Обзор марок конструкционных сталей

Чтобы даже новичок, едва знакомый с теоретическими сведениями о том, как производят сталь, и какие примеси она содержит, смог подобрать для себя тот сплав, который решит конкретную задачу, стальные составы маркируют по определённой системе обозначений.

Маркировка позволяет оценить на предмет пригодности имеющиеся в продаже образцы. Например, чтобы собрать металлокаркас для дивана или спального гарнитура, необязательно покупать заготовки из нержавейки, можно обойтись и обычной маркой стали типа Ст40Сп, которая выдержит нагрузку от спящих людей. Если бы маркировка стали по сортам не использовалась, то рынок стальных конструкций и сборочных деталей не развился бы в том виде, каким мы его наблюдаем сегодня. Разрезать заготовку ровно, без заусенцев, оказалось бы невозможным, так как твёрдость режущих расходников совпала бы с твёрдостью обрабатываемых деталей.

Например, когда потребителю требуется коррозионноустойчивая сталь, он обратит внимание на хромосодержащие составы. За маркировку сталей отвечают десятки конкретных правил по ГОСТу, действующему в России.

Конструкционная сталь обозначается присущими ей сокращениями, состоящими из букв и цифр. Чаще всего указывается содержание углерода, далее может быть указано и содержание хрома. Приписка «А» означает, что сталь улучшена по качественным показателям, в частности, по минимально требуемому содержанию фосфора и серы, которые портят железо, делая его заведомо хрупким. Высококачественная сталь содержит не более 1/7 промилле фосфора и серы по массе сплава. Сталь обычного качества обеспечивает их содержание до ½ промилле, что приводит к образованию красноломкости состава.

Углеродсодержащая сталь среднего уровня качества обычно отображается в каталоге как Ст0… Ст6. Состав Ст0 является самым низкоуглеродистым: содержание углерода в нем менее одной сотой доли процента. Ст1 содержит 0,01% углерода в своём составе, Ст2 – 0,02%, Ст3 – 0,03%, Ст20 – 20 условных частей (0,2%) и так далее. Способ выплавки прописывается после этого обозначения: например, Ст3СП обозначает спокойную, устоявшуюся при переплавке сталь («спокойная переплавка»). Приписка «ПС» – полуспокойная, «КП» – «кипящее плавление». Марка Ст0 не указывает на определённую степень раскисления. Марки Ст1… Ст6 – полуспокойный сплав, но с 1 по 4 они также указываются как кипящие. Кипящая сталь обладает более пористой консистенцией после застывания, а полуспокойная обретает эту особенность лишь наполовину. Дозировка кремния, хрома, марганца в этих сортах стали регламентирована ГОСТ 1050-1988.

Конструкционные углеродсодержащие сплавы также подразделяются на спокойные, полуспокойные и кипящие сплавы, однако перед их цифровыми обозначениями буквенный маркер не указывается. Например, 08ПС – полуспокойный состав с 0,8 промилле угля по массе. Литейная сталь обозначается маркером «Л», пример – состав 60Л (назначение – изготовление цельнолитых заготовок). Легированные составы маркируются также на основании ГОСТ 4532–1971.

Дополнительное буквенное пояснение отражает наиболее полно состав конструкционного материала, к примеру, алюминий подписывается как «Ю», бор – как «Р», ванадий – «Ф», вольфрам – «В», кобальт – «К», кремний – «С» (силиций), марганец – «Г», медь – «Д», молибден – «М», никель – «Н», ниобий – «Б», титан – «Т», наконец, хром – как «Х». После каждого такого маркера указывается число, отображающее дозировку соответствующей примеси.

Число, указанное в начале маркировки, показывает, что в конкретном сплаве содержится определённое количество углерода по массе. Например, состав 30ХН3А значит, что он содержит три промилле углерода, процент хрома и 3% никеля. «А» в конце по-прежнему указывает на высокое качество стального сплава.

Сплавы особого уровня качества образуются по методу электрошлаковой переплавки. Они подписываются маркером «Ш». Таков, например, состав 30ХСГШ (3 промилле углерода, 1% хрома, 1% кремния, 1% марганца, шлакопереплавка).

Часть сплавов маркируется в виде левого маркера: «А» – автоматные, «С» – строительные (область их применения – арматура и профсталь), «Ш» – шарикоподшипниковые, «шиповые». Например, ШХ-15 – высококачественная сталь для шарикоподшипников без коррозии (15% хрома в составе, 1% угля).

Автоматные стальные сплавы обладают высоким содержанием кальция, селена, теллура. По ГОСТ 1414–1975 маркировка кальция отмечается маркером «Ц», селен – «Е», сера – «А», свинец – «С». Цифровое обозначение перед ними сообщает о содержании углерода: к примеру, сталь АЦ20… АЦ30ХН обозначена как серосодержащая субстанция с кальцием, состав же А35Е содержит селен, серу без других добавок – А11, А20, А40. Свинцовосодержащий сплав маркируется как АС14, АС40, АС45Г2 (с 2% марганца).

Стальные сплавы с низким содержанием легирующих присадок обозначаются в виде сокращения, в котором присутствуют маркер «С» и числовое значение условной растекаемости в мегапаскалях. В качестве характерных примеров – составы С-235, С-285, С-590 и им подобные. Конечные обозначения предусматривают дополнительные буквенные пометки, к примеру, «Д» – противокоррозионная сталь, «К» – особый химсостав, «Т» – дополнительная термообработка, осуществляемая в целях повышения прочностных параметров.

Для закрепления в памяти потребителя оговоренных выше закономерностей стоит пояснить ещё несколько популярных примеров маркировки.

• Ст5КП – 0,05% (по углероду) кипящая сталь.
• ХВГА – высококачественный стальной сплав с хромом, вольфрамом и марганцем (по 1%), 1% углерода. 96% – почти чистое железо, с 0,015% серы и фосфора.
• АС15 – серосодержащая субстанция: 1% углерода, свинец – 0,15%. К ним относится более десятка похожих сплавов, в которых содержание свинца колеблется соответствующим образом.

Марки цементуемой (содержащей цементит) стали, как правило, более высокоуглеродистые, подписываются как Ст60 и им подобные. Однако маркера Ст100 на сегодня не существует: улучшаемые большим количеством угля и легирующих присадок составы подписываются иначе. Сталь, содержащая 2,13% углерода, является последней высокоуглеродистой (так называемая чёрная сталь), после которой идёт уже белый чугун (2,14% угля по массе), обладающий совсем иными свойствами, отличными от стальных составов.