Условное обозначение сталей

Все стали имеют свою маркировку, отражающую в первую очередь их химический состав. В маркировке стали первой цифрой указано содержание углерода в сотых долях процента. Затем следуют буквы русского алфавита, обозначающие наличие легирующего элемента. Если за буквой цифры нет, это означает, что содержание легирующего элемента составляет не более одного процента, а следующие за буквой цифры (цифра) означают содержание его в процентах.

Примеры расшифровки обозначения сталей:

12ХНЗА: содержание углерода - 0,12%, хрома - 1,0%, никеля - 3,0%, высокого качества;
30ХГСА: содержание углерода - 0,30%, хрома, марганца, кремния по одному проценту, буква "А" обозначает высокое качество;
19ХГН: cодержание углерода - 0,19%, хрома, марганца, никеля по одному проценту;
15Х25Т: содержание углерода - 0,15%, хрома - до 25%, титана - до 1%;
08Х21Н6М2Т: содержание углерода - 0,08%, хрома - 21%, никеля - 6%, молибдена - 2%, титана - до 1 процента.
09Х16Н15М3Б: содержание углерода - 0,09%, хрома - 16%, никеля - 15%, молибдена - 3,0%, ниобия - до 1 процента.

В последние годы для улучшения качества стали применяются новые методы ее выплавки, которые находят отражение в обозначениях марок стали:

• ВД - вакуумно - дуговой;
• ВИ - вакуумно - индукционный;
• Ш - шлаковый;
• ПВ - прямого восстановления;
• ЭШП - электронношлаковый переплав;
• ШД - вакуумно - дуговой после шлакового переплава;
• ЭЛП - электронно - лучевой переплав;
• ПДП - плазменно - дуговой переплав;
• ИШ - вакуумно - индукционный плюс электрошлаковый переплав;
• ИП - вакуумно - индукционный плюс плазменно - дуговой переплав.

Кроме перечисл енных, на заводе изготовляются трубы из опытных марок стали, имеющие следующие обозначения:

• ЭП - электростальская (завод) поисковая;
• ЭИ - электростальская исследовательская;
• ЧС - челябинская сталь;
• ЗИ - златоустовская исследовательская;
• ВНС - ВИЭМовская нержавеющая сталь;
• ДИ - днепроспецстальская (завод) исследовательская.

По степени раскисления стали маркируются так:
кипящие - кп, полуспокойные - пс, спокойные - сп.

Углеродистые стали

Углеродистая сталь по назначению делится на конструкционную и инструментальную.
Конструкционной углеродистой называется сталь, содержащая до 0,6 % углерода (как исключение допускается 0,85 процента).
По качеству конструкционная углеродистая сталь разделяется на две группы: обыкновенного качества и качественная.
Сталь обыкновенного качества применяется для неответственных строительных конструкций, крепежных деталей, листового проката, заклепок, сварных труб. На конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества установлен ГОСТ З80-88. Эта сталь выплавляется в кислородных конвертерах и мартеновских печах и подразделяется на три группы: группа А, поставляемая по механическим свойствам; группа Б, поставляемая по химическому составу и группа В, поставляемая по механическим свойствам и химическому составу.
Качественная углеродистая конструкционная сталь поставляется по химсоставу и механическим свойствам, выплавляется в кислородных конвертерах и мартеновских печах.
На нее распространяется ГОСТ 1050-88.
Качественная конструкционная сталь применяется для деталей, работающих при повышенных нагрузках и требующих сопротивления удару и трению: зубчатых колес, осей, шпинделей, шарикоподшипников, шатунов, коленчатых валов, а также для изготовления сварных и бесшовных труб.
К конструкционным углеродистым сталям относится и автоматная. Для улучшения обработки резанием в ее состав вводится сера, свинец, селен. Из этой стали на заводе делают трубы для автомобилестроения.

Легированные стали

В стали особого назначения вводят также редкоземельные элементы, в легированных сталях может одновременно находиться несколько легирующих элементов. Область применения конструкционной легированной стали очень велика. Применение легированной стали экономит металл, повышает долговечность изделий.

По назначению легированные стали делятся на группы: конструкционная, инструментальная и сталь с особыми физическими и химическими свойствами.

Конструкционная легированная сталь согласно ГОСТ 4543 - 71 делится на три группы: качественная, высококачественная и особо высококачественная.

В легированной стали наряду с обычными примесями (сера, кремний, фосфор) имеются легирующие, т.е. связывающие элементы: хром, вольфрам, молибден, никель, а также кремний и марганец в повышенном количестве. Легированная сталь обладает высоко ценными свойствами, которых нет у углеродистой стали.

Ниже описано влияние конкретных элементов на свойства стали:

Хром - повышает твердость, коррозионностойкость;
Никель - повышает прочность, пластичность, коррозионностойкость;
Вольфрам - увеличивает твердость и красностойкость, т.е. способность сохранять при высоких температурах износостойкость;
Ванадий - повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию;
Кобальт - повышает жаропрочность, магнитопроницаемость;
Молибден - увеличивает красностойкость, прочность, коррозионностойкость при высоких температурах;
Марганец - при содержании свыше 1 процента увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок;
Титан - повышает прчность, сопротивление коррозии;
Алюминий - повышает окалиностойкость;
Ниобий - повышает кислотостойкость;
Медь - уменьшает коррозию.

Наибольшее распространение получили следующие легированные стали:

• хромистые, обладающие хорошей твердостью, прочностью: 15Х, 15ХА, 20Х, 30Х, 30ХРА, 35Х, 40Х, 45Х;
• марганцовистые, отличающиеся износоустойчивостью: 20Г, 50Г, 10Г2, 09Г2С;
• хромомарганцовые: 19ХГН, 20ХГТ, 18ХГТ, 30ХГА, 25Х2ГНТА-ВД;
• кремнистые и хромокремнистые, обладающие высокой твердостью и упругостью: 33ХС, 38ХС;
• хромомолибденовые и хромомолибденованадиевые, особо прочные, противостоящие истиранию 30ХМА, 15ХМ, 15Х5М, 15Х1МФ;
• хромомарганцевокремнистые стали ("хромансиль") : 14ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА;
• хромоникелевые, очень прочные и пластичные: 12Х2Н4А, 20ХН3А, 12ХН3А;
• хромоникелевольфрамовые, хромоникелеванадиевые стали: 12Х2НВФА, 20Х2Н4ФА, 30ХН2ВА.

Стали и сплавы высоколегированные, коррозионостойкие, жаропрочные и жаростойкие

Коррозионностойкие высокохромистые стали, легированные никелем, титаном, хромом, ниобием и другими элементами. Предназначены для работы в средах разной агрессивности. Для слабо агрессивных сред используются стали 08Х13, 12Х13, 20Х13, 25Х13Н2.

Детали из этих сталей работают на открытом воздухе, в пресной воде, во влажном паре и растворах солей при комнатной температуре.

Для сред средней агрессивности применяют стали 07Х16Н6, 09Х16Н4Б, 08Х17Т, 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 15Х25Т.

Для сред повышенной агрессивности используют стали 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 03Х18Н12, которые обладают высокой стойкостью против межкристаллитной коррозии и жаростойкостью. Структура коррозионностойких сталей в зависимости от химсостава может быть мартенситной , мартенситно-ферритной, ферритной, аустенитно-мартенситной аустенитно-ферритной, аустенитной.

Хладостойкие стали должны сохранять свои свойства при температурах минус 40 - минус 80 °С. Наибольшее применение имеют стали: 20Х2Н4ВА, 12ХН3А, 15ХМ, 38Х2МЮА, 30ХГСН2А, 40ХН2МА и др.

Жаропрочные стали способны противостоять механическим нагрузкам при высоких температурах (400 - 850 °С). Стали 15Х11МФ, 13Х14Н3В2ФР, 09Х16Н15М3Б и другие применяют для изготовления пароперегревательных устройств, лопаток паровых турбин, трубопроводов высокого давления. Для изделий, работающих при более высоких температурах, используются стали 15Х5М, 16Х11Н2В2МФ, 12Х18Н12Т, 37Х12Н8Г8МБФ и др.

Жаростойкие стали способны сопротивляться окислению и окалинообразованию при температурах 1150 - 1250 °С. Для изготовления паровых котлов, теплообменников, термических печей, аппаратуры, работающей при высоких температурах в агрессивных средах используются стали марок 12Х13, 08Х18Н10Т, 15Х25Т, 10Х23Н18, 08Х20Н14C2, 1Х12МВСФБР, 06Х16Н15М2Г2ТФР-ИД, 12Х12М1БФР-Ш.

Теплоустойчивые стали предназначены для изготовления деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре 600 °С в течение длительного времени. К ним относятся: 12Х1МФ, 20Х3МВФ, 15Х5ВФ, 12Х2МФСР.

На заводе изготавливаются трубы из железоникелевых, железоникелекобальтовых и никелекобальтокремниевых сплавов.

Cплавы с заданным коэфициентом линейного расширения ("ковар") применяют в радиоэлектронике. Кроме "ковара", на заводе изготовлялись трубы из сплавов "никоси" ЭИ-943 (0Х23Н28М3Д3Т), ХН70Ю, Х20Н32Т (ЭП -670), ХН78Т.