Маркировка стали — как в них разобраться?

На правах рекламы.
Со школьной скамьи мы знаем, что сталь — это не железо, а сплав железа с углеродом и прочими элементами. Знаем и то, что в зависимости от содержания углерода и этих элементов стали бывают разные и различаются по маркам.

Но это чисто теоретическое школьное знание частенько подводит, когда нам приходится сталкиваться с многообразием марок и сортов стали на практике — от чередования букв и цифр в них у человека неподготовленного голова идет кругом.

Однако все ли так трудно и неразрешимо в действительности? В самом ли деле маркировка сортов стали представляет собой великую тайну, доступную лишь посвященным? Отнюдь нет. Разобраться в этом вопросе вполне можно. Итак…

Друзья и враги качественной стали

Прежде всего, придется освежить в памяти школьный курс химии, из которого мы знаем, что чистое железо — металл сам по себе не очень прочный.

Упругость и прочность ему придает в малых количествах углерод, но он же в больших дозах превращает железо в прочный, но хрупкий чугун. Кроме того различные другие металлы («легирующие добавки») придают стали дополнительные полезные качества.

Посмотрим, какие качества придают стали «друзья» железа:

Но где «друзья», там и «враги» — примеси, которые ухудшают свойства стали. Это:

Разумеется, от вредных примесей металлурги при производстве стали стремятся избавиться — и касается это, в первую очередь кислорода, операция по удалению, которого из стали называется «раскислением».

В зависимости от того, насколько тщательно оно было проведено, сталь (самая обычная, без легирующих добавок) получает в своей маркировке индексы по степени раскисления:

• СП — «спокойная сталь» — тщательное раскисление, содержание соединений кислорода минимально;
• ПС — «полуспокойная сталь» — раскисление слабое, соединения кислорода присутствуют в умеренных количествах;
• КП — «кипящая сталь» — раскисление не проводилось, содержание соединений кислорода велико.

Страшные буквы КП

Посмотрим теперь на то, как будут обозначаться сорта самой простой стали, не имеющей в себе легирующих добавок. Их маркировка будет связана прежде всего с наличием вредных примесей — серы, фосфора и кислорода.

О содержании серы и фосфора в сортах обычной стали можно судить по такой таблице:

То есть обычные, нелигированные стали различаются между собой только содержанием углерода при соблюдении содержания допустимого минимума серы и фосфора (исключение составляет только Ст0, в которой допускается повышенное содержание серы).

При этом эти стали по умолчанию относятся к раскисленным — то есть спокойным и полуспокойным.

Если же в марке стали за цифрой фигурируют еще буквы КП, то это значит, что раскисления не было, и кроме серы и фосфора в стали содержатся еще и соединения кислорода.

То есть Ст7КП будет по качеству заведомо хуже, чем сталь Ст7, а Ст0КП — еще хуже, чем просто Ст0.

Тем не менее, такие стали производятся — и находят своих потребителей, поскольку имеют четкое назначение — это конструкционная сталь, которая чаще всего должна быть частью различных элементов строительных конструкций (арматурой в железобетоне, балками и лестницами в домах) — то есть там, где содержащиеся в них примеси большого вреда конструкции не нанесут.

Классификация и маркировка стали

Сложность в маркировке всех прочих видов стали связана с тем, что классификация сортов стали производится по нескольким параметрам, а именно:

Из сопоставления этих двух таблиц видно, что «внутренняя» классификация легированных сталей (на конструкционные, инструментальные и особые) трудно отличима от классификации всех сталей (на конструкционные и инструментальные).

Но тут уж ничего не поделаешь — это надо просто запомнить вместе с дополнительными буквенными обозначениями.

Особые буквы

Конструкционные легированные стали, специально предназначенные для изготовления подшипников, обозначаются литерой «Ш» , которая ставится в самом начале их маркировки.

После ставится буквенное обозначение легирующей добавки и цифра, говорящая о ее содержании в сплаве.

Например, сталь марки ШХ15 будет содержать хром в количестве 1,5%.

Качественные легированные стали, которые обладают улучшенными литейными свойствами, можно узнать по букве «Л» , стоящей в самом конце маркировки (35ХМЛ, 40ХЛ и др.).

Марки легированной строительной стали обозначаются «С» (не путать с «Ст»), которую тоже ставят в самом начале маркировки. Цифры, следующие за ней, указывают на минимальный предел текучести.

В таких марках также используются дополнительные буквенные обозначения:

• литера Т – термоупрочненный прокат;
• литера К – сталь, отличающаяся повышенной коррозионной устойчивостью.

Следовательно, С345Т — это термоупрочненный строительный прокат с минимальной текучестью 345, а С390К — это строительная сталь с минимальной текучестью 390 единиц и повышенной устойчивостью к коррозии.

Маркировка легированных сталей, из которых изготавливают быстрорежущие инструменты, начинается с литеры «Р» , за которой идут цифры, указывающие на количественное содержание вольфрама.

В дальнейшем маркировка таких сплавов производится по стандартному принципу: сперва буквы, обозначающие элемент, и за ними цифры, говорящие о его процентном содержании.

Разница только в том, что в обозначении инструментальных сталей с литерой «Р» не указывается содержание хрома (его содержание в них стандартно и составляет около 4%), а также углерод (его количество пропорционально содержанию ванадия).

Если количество ванадия превышает 2,5%, то его буквенное обозначение и количественное содержание проставляют в самом конце маркировки (например — Р6М5Ф3 и др.).

Ну и, наконец, литера в конце «А» обычно обозначает сталь особо высокого качества (то есть содержащую не более 0,015% серы и 0,02% фосфора)

Маркировка легированных сталей

Маркировка легированных сталей показывает, во-первых — главную легирующую добавку, и во-вторых химический состав стали.

На практике это выглядит так:

Но если содержание легирующих металлов меньше, чем содержание углерода, то маркировка приобретает вот такой вид: 20Х, 30Х, 40Х и др. Число в начале маркировки означает содержание углерода (оно исчисляется в-десятых долях процента), а за буквенным обозначением каждого легирующего элемента может быть проставлена цифра, по которой и определяют его количественное содержание в сплаве.

Если ее (как в указанных случаях) нет, то указанного элемента в стали содержится не больше 1,5%. Соответственно маркировка 40Х2 будет обозначать, что в сплаве содержится 4% углерода и 2% хрома.

Низколегированные стали, в которых главным элементом сплава является углерод, тоже могут иметь в начале маркировки указание на содержание углерода.

Например, маркировка стали марки 09Г2С показывает, что в ней содержится 0,09% углерода, а легирующие добавки ( Г-марганец и С-кремний ) содержатся в ней в пределах 2%.

Аналогично можно понять маркировки 10ХСНД или 15ХСНД

Цифры в начале обозначают содержание углерода (1% и 1,5% соответственно), а буквы обозначают легирующие добавки (Х-хром, С-кремний, Н-никель, Д-медь), содержание которых не превышает 1% и поэтому в цифрах не указывается.

Особые, но не легированные

Между тем, нелегированные стали, тоже далеко не все исчерпываются при маркировке литерой Ст. Многие из них содержат повышенное количество углерода и тоже относятся к категории прочных инструментальных и обозначают литерой «У» (углерод), которая ставится в начале их маркировки. Следующая за ней цифра означает процент углерода в сплаве — например У7, У8.

Такие стали могут быть еще качественными и высококачественными (в таком случае в конце марки присутствует буква «А» — например У8А). Кроме того, в их маркировке может быть отмечено содержание отдельных легирующих элементов — например, марганца (маркировка У8ГА и др.).

Кроме того, буквой «К» в маркировке может сообщать о количественном содержании углерода, содержащего в нелегированной конструкционной стали, которая употребляется для производства паровых котлов, работающих под высоким давлением (20К, 22К и др.).

Что из чего?

Теперь, зная «хитрости» маркировки различных видов стали, можно попробовать по этой маркировке определить химический состав.

Получится вот что:

Ну, а с таким знанием, уже можно решать какой сорт стали на что использовать…