Сплав железа с углеродом, где содержание углерода находится в пределах от 0,1% до 2,14%, называется сталью. Стоит добавить, что содержание железа должно составлять не менее 45%.
Для придания нужных свойств при выплавке производят легирование, то есть добавляют в расплав дополнительные присадки, содержащие легирующие элементы. Таким образом получают сплавы с заданными свойствами. Все марки стали соответствуют строго определённым техническим стандартам (ГОСТ). По их написанию можно узнать количество каждого из элементов в составе сплава, а также вредных примесей (все прописано в соответствующем ГОСТ).
Классификация сплавов
По содержанию углерода и добавок (легирующих) стали делятся:
Низколегированные (содержат легирующих до 4%).- Среднелегированные (до 11%).
- Высоколегированные (свыше 11%).
- При содержании углерода больше 0,6% стали относятся к высокоуглеродистым.
- Среднеуглеродистые имеют до 0,55% углерода в своём составе.
- Низкоуглеродистые - не более 0,25%.
Информация в маркировке
Способ раскисления металла можно увидеть в названии марки. Обозначается так:
- СП (спокойная), кислород удалён;
- ПСП (полуспокойная);
- КП (кипящая) не раскисленная, кислород не удалён.
Если эти обозначения отсутствуют, то сталь принято относить к спокойной (Ст3сп и Ст3 - одно и то же). Стали обычного качества, не легированные, обозначаются «Ст» и цифра, означающая его верхний предел по углероду (в 0,1%).
Способы переплавки металла
Способы переплавки различают в зависимости от сталеплавильных печей, в которых плавят металл:
- мартеновский;
- кислородно-конверторный;
- электротермический.
Электрические же могут быть плазменными, дуговыми, шлаковыми и другими. Эти названия указывают, в каких сталеплавильных агрегатах (печах) проводилась выплавка металла. Способ переплава обычно показывается в конце всей марки через дефис. Например, по названию 12Х18Н10Т-ВД видно, что сплав содержит хром (Х), титан (Т) и никель (Н), вакуумно-дугового переплава (-ВД). Соответственно, 12Х18Н10Т-Ш означает шлаковый переплав.
Обозначение некоторых способов выплавки:
шлаковый «-Ш»;- дуговой «-Д»;
- вакуумно-дуговой «-ВД»;
- плазменный «-ПТ»;
- плазменно-дуговой «-П»;
- электронно-лучевой «-ЭЛ»;
- плазменно-лучевой «-ПЛ»;
- вакуумирование «-В».
Знаки качества
Если в конце наименования марки стоит «А» (например, 50ХФА), это значит, что сталь высококачественная с содержанием фосфора и серы менее 0,025%. Стали обычного качества содержат этих примесей до 0,07%, качественные - до 0,035%. Для особовысококачественных сталей принято ставить «Ш» в конце марки.
Место, где буква расположена в марке, имеет значение. Стоящая перед всеми знаками «А» - это сера, а в середине марки показывает азот.
Отражение химического состава
На каком бы заводе ни был выплавлен металл, он имеет строго регламентированный состав, переплав, соответственно, будет иметь определённые именно этой марке присущие свойства. В зависимости от промышленного использования стали делятся на конструкционные, конструкционные, стали и сплавы со специальными свойствами.
Для маркировки сталей принято использовать обозначение состава буквами русского алфавита и цифрами.
Расшифровка букв
Если посмотреть нижеприведенную таблицу с разъяснениями, какая буква соответствует каждому элементу, станет понятно, что ХНМ означает, что сплав содержит хром, никель и молибден.
| Элемент | Символ в маркировке | Химический знак |
| Азот | А | N |
| Алюминий | Ю | Al |
| Бор | Р | B |
| Ванадий | Ф | W |
| Вольфрам | В | Wo |
| Кобальт | К | Co |
| Кремний | С | Si |
| Марганец | Г | Mn |
| Медь | Д | Cu |
| Молибден | М | Mo |
| Никель | Н | Ni |
| Ниобий | Б | Nb |
| Селен | Е | Se |
| Титан | Т | Ti |
| Хром | Х | Cr |
| Цирконий | Ц | Zr |
Цифры и их отсутствие
В маркировке могут присутствовать цифры. Для расшифровки сталей надо знать, что они показывают. Расположенные после значка, они означают массовую долю данного вещества в составе сплава.
Первое число показывает процент углерода. Например, расшифровка марки 40Х13: нержавеющая сталь содержит 0,40% углерода и 13% хрома. При этом если доля углерода показана числом из двух цифр, его содержание выражено в сотых долях процента, а одной — в десятых долях. Цифра после значка легирующего элемента показывает его процент. Содержание элементов 1,0-1,5% - по умолчанию при отсутствии цифры. Пример: 5ХНМ - 0,5% углерода, 0,1% никеля и молибдена.
Что можно узнать из марки
Для марки стали 30ХГСА расшифровка такая: высококачественная (это показывает «А» в конце марки), содержит 0,3% углерода (что соответствует первым цифрам), хром, марганец и кремний - по 1%. Проверим, соответствует ли ответ стандарту ГОСТ 4543–71 для конструкционных сталей.
Легко узнать все о металле из государственных стандартов. Марки сталей с расшифровкой в таблице покажут их полный состав. В преамбуле указаны области применения и другая полезная информация.
Видно, что для каждой марки стали таблица с разъяснениями предельного содержания того или иного элемента поможет прочесть маркировку. В нашем случае углерод в интервале 0,28-0,34; кремний 0,9-1,2; марганец 0,8-1,1; хром 0,8-1,1.
Случается, что нужен металл похожей марки. В таком случае проводят сравнительный анализ марок сталей с расшифровкой по таблице. Например, имеется плавка стали 30ХГСА с такими параметрами: C=0,28; Si=1,0; Mn=0,9; Cr=1,1. Можно ли маркировать металл 25ХГСА, если есть необходимость? Понятно, что содержание вредных примесей соответствует норме. Ответ однозначный: да, химический состав полностью соответствует данной марке. Таким образом, одна и та же плавка удовлетворяет условиям двух разных марок.
Специальные знаки
Дополнительные буквы принято использовать в некоторых сталях специального назначения.
Перечислим некоторые из них:
Нелегированные углеродистые инструментальные (У7, У8, У10А, У8ГА) содержат число после буквы «У», оно означает десятую долю процента углерода.- Подшипниковые сразу видно, они начинаются с «Ш»: ШХ15, ШХ15СГ.
- Стали с улучшенными литейными свойствами обозначаются «Л» в конце: 40ХЛ.
- Металл для сосудов высокого давления содержит «К», которая показывает, сколько углерода в составе (20К).
- Маркировка строительных сталей начинается с «С» и может использовать дополнительно «К» - повышенная устойчивость к коррозии, «Т» - термоустойчивый прокат (С390К).
- С «Р» начинаются быстрорежущие вольфрамсодержащие марки: Р9К5, Р18. Цифра после «Р» показывает содержание вольфрама. Если ванадия в них больше 2,5%, то его содержание указывается: Р6М5Ф3 (3%). Хром и углерод имеют стандартные значения, поэтому не показываются.
- Стоит упомянуть стали, идущие на наплавочную проволоку. Их обозначают в начале марки значком «НП», например, НП30ХГСА.
Можно сказать, что при возникновении любых спорных вопросов по маркировке ответ можно узнать из соответствующего ГОСТ или ТУ.
Как происходит маркировка на практике
Прежде чем выплавить плавку металла какой-либо марки, производится расчёт шихтовых материалов. Затем нужный состав засыпают в печь, варят и разливают. По ковшевой пробе в соответствии с таблицами ГОСТ или ТУ сверяют все нужные элементы. Проверяют вредные примеси (они попадают в расплав с шихтой и от футеровки). Если все составляющие попали в норму, то плавку маркируют, как и предполагалось.
Бывает и такое, что в нормативы по химическому составу не укладываются. Тогда металл маркируют другой маркой. Заказчик должен быть уверен, что он получит именно ту продукцию, которую заказал. От этого зависит качество изделий. Заводская система технического контроля завода строго следит за этим.
