Классификация и маркировка легированных сталей

Цель работы: ознакомиться с классификацией и маркировкой легированных сталей.

Общие указания

Легированными сталяминазывают стали, содержащие в своем составе, кроме железа и углерода, специально введенные элементы, которые способны изменить ее строение, а следовательно, и свойства.

В соответствии, с общепринятой классификацией, все химические элементы, содержащиеся в стали, можно разделить на четыре группы:

1. Постоянные или обыкновенные примеси. К этой группе относятся марганец, кремний, алюминий, титан, которые попадают в сталь в процессе раскисления и находятся в стали в незначительном количестве. К постоянным примесям следует отнести серу и фосфор.

2. Скрытые примеси. Это кислород, водород и азот, присутствующие в любой стали в очень малых количествах.

3. Случайные примеси. К этой группе относятся примеси, попадающие в сталь из шихтовых материалов или вследствие каких-либо случайных причин (например, при переплавке металлического лома – луженого, оцинкованного).

4. Легирующие элементы. Это элементы, специально вводимые в сталь в определенных количествах с целью изменения ее строения и свойств.

Для легирования стали наиболее часто применяют хром, никель, марганец, кремний, вольфрам, ванадий, молибден, титан, медь и др.

Классификация легированных сталей

Классификация по назначению. В зависимости от назначения стали можно объединить в следующие группы.

I. Конструкционная сталь, идущая на изготовление деталей машин, конструкций и сооружений.

II. Инструментальная сталь, идущая на изготовление режущего, измерительного, штампового и прочего инструмента.

III. Стали и сплавы с особыми физико-химическими свойствами. К ним относятся стали, обладающие каким-нибудь резко выраженным свойством: нержавеющие, жаропрочные, теплоустойчивые, износоустойчивые, с особенностями теплового расширения, с особыми магнитными и электрическими свойствами и т. д.

Классификация по химическому составу. В зависимости от состава легированные стали классифицируются как никелевые, хромистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и тому подобные. Классификационный признак – наличие в стали тех или иных легирующих элементов.

Буква	Элемент	Буква	Элемент	Буква	Элемент
А	азот	К	кобальт	Т	титан
Б	ниобий	Н	никель	Ф	ванадий
В	вольфрам	М	молибден	Х	хром
Г	марганец	П	фосфор	Ц	цирконий
Д	медь	Р	бор	Ч	редкоземельные
Е	селен	С	кремний	Ю	алюминий

Химический состав легированной стали является основой для установления ее марки по ГОСТу.

Легированные стали маркируют цифрами и буквами. Легирующие элементы обозначаются буквами:

Каждая марка стали составляется из сочетания букв и цифр. В конструкционных сталях первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. В инструментальных сталях первая цифра указывает на среднее содержание углерода в десятых долях процента, если его содержание  1 %. Если содержание углерода в инструментальных сталях больше 1 %, то цифра чаще отсутствует. Буквы обозначают легирующие элементы, а следующие за ними цифры – среднее содержание (в целых процентах) соответствующего легирующего элемента; отсутствие цифры указывает, что оно составляет  1  1,5 % и менее. Исключение составляют дорогие и остродефицитные карбидообразующие элементы: Мо, W, V, Ti. Эти элементы добавляют в небольшом количестве (например, до 0,3 % V и 0,1 % Ti), поэтому в расшифровке марки нужно указывать, что содержание этих элементов до 1 %.

Классификация по содержанию углерода:

а) малоуглеродистые (0,025  0,25 % С);

б) среднеуглеродистые (0,25  0,6 % С);

в) высокоуглеродистые ( 0,6 % С).

Классификация по содержанию легирующих элементов:

1. Низколегированная сталь – легирующих элементов до 2,5%.

2. Легированная сталь – легирующих элементов 2,5 ÷ 10%.

3. Высоколегированная сталь – легирующих элементов более 10% (при содержании Fe > 45%).

Классификация по качеству. Качество сталей определяется содержанием в них вредных примесей: серы и фосфора. По качеству легированные стали подразделяются на три группы.

Основная масса легированных сталей выплавляется качественными ( 0,035 % Р и  0,035 % S).

Высококачественные стали содержат меньше вредных примесей ( 0,025 % Р и  0,025 % S) и обозначаются буквой А, помещенной в конце марки.

Особовысококачественные стали содержат минимальное количество вредных примесей (до 0,015 % S, до 0,025 % Р). Обозначаются такие стали буквой Ш, располагаемой через дефис в конце марки.

Классификация по структуре. Наиболее часто рассматривают классификацию сталей по структуре, получаемой после охлаждения на воздухе с 900 ⁰С. В соответствии с этой классификацией легированные стали делят на пять классов: ферритный, перлитный, мартенситный, аустенитный и карбидный (ледебуритный).