обладает повышенным уровнем и стабильностью свойств. Эти стали называют котельными и используют для изготовления сосудов, работающих под высоким давлением (ГОСТ 5520–79). Такая сталь является конструкционной и две цифры впереди указывают на содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 22К содержит в среднем 0,22 % С.

Буквы «пп» в конце маркировки означают «пониженная прокаливаемость» – сталь с регламентируемым содержанием элементов, которую используют при поверхностной обработке токами высокой частоты. Пример – сталь 55пп.

Литейные стали в соответствие с ГОСТ 997–88 обозначаются так же, как и конструкционные, только в конце маркировки указывают букву «Л». Например, сталь 110Г13Л – содержит 1,1 % С, около 13 % Mn, литейная.

Читать еще:  Технология сварки нержавеющей стали электродом

24.Маркировка легированных сталей.

Назначение легирующих элементов.

Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей – (0…-100) o С.

Бор-0.003%. Повышает прокаливаемость, а также порог хладоломкости (+20…-60 o С.

Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60) o С.

0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.

Введение молибдена (0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости до –20…-120 o С. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.

Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.

Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.

Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.

При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием. Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.

Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.

Качественные и высококачественные легированные стали

Обозначения легирующих элементов:

Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам,

К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки),

Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний,

П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий,

Легированные конструкционные стали

В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,

Если число не стоит, то содержание элемента не превышает 1,5 %.

В указанной марке стали содержится 0,15 % углерода, 35% хрома, 19 % никеля, до 1,5% вольфрама, до 2 % кремния.

Для обозначения высококачественных легированных сталей в конце марки указывается символ А.

Легированные инструментальные стали

Сталь 9ХС, сталь ХВГ.

В начале марки указывается однозначное число, показывающее содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода более 1 %, число не указывается,

Далее перечисляются легирующие элементы, с указанием их содержания.

Некоторые стали имеют нестандартные обозначения.

Быстрорежущие инструментальные стали

Р – индекс данной группы сталей (от rapid – скорость). Содержание углерода более 1%. Число показывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама.

В указанной стали содержание вольфрама – 18 %.

Если стали содержат легирующие элемент, то их содержание указывается после обозначения соответствующего элемента.

Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС

Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 % и 1,5 %. Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более 1 %.

Легированная сталь

Для начала необходимо определить, какие стали называются легированными. Нержавеющая сталь легированная – это сплав, в составе которого, наряду с железом и углеродом, присутствуют дополнительные элементы (Cr, Si, Ni, Mn и др.). Эти легирующие добавки стали положительно влияют на физико-химические характеристики металла. Благодаря легированию расширяется спектр применения нержавеющего металла.

Читать еще:  Какие стали называют легированными

Классификация легированных сталей

Исходя из процента легирующих элементов в составе, нержавеющая сталь подразделяется на следующие классы:

  • Низколегированная сталь (менее 2,5 %)
  • Среднелегированная сталь (2,5 – 10%)
  • Высоколегированная сталь (более 10%)

В качестве вспомогательных компонентов для низколегированных сталей обычно используется никель, молибден и хром. Одни из самых распространенных марок стали этой группы: 13Х (используется для изготовления ювелирного, гравировального и хирургического оборудования), жаропрочная конструкционная низколегированная сталь 12Х1МФ (применяется в производстве трубопроводов, фланцев, деталей цилиндров и др.) Свойства низколегированных сталей позволяют снизить вес конструкций, сэкономить металл за счет высокого предела текучести, повысить эксплуатационные характеристики конечного изделия.

В состав среднелегированной стали может входить никель, вольфрам, молибден, ванадий. Термическая и механическая обработка позволяет достичь оптимального соотношения прочности, вязкости и пластичности. Среднелегированная сталь незаменима в машиностроении, судостроении, для изготовления различных деталей (сверла, развертки и т.д.) Например, такие популярные марки как 9Х5ВФ, 8Х4ВЗМЗФ2 прокаливаются при более высоких температурах, чем низколегированные стали, они более долговечные и прочные.

Основные добавочные элементы высоколегированных сталей – хром и никель. Благодаря их высокому содержанию металл получает такие уникальные свойства как: резистентность к экстремальным температурам, коррозионная стойкость, жаропрочность. Высоколегированная нержавеющая сталь обязана своими исключительными характеристиками не только химическому составу, но и последующей обработке. Например, сталь марки 12Х18Н10Т, устойчивая к азотной кислоте и другим агрессивным воздействиям, идеально подходит для сварных конструкций; сталь 08Х14МФ используется для производства нержавеющих труб, оборудования пищевой промышленности.

Помимо классификации по содержанию легирующих элементов, легированная сталь различается по структуре (перлитная, мартенситная, аустенитная, ферритная, карбидная), по назначению (особого назначения, конструкционные, инструментальные) и по другим параметрам.

Маркировка легированных сталей

Обозначение легированных сталей осуществляется при помощи букв и цифр, которые указывают на состав сплава. Буквы соотносятся с химическими элементами, входящими в состав легированной стали, а цифры – с их содержанием в процентах. Для расшифровки химического состава легированных сталей можно использовать эту таблицу:

Маркировка Элемент
Х Cr – хром
Н Ni – никель
М Mo – молибден
С Si – кремний
Г Mn – марганец
В W – вольфрам
Т Ti – титан
Ю Al – алюминий
Д Cu – медь
Б Nb – ниобий
К Co — кобальт

Цифры, стоящее в начале марки, показывает среднее содержание углерода (одна цифра – десятая доля процента, две – сотая), а если марка начинается с буквы, то содержание углерода – 1% или выше. Например, 18ХГТ состоит из 0,18% углерода, и примерно по 1% приходится на хром, марганец и титан; 2Х17Н2 – 0,2% углерода, 17% хрома и 2% ниобия. Иногда в маркировке стали встречаются и вспомогательные обозначения (русская буква в начале марки): Р – быстрорежущая, Э – электротехническая, А – автоматная, I – шарикоподшипниковая и т.д.

Обратите внимание на то, что не существует универсальной системы обозначения марок стали. Российские марки нержавеющей стали (ГОСТ) имеют зарубежные аналоги: европейские (EN), американские (AISI), немецкие (DIN).

Свойства и назначение легированных сталей

Наличие легирующих элементов и последующая обработка обеспечивают стали ряд уникальных физико-химических свойств:

  • Жароустойчивость
  • Износостойкость
  • Пластичность
  • Коррозионная устойчивость
  • Прочность и многие другие.
Читать еще:  Способы изготовления матриц для штамповки сталей

Благодаря этому легированные стали активно используются для выполнения различных технических задач практически во всех промышленных сферах: медицинское оборудование и инструменты, емкости и оборудование в пищевой промышленности, валы, шайбы, коробки передач, узлы, конструкционные элементы в строительстве и машиностроении т.д.

Марки стали. Расшифровка. Буквенные обозначения легирующих элементов. Группы марок сталей

Сталь – деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом и другими элементами, содержание углерода в котором не превышает 2,14%. Углерод придает прочность сплавам железа.

Классификация сталей

По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные;

по содержанию углерода – на малоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые;

легированные стали по содержанию легируюших элементов делятся на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные.

Углеродистая сталь наряду с железом и углеродом содержит марганец (0,1-1,0%), кремний (до 0,4%).

Сталь содержит также вредные примеси: фосфор, сера, газы – несвязанный азот и кислород.

Фосфор придает стали хрупкость (хладноломкость) при низких температурах, уменьшает пластичность при нагревании.

Сера вызывает трещиноватость при высоких температурах (красноломкость).

Для изготовления сварных конструкций в основном применяется углеродистая сталь обыкновенного качества, соответствующая ГОСТ 380-71.

Для придания стали каких-либо особых свойств – механических, электрических, магнитных, коррозионной устойчивости и т.д. – в нее вводят так называемые легирующие элементы, как правило, металлы: хром, никель, молибден, алюминий и др. Такие стали называют легированными.

Свойства стали можно изменять, применяя различные виды обработки: термическую (закалка, отжиг), химико-термическую (цементизация, азотирование), термо-механическую (прокатка, ковка).

Сочетания букв и цифр дают характеристику легированной стали. Если впереди марки стоят две цифры, они указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Одна цифра впереди марки указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если впереди марки нет цифры, это значит, что углерода в ней либо 1%, либо выше 1%. Цифры, стоящие за буквами, указывают среднее содержание данного элемента в процентах, если за буквой отсутствует цифра – значит содержание данного элемента около 1% (не более 1,5%). Буква А в конце марки, как и в углеродистой, так и в легированной стали, обозначает высококачественную сталь, т.е. сталь, содержащую меньше серы и фосфора.

Указанная система маркировки охватывает большинство существующих легированных сталей.

Исключение составляют отдельные группы сталей, которые дополнительно обозначаются определенной буквой:
Р – быстрорежущие, Е – магнитные, Ш – шарикоподшипниковые, Э – электротехнические.

  • азот ( N ) – А
  • алюминий ( Аl ) – Ю
  • бериллий ( Be ) – Л
  • бор ( B ) – Р
  • ванадий ( V ) – Ф
  • висмут ( Вi ) – Ви
  • вольфрам ( W ) – В
  • галлий ( Ga ) – Гл
  • иридий ( Ir ) – И
  • кадмий ( Cd ) – Кд
  • кобальт ( Co ) – К
  • кремний ( Si ) – C
  • магний ( Mg ) – Ш
  • марганец ( Mn ) – Г
  • свинец ( Pb ) – АС
  • медь ( Cu ) – Д
  • молибден ( Mo ) – М
  • никель ( Ni ) – Н
  • ниобий ( Nb) – Б
  • селен ( Se ) – Е
  • титан ( Ti ) – Т
  • углерод ( C ) – У
  • фосфор ( P ) – П
  • хром ( Cr ) – Х
  • цирконий ( Zr ) – Ц

Группы марок сталей:

  • Углеродистые: ст. 20, 09Г2С
  • Коррозионностойкие: ст. 20ФА, 13ХФА, 09ГСФ, 20А, 20С, 10Х17Н13М2Т
  • Нержавеющие (пищевые): ст. 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т
  • Хладостойкие: ст. 10Г2ФБЮ
  • Жаропрочные: ст. 15Х5М

Группа коррозионной стойкости 1 – все виды коррозионных сталей с классом прочности К 52

Классы прочности:

К42 – ст. 20
К48 – ст. 09Г2С
К52 – ст. 20ФА, 13ХФА, 20А, 20С
К56-60 – ст. 10Г2ФБЮ

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector