Все о марках легированной стали

Сталь подразумевает под собой соединение простого железа, ряда разных примесей и углерода. Легированная сталь же, напротив, имеет в себе специальные легирующие добавки, благодаря которым все характеристики материала можно в некоторой степени менять (это относится к механической и физической форме).

На химическом языке можно описать легированную сталь немного по-другому – это специальный сплав из металлов, который получен путем смешивания и внедрения определенных дополнительных химических элементов. Эти модификации помогают улучшить физические и химические свойства металла, делая его прочным, гибким, и расширяя тем самым границы применения. Само направление получило название от латинского слова ligare, что означает «связывать». Этот процесс уникален тем, что он не просто смешивает сплавы, а связывает на молекулярном уровне все химические элементы, формируя новые соединения и кристаллические решетки. В статье пойдет речь о марках легированной стали.

Многообразие различных сплавов порой приводит в небольшое замешательство людей, которые далеки от металлургии и практически ничего в этом не понимают. Как определить, какому именно типу соответствует сталь?

В мире существуют специальные маркировки по ГОСТу, которые разрабатывает государство для облегчения использования и учета материалов. Все эти требования обязаны соблюдать заводы по производству стали или других видов металла.

Маркировка несет в себе характеристики, по которым определяют состав:

• предназначение;

• основа;

• состав примесей.

Сплав может предназначаться, например, для изготовления инструментов (рабочих частей, станков или болтов). Или специальный прочный сплав для создания корпусных сооружений, таких как корпуса автомобилей, детали мостов или профили. Эта категория называется конструкционной.

Встречаются и дополнительные буквы в маркировке, которые помогают распознать, какой именно элемент был использован в примеси. А также буквы используются для обозначения некоторых физических характеристик. Например, сталь может быть магнитная, жаропрочная или устойчивая к коррозии.

Легированная сталь делится на три вида, в которых присутствует свой стандарт для примесей.

• Низколегированные. Содержат в себе всего 2,5% добавок. Качество материала значительно выросло, но ковкость и прочность не сильно изменились.

• Среднелегированные. Содержание примесей в них варьируется в диапазоне от 2,5% до 10%. Самый популярный вид примесей, который стоит в средней ценовой категории и чаще всего приобретается. Его характеристики выше, чем у предыдущего вида. Прочность и ковка идеально выдерживают механические манипуляции.

• Высоколегированная. Процент добавок имеет диапазон от 10 до 50%. В этом сплаве гарантирована максимальная прочность, долговечность и возможность применения в любом виде отраслей. Минусом можно посчитать дороговизну этого материала.

Как было указано выше, вся сталь имеет маркировку. В каждой стране это наименования устанавливается по ГОСТу и обозначается буквами алфавита. В России используются русские буквы, и они обозначают первую букву названия определенного элемента.

Сталь получается весьма интересным образом. Изначально используется только руда, затем при выплавке образуется чугун. Он очищается от газов, оксидов и других элементов. Это называется рафинированием. После удаляется кислород при помощи угля, марганца или других раскислителей. Эти элементы выталкивают газы и тяжелые оксиды.

Этот непростой принцип работы определяет качество стали. И только после этого начинает формироваться маркировка. Легированная сталь делится по качеству.

• Рядовые/обыкновенные. Дешевый сплав, который содержит в себе до 0,4-0,6% углерода. В плотности железа присутствуют большие и мелкие пузырьки воздуха. Именуются маркировкой СтО, Ст5кп или Ст3сп.

• Качественные. На голову выше предыдущей модели и имеют примеси кислорода, азота и водорода. Качество определяется по концентрации газов в структуре и подразделяется на спокойные, полуспокойные и кипящие. Марки на таких сплавах обозначаются как Ст08кп, Ст10пс, Ст20,7ХФ и 8ХФ.

• Высококачественные. Их производство отличается тем, что используется не уголь, а электричество. Процент серы и фосфора снижен до минимального и равняется 0,03%. Примеры таких моделей: 6ХВ2С и 6ХЗ3ФС.

• Особо высококачественные. Самый дорогой сплав. Он полностью подвергается очистке от оксидов, каких-либо неметаллических элементов, сульфидов. Процент серы всего 0,01, а фосфора – 0,025%. Пример: сплав с маркировкой 30ХГС3-Ш.

Чтобы уметь читать маркировку, необходимо знать все тонкости буквенного обозначения. Но перед этим необходимо узнать, какие именно элементы используются в сплавах, и для чего они нужны.

• Хром отвечает за стойкость, прочность и твердость будущего материала, а также уменьшает эффект повреждения коррозии.

• Никель отвечает за пластичность и вязкость.

• Титан выравнивает зернистость структуры, увеличивает плотность и прочность, а также обеспечивает легкость в обрабатывании.

• Ванадий повышает тягучесть сплава и уменьшает порог разрыва.

• Молибден снижает хрупкость изделия, дает возможность без повреждений «прокалывать» полотно и повышает устойчивость к коррозии.

• Вольфрам делает сталь тверже, при этом не дает зернам внутри слишком сильно нагреваться в момент остужения, не дает железу становиться хрупким.

• Алюминий повышает окалинность.

А вот такие элементы, как углерод, марганец, сера, фосфор, азот, кислород и водород, могут навредить стали, если добавить их в сплав в большом количестве, перейдя грань дозволенной нормы. В этом случае сталь начнет терять свою прочность и пластичность. Она может стать хрупкой и очень сильно подвергаться коррозии и другим внешним факторам.

Рассмотрим буквенную маркировку ближе. Не всегда первые буквы названия элемента могут быть в названии маркировки. Об этом тоже необходимо помнить. Но так как все требования были установлены ГОСТом, то памятки облегчают понимание.

Например, если маркировка содержит такие буквы как Ж, Х, Е, то сплав относится к категории нержавеющих, магнитных и хромистых групп. Буква Ю обозначает содержание алюминия, Ф – это ванадий, а Г – это марганец.

Марки стали различаются большим многообразием. Они подразделяются по типу и назначению. Как было сказано выше, в обозначениях легированной стали используют буквенные и цифровые обозначения. Например, 09Г2С, 60С2 или 08Х18Н10Т.

Первая цифра говорит о количестве содержания углерода в стали. Следующая буква отвечает за обозначение примесей, которые использовали. Далее цифра обозначает количество легирующего вещества в составе. Если после этой буквы не стоит цифровое обозначение, то такого элемента в сплаве мало, а если стоит цифра, то она обозначает процент количества.

Разберем на примере 4ХН2МА. Первая цифра 4 – обозначает содержание углерода, его 0,04%. Так как после буквы Х (хрома) нет числового обозначения, то его количество в этой цепочке минимально, и не превышает 1,5%. Далее идет Н (никель), его содержится 2%. После идет буквенное обозначение молибдена и азота. Их содержание также низкое, поэтому нет никакого цифрового обозначения.

Р6М5 – расшифровка данной марки следующая: первая буква Р означает, что сталь быстрорежущая, цифра 6 указывает среднюю массовую долю вольфрама (6%), М – это молибден и его 5%.

А также дополнительно необходимо знать буквенное обозначение, стоящее в конце:

• К – качество нелегированное;

• А – высокое качество;

• Ш – особо высокое;

• Л – литейное.

Буквы, используемые в конце через пробел, обозначают:

• С – строительные;

• Т – термопрочные;

• К – стойкие к коррозии;

• Д – повышенное содержание элемента меди.

Может присутствовать и другая расшифровка. Например, Ст08кп или Ст10пс. Ст показывает, что перед нами сталь обычного качества. Цифры относятся к номеру госта. Кп, Пс или Сп расшифровываются как степень раскисления стали. Вторая цифра будет означать номер категории.

Применяется легированная сталь в изготовлении различных элементов кромки или шестеренок. В этом случае используется рессорно-пружинная сталь. Примеси в ней улучшают прочность и износостойкость, которая обеспечивает безопасность и долговечность.

Жаропрочная легированная сталь используется в местах, где преобладают высокие температуры, например, на горизонтально-ковочных машинах или во всех вставках штампов напряженных конструкций, где под большим объемом горячего потока специально деформируется конструкционная сталь.