какой легирующий элемент обозначается в марке стали буквой д
Марки сталей и их маркировка. Как разобраться.
Сплав железа и углерода в зависимости от процентного содержания и формы присутствия углерода в сплаве делятся на Чугуны (содержание углерода в сплаве 2,14% и более) и Стали (содержание углерода в сплаве, как правило, менее 2%).
В чугунах углерод, представлен в виде графита и цементита, в сталях – в виде дисперсий, твёрдых растворов, эвтектических смесей и химических соединений (карбидов).
Для достижения требуемых физико-химических свойств в сплав железа и углерода могут быть введены добавки – легирующие элементы.
Чугуны и стали подразделяются на следующие виды:
Чугуны подразделяются на:
— Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит);
— Серый чугун (графит в форме пластин);
— Ковкий чугун (графит в хлопьях);
— Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов);
— Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит).
— Конструкционная сталь (до 0,8 % C) ;
— Инструментальная сталь (до
2 % C);
— Нержавеющая сталь ;
— Высокопрочные и специальные стали.
Наиболее широкое распространение в народном хозяйстве получили стали.
Маркировка сталей была разработана в СССР и действуют по настоящее время на территории РФ и СНГ.
На наличие легирующих элементов в составе стали указывают буквы, присутствующие в обозначении марки стали.
В зависимости от химического состава и предназначения наиболее часто используемые стали и сплавы имеют следующие обозначения.
Конструкционные стали обыкновенного качества нелегированные обозначают буквами Ст. (например, Ст.3)
Цифра, стоящая после букв, условно обозначает содержание углерода в стали в процентах.
Конструкционная низколегированная 09Г2С расшифровывается как сталь, углерода в которой около 0,09% и содержание легирующих компонентов марганца, кремния и других, составляет в сумме не более 2,5%.
Стали 10ХСНД и 15ХСНД отличаются разницей углерода, в таких сталях среднее содержание каждого элемента содержится менее 1% процента, поэтому цифры за буквой не ставятся.
Конструкционные легированные стали, такие как 20Х; 40Х обозначают буквами и цифрами, в данном случае марка показывает содержание углерода в сотых долях процента и основного легирующего элемента хрома. Цифры после каждой буквы обозначают примерное содержание соответствующего элемента в процентах, при содержании легирующего элемента менее 1,5% цифра после соответствующей буквы не ставится.
30ХГСА хромокремнемарганцевая сталь, обладает большой прочностью и повышенным сопротивлением к ударным нагрузкам. В состав марки входит углерод 0,30%, кроме углерода содержит марганец, кремний и хром, примерно в равных долях по 0,8— 1,1%
В высококачественных сталях со стабильно высокими физико-механическими свойствами содержание серы и фосфора не должно превышать 0,03% для каждого из этих элементов. В конце таких марок ставится буква А, например 38ХН3МА. Также обозначаются и конструкционные рессорно-пружинные стали, например 60С2А, где первые цифры показывают углерод в сотых долях процента.
Маркировка конструкционных подшипниковых сталей, производится так, они обозначаются также как и легированные, но маркировка начинается с буквы Ш (например, ШХ4; ШХ15; ШХ15СГ). Цифра 15 говорит о содержании легирующего хрома, примерная доля которого равна 1,5%, в стали ШХ4 0,4% соответственно.
Литейные конструкционные стали обозначаются как качественные и легированные, но в конце наименования ставят букву Л, (35ХМЛ; 40ХЛ и т.п.).
Строительные стали обозначают буквой С и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Дополнительно применяют обозначения: Т — термоупрочненный прокат, К — повышенная коррозионная стойкость, например, С345Т; С390К и т. п.
Стали инструментальные нелегированные, делятся на качественные (обозначаются буквой У и цифрой, указывающей среднее содержание углерода, например, У7; У8; У10) и высококачественные (обозначаются дополнительно буквой А в конце наименования, например, У8А; У10А или дополнительной буквой Г, указывающей на дополнительное увеличение содержания марганца, например, У8ГА).
Обозначение стали инструментальной легированной, совпадает с обозначением конструкционной легированной стали, например ХВГ, наличие букв в которой указывает на наличие в ней основных легирующих элементов Хрома, Вольфрама, Марганца в количестве около 1%.
Маркировка быстрорежущей стали начинается с буквы Р, затем следует цифра, указывающая среднее содержание вольфрама (например, Р18; Р9), затем следуют буквы и цифры, определяющие массовое содержание элементов. (например, сталь Р6М5) цифра 5 показывает долю молибдена в этой марке. Содержание хрома не указывают, т. к. оно составляет стабильно около 4% во всех быстрорежущих сталях и углерода, т. к. последнее всегда пропорционально содержанию ванадия. Следует заметить, что если содержание ванадия превышает 2,5%, буква Ф и цифра указывается (например, стали Р6М5Ф3).
Легированные марки стали: классификация и маркировка
Редакция E-metall Опубликовано 2021-04-27
Обозначение легирование происходит от латинского ligare — связывать. Легированными называют стали, в химический состав которых добавлены другие металлы. Но недостаточно просто смешать расплав, все компоненты связываются на молекулярной уровне, формируя новые соединения и типы кристаллических решеток.
С изменением взглядов на химию было открыто, что присадки некоторых элементов способны встраиваться в железо-углеродную структуру, изменяя ее химические и физические свойства. Первым удачным опытом легирования было получение сплава с 9% вольфрама и 2,5% марганца Р. Мюшеттом в 1858 г. Впоследствии ученый усовершенствовал разработку и на заводе в Шеффилде началось массовое сталелитейное производство. Из так называемой “самокалки” изготавливали режущий инструмент для обработки дерева и металла.
Первые эксперименты по хромированию произвел Джулиус Баур, затем его опыт расширил французский металлург Анри-Ами Брустляйн, подготовив описание 12 хромистых составов с указанием особенностей. Одновременно с этим Джеймс Райли наладил производство никелевой стали в Англии.
Сталь, усиленную никелем, начали использовать для производства велосипедных цепей и осей карет-автомобилей. Главным толчком к развитию технологии послужил автопром, новые модели на рубеже веков появлялись каждые 2-3 недели и приносили баснословные деньги. Первыми масштабными объектами строительства с применением легирования были мосты: Манхэттенский и Куинсборо. Число разработок кратно возросло с наступлением войны.
Технические характеристики
Углеродная составляющая придает твердость, но вместе с тем сплав малопластичен, легко разрушается от ударных воздействий, плохо переносит холод. Железо — один из самых активных химических элементов, и не встречается в чистом виде. Даже будучи связанным в соединениях, оно вступает в реакции с более агрессивными веществами.
Легирование решает ряд задач:
Сегодня к материалам предъявляют разные требования, например стойкость к истиранию и критически-низким температурам, способность длительно обеспечивать работу печного оборудования. В пищевой промышленности действует регламент по отсутствию вредных примесей.
С развитием технологий, металлурги получили возможность работать с расплавами при температуре до 20 тыс. градусов. Это дало возможность легирования тугоплавкими металлами.
Основные легирующие элементы:
Процесс легирования начинается с очистки от примесей, обезуглероживания и раскисления, затем вводят присадки. Нередко после изготовления готовой продукции полуфабрикатам требуется дополнительная рекристаллизация.
Легирующие элементы не только встраиваются в структуру, они образуют интерметаллические включения и дисперсные частицы, упрочняющие молекулярное строение. Среди технических характеристик сталей есть такие, как термоупрочнение, упрочнение давлением.
Виды легированных сталей
Содержание углерода влияет на свойства, если оно находится в пределах 0,25-2,14% сталь называют углеродистой. Классификация производится следующим образом:
Для того, чтобы добавить что-то, нужно удалить часть компонентов, иначе связывания не произойдет. Во время очистки снижаются концентрации вредных примесей и кислорода. Углерод удаляют выжиганием, путем выпадения карбидных соединений и другими способами. Добавлять присадки можно в любую сталь, но это не всегда дает нужный эффект.
В легированной стали углеродная составляющая обозначается в сотых долях процента. Предусмотрена классификация по общей массе присадок:
Введение присадок влечет за собой рекристаллизацию и образование новой структуры. Для сталей определены классы по форме кристаллической решетки:
Металлическая кристаллическая решетка организуется в виде фаз, обычно одновременно присутствуют две фазы. Например, сочетание аустенита и феррита. Нужную фазу увеличивают путем регулирования присадок и термических воздействий.
| Название | Процент добавок |
| Низколегированная | Около 2,5%. Положительные качества прибавились, но при этом ковкость и прочие характеристики для металлообработки не сильно поменялись. |
| Среднелегированная | От 2,5% до 10%. Используется такое соединение чаще всего. |
| Высоколегированная | От 10% до 50%. Максимальная прочность и дороговизна – отличительные черты таких изделий. |
Классификация легированных сталей
При выплавке из руды сначала получают чугун, который затем очищают от газов, оксидов и других включений. Этот процесс называют рафинированием. Удаление кислорода производится с помощью угля, шлака, марганца и других раскислителей, способных образовывать газы или тяжелые оксиды, которые выпадают в осадок.
Обезуглероживание осуществляется водородом и выгоранием карбидов с образованием угарного газа и окалины. Сегодня на некоторых предприятиях действуют передовые методы, например газокислородное рафинирование.
Результат этих процедур определяет качество стали:
Действует классификация легированных сталей по назначению:
Предусмотрено обозначение отдельных групп:
Современные сплавы — это комплексно-легированные составы, с уникальными характеристиками. Например 15Х2НМФА способна в течение 100 лет обеспечивать радиационный ресурс реакторной установки, 17ХНГТ используют для пружин специального назначения.
Маркировка легированных сталей
Согласно стандарту ГОСТ для обозначения марок действует буквенно-цифровая система. Она распространена только на территории стран СНГ, свои маркировки есть в США, азиатских и европейских странах.
Рассмотрим построение маркировки у легированных сталей на примере 25Х2МФА:
Иногда маркировка указывает на предприятие, имеющее патент на выпуск определенного металлопроката, например ЭИ417, ЭП767, ЗИ8. Необычные названия, после освоения металлургическими заводами приобретают стандартные маркировки по ГОСТ.
Сварка сплавов
Легированные стали работают в широком диапазоне температур, но крайне чувствительны к термообработке. Каждый элемент имеет свои свойства, температуру плавления и рекристаллизации. Сварные соединения может выполнять только профессионал. Выбор методов сварки осуществляют после изучения технической документации, рекомендаций производителя.
При нагреве наблюдается выгорание карбидов, перераспределение присадок в толще сварного шва и одновременное окисление. Для предотвращения образования дефектов используют защитные среды и специальные терморежимы. Легирование снижает теплопроводность, без должного отвода тепла легко получить перегрев и распад некоторых химических связей.
Определение особенностей по основным легирующим добавкам:
Особенности сварки по количеству присадок:
Таблица основных легирующих добавок
| Элемент | Влияние |
| Хром | Значительно защищает от коррозии, способствует повышению твердости, а также ударопрочности. Показательно то, что много хрома добавляют в нержавейку. |
| Никель | С добавлением данного вещества сплав становится более вязкий и пластичный, уменьшается его хрупкость, что очень важно, например, перед обработкой давлением прессованием или штамповкой. |
| Титан | Снижает зернистость, делает структуру более однородной, а значит, менее подверженной появлению трещин и расколов. Дополнительно улучшается восприимчивость к металлообработке и устойчивость к ржавлению. |
| Ванадий | Как и после внедрения титана, можно заметить менее зернистую форму. Также характерно увеличение текучести и порога прочности на разрыв. |
| Молибден | После него намного эффективнее процесс закалки, а также снижается хрупкость, появляется большая выносливость к ржавлению. |
| Вольфрам | Кроме повышения твердости, он еще и помогает при термообработке зернистость не увеличивается при нагреве, а при отпуске не сильно страдает ломкость. |
| Кремний | Его задача одновременное увеличение прочности и сохранение уровня вязкости. Но если его будет более 15%, то можно наблюдать за повышением магнитной проницаемости и сопротивляемости электричеству. однако нужно быть осторожным, поскольку сталь становится более хрупкой. |
| Кобальт | Хорошо защищает от быстрого разрушения под воздействием высоких температур; делает выше ударопрочность |
| Алюминий | Добавляет окалиностойкость, то есть при большом жаре не происходит быстрого окисления. |
Изучение технических и проектных документов дает представление о возможных способах сварки. Например срок службы стальных деталей ступеней ракет носителей составляет всего несколько секунд, но даже краткий временной интервал в сложных условиях достигается непросто. На Земле нормативный эксплуатации конструкций превышает десятки лет.
Как расшифровать марку стали
Сталь, чугун и сплавы цветных металлов подлежат обязательной маркировке. В мире существует более 1,5 тысяч различных видов сталей и сплавов из них.
Легированные стали, в отличие от нелегированных, имеют несколько иное обозначение, поскольку в них присутствуют элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. К примеру:
Именно поэтому в названия легированных сталей принято включать химические элементы, присутствующие в составе, и их содержание в процентах. Химические элементы в таких марках сталей обозначаются русскими буквами, приведёнными в таблице.
Пример расшифровки марки стали 12Х18Н10Т
В ходе несложного анализа сочетаний букв и цифр мы выяснили, что марка стали 12Х18Н10Т (конструкционная криогенная, аустенитного класса) сообщает о себе следующие сведения: 0,12% углерода, 18% хрома (Х), 10% никеля (Н) и небольшое содержание титана (Т), не превышающее 1,5%.
В начале марки легированных сталей могут также присутствовать дополнительные обозначения:
Ш — шарикоподшипниковая;
А — автоматная (не путайте с буквой А в конце названия, говорящей о чистоте стали!);
Э — электротехническая.
Также стоит отметить некоторые особенности таких подвидов легированных сталей:
Чтобы показать способ раскисления стали, существуют особые буквенные обозначения:
Качественная нелегированная сталь (Ст10, Ст30, Ст20, Ст45) содержит в маркировке двузначное число, указывающее среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Таким образом, марка стали Ст10 содержит 0,1% углерода; Ст30 имеет 0,3% углерода; Ст20 — 0,2%; Ст45 содержит 0,45% углерода.
Конструкционная низколегированная сталь 09Г2С содержит следующие химические элементы: 0,09% углерода, 2% марганца и небольшое количество кремния (приблизительно 1%).
Стали 10ХСНД и 15ХСНД отличаются только разным содержанием углерода: 0,1% и 0,15% соответственно. Хрома (Х), кремния (С), никеля (Н) и меди (Д) здесь очень мало (до 1-1,5%), поэтому цифры за буквой не ставятся.
Качественные стали применяют для производства паровых котлов и сосудов высокого давления. В их маркировке имеется буква К на конце: 20К, 30К, 22К.
Инструментальные нелегированные стали обозначаются буквой У. Далее следует цифра, выражающая среднее содержание углерода в стали: У10, У7, У8. Если сталь ещё и высококачественная, это также отмечают в маркировке: У8А, У10А, У12А. Если необходимо подчеркнуть увеличенное содержание марганца, применяют дополнительную букву Г. К примеру, существуют стали У8ГА и У10ГА.
Инструментальные легированные стали имеют такое же обозначение, как и конструкционные легированные. Например, марка ХВГ указывает на присутствие трёх главных легирующих элементов: хрома (Х), вольфрама (В) и марганца (Г). Содержание углерода здесь примерно 1%, а потому цифра в начале марки не пишется. Другой вид стали 9ХВГ имеет пониженное содержание углерода в сравнении с ХВГ: здесь углерода 0,9%.
Строительная сталь отмечается буквой С, после которой указывается минимальный предел текучести стали. Также применяются дополнительные обозначения: К — повышенная коррозионная стойкость (С390К, С375К); Т — термоупрочнённый прокат (С345Т, С390Т); Д — повышенное содержание меди (С345Д, С375Д).
Алюминиевые сплавы литейные обозначаются буквами АЛ в начале маркировки. Вот некоторые примеры: АЛ4, АЛ19, АЛ27.
Алюминиевые сплавы для ковки и штамповки содержат буквы АК, а далее — условный номер данного сплава: АК6, АК5.
Теперь Вы узнали, как расшифровать марку стали с содержанием различных химических элементов. Данная маркировка сталей была разработана ещё в СССР и действует по настоящее время не только на территории Российской Федерации, но и в странах СНГ.
Европейская маркировка сталей подчиняется стандарту EN 100 27. В Японии и Соединённых Штатах имеются свои стандарты. Единой мировой классификации сталей в настоящее время не существует.
Понимая общие правила обозначения марок нелегированных и легированных сталей, а также при грамотной расшифровке марок сталей, можно без труда определить, из какой именно стали изготовлена конкретная деталь. Грамотные сотрудники завода «УралТеплоМонтаж» помогут Вам определить необходимую марку стали, способную выдержать требуемое давление и заданные температурные условия. У нас всегда имеются в наличии (либо под заказ) стальные фитинги для трубопроводов, отводы гнутые и другая трубопроводная арматура из различных марок сталей.
Легированные стали
Это стали в состав которых помимо углерода и примесей целенаправленно вводят один или несколько легирующих элементов для обеспечения требуемой прочности, пластичности, вязкости и др. технологических и эксплутационных свойств. Легирование производится с целью изменения механических свойств (прочности, пластичности, вязкости), физических свойств (электропроводности, магнитных характеристик, радиационной стойкости) и химических свойств (коррозионной стойкости).
Легирующий элемент это элемент, специально вводимый в сталь для изменения ее строения и свойств. Концентрация легирующих элементов может быть различной, в т.ч. и очень малой. Когда концентрация элемента составляет менее 0,1% легирование стали принято называть микролегированием.
Основные легирующие элементы – это хром (Cr), никель(Ni), марганец (Mn), кремний (Si), молибден (Mo), ванадий (V), бор (B), вольфрам (W), титан (Ti), алюминий (Al), медь (Cu), ниобий (Nb), кобальт (Co).
Маркировка легированных сталей
Для обозначения марок разработана буквенно-цифровая система маркировки легированных сталей. Каждая марка стали содержит определенное сочетание букв и цифр.
Легирующие элементы обозначают следующими буквами русского алфавита:
Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце — сталь высококачественная.
Для конструкционных марок стали первые две цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента. Если содержание легирующего элемента больше 1 %, то после буквы указывается его среднее значение в целых процентах. Если содержание легирующего элемента около 1 % или меньше, то после соответствующей буквы цифра не ставится.
Например, сталь 18ХГТ содержит, %: 0,18 С, 1 Сr, 1 Мn, около 0,1 Тi; сталь 38ХНЗМФА — 0,38 С, 1,2—1,5 Сr; 3 Ni, 0,3—0,4 Мо, 0,1—0,2 V; сталь 30ХГСА — 0,30 С, 0,8—1,1 Сr, 0,9—1,2 Мn, 0,8—1,251; сталь ОЗХ13АГ19 — 0,03 С, 13 Сr, 0,2—0,3 N. 19 Мn.
В инструментальных сталях в начале обозначения марки стали ставится цифра, показывающая содержание углерода в десятых долях процента. Начальную цифру опускают, если содержание углерода около 1 % или более.
Например, сталь 3Х2В8Ф содержит, % 0,3 С, 2 Cr, 8 XV, 0,2—0,5 V; сталь 5ХНМ —0,5 С, 1 Cr, 1 N1, до 0,3 Мо; сталь ХВГ— 1 С, 1 Cr, 1 ТС, 1 Мn.
Для некоторых групп сталей принимают дополнительные обозначения, Марки автоматных сталей начинаются с буквы А, подшипниковых — с буквы Ш, быстрорежущих — с буквы Р, электротехнических — с буквы Э, магнитно-твердых — с буквы Е.
Нестандартные легированные стали, выпускаемые заводом «Электросталь», обозначают сочетанием букв ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (электросталь пробная). Легированные стали, выпускаемые Златоустовским металлургическим заводом — буквами ЗИ. Во всех случаях после сочетания букв идет порядковый номер стали, например, ЭИ417, ЭП67, ДИ8 и т. д. После освоения марки металлургическими и машиностроительными заводами условные обозначения заменяет общепринятая маркировка, отражающая химический состав стали.
Виды и расшифровка маркировок легированной стали
Для улучшения технических характеристик к металлу добавляются легирующие вещества. Помимо улучшения физических свойств, может изменяться внешний вид. Из-за множества легирующих компонентов, разбираться в материале без обозначений невозможно. Для этого применяется маркировка легированных сталей.
Рулон легированной стали
Описание металла
Легированная сталь — сплав железа с углеродом, в котором содержатся примеси. Зависимо от добавок, времени изготовления материал может обретать разные свойства:
Самые популярные добавки — медь, хром, вольфрам, молибден, никель.
Зависимо от количества добавок сплавы делятся на три группы:
Состав среднелегированных сталей часто разбавляется частицами молибдена, вольфрама, ванадия, никеля. Благодаря этому достигаются оптимальные показатели пластичности, вязкости, прочности. Главные дополнительные компоненты высоколегированных сплавов — никель, хром. Материал становится устойчивым к коррозии, жаростойким.
Зачем маркировать?
Сплавы маркируются по ГОСТу. Марка указывает на их предназначение, основу, наличие примесей. Например, они могут быть инструментальными (используются для изготовления рабочих частей разных инструментов), конструкционными (применяются для создания металлоконструкций, корпусов для автомобилей). Дополнительными буквами могут обозначаться материалы, которые имеют особые физические свойства (магнитные, жаропрочные, коррозионностойкие).
Качество сплава определяется по процентному содержанию добавок в составе. Например, содержание фосфора, серы должно быть минимальным. Составляющие обозначаются заглавными буквами элементов.
Виды легированной стали (Фото: Instagram / profilmet.ru)
Обозначение
Чтобы было понятно, какие элементы входят в состав сплава, используется специальная буквенная маркировка. Каждый легирующий компонент обозначается заглавной буквой. Возле них располагаются цифры, обозначающие количество элемента. Таблицу с обозначениями можно найти в интернете.
Также внимание необходимо обратить на цветовую маркировку, применяемую для обозначения проката. Для этого на металле несмываемой краской рисуются точки или полосы. Цвет выбирают зависимо от предназначения металла
Примеры
Чтобы научиться расшифровывать обозначения, необходимо рассмотреть несколько вариантов маркировки:
Расшифровка
Сталь маркируется по определенным правилам. Первые цифры указывают на содержание углерода. Например, 5 указывает на 0,05%. Если цифры в начале нет, количество углерода — до 1%.
Буквы, которые стоят за первыми цифрами, указывают на название дополнительных компонентов.
Существуют разные виды сталей, которые отличаются техническими характеристиками, свойствами. Они зависят от наличия дополнительных примесей, содержащихся в составе. Чтобы не путаться в многочисленных изделиях из разных видов материалов, используется специальная маркировка.