На сьогоднішній день існує величезна різноманітність виготовляються сталей. Будь-який фахівець, який має справу з ними, повинен вміти розрізняти їх і робити це достатньо швидко. Для визначення хімічного складу і фізичних властивостей були розроблені позначення сталі, які слід знати.
Загальна класифікація стали
Насамперед варто розуміти, що сама по собі сталь – це сплав, який складається з металу і вуглецю. Другий важливий момент – вуглецю міститься не більше 2,14% у складі. Він надає твердість стали, але з його збільшенням буде збільшуватися і крихкість сировини. Далі варто відзначити, що базова класифікація стали ґрунтується на хімічному складі сплаву. За цією ознакою виділяють дві великі групи – вуглецеву і леговану. Вуглецеві сталі, в свою чергу, поділяються на маловуглецеві, середньовуглецеві та високовуглецеві. Зміст основного елемента у них одно: до 0,25%, від 0,25% до 0,6%, більше 0,6% відповідно. Для легованих сталей також є схожа класифікація на більш дрібні групи. Низьколеговані містять до 2,5% легуючих елементів, середньолеговані – від 2,5% до 10%, високолеговані – більше 10%.
Сталь, залежно від своїх фізичних властивостей, може поділятися ще на конструкційну та інструментальну. Перша категорія матеріалу призначається для подальшої експлуатації в сфері промисловості та будівництва, з сировини другої категорії виплавляють більшість ріжучих інструментів, вимірювальних штампових пристосувань.
Розшифровка конструкційних сталей
Можна почати розгляд позначень сталі з простих прикладів. Припустимо, конструкційна сталь, яка не має у своєму складі легуючих елементів, а також характеризується звичайною якістю, маркується літерами “Ст”. Зазвичай після цих букв йдуть якісь цифри. Вони вказують на вміст вуглецю в конкретному типі сплаву, а обчислення йде в десятих частках відсотка. Якщо після цих цифр йде поєднання таких літер, як “КП”, то це вказує на неповне проходження процесу розкислення сталі в печі. Таким чином отримують сплав киплячого типу, на що і вказує позначення стали “КП”. Якщо ж їх немає, значить, сировина належить до спокійного типу.
За дещо іншим принципом буде маркуватися низьколегована конструкційна сталь. Припустимо, позначення сталі 09Г2С. В даному продукті буде міститися 0,9% вуглецю, а в якості легуючих елементів використовується кремній, марганець. Їх зміст в цьому продукті знаходиться в межах 2,5%. Схожої маркуванням володіє, наприклад, матеріал 10ХСНД і 15 ХСНД. Як можна помітити, що основна відмінність лише в кількісному вмісті вуглецю. Також позначення марки сталі видно, жодна з букв не має числового значення. Це говорить про те, що кожного з перерахованих легуючих елементів міститься у складі не більше 1% від загальної маси.
Є маркування й іншого типу – 20Х, 30Х і т. д. Це також конструкційна легована сталь, проте основним компонентом в її складі буде хром. В даному випадку перша цифра вказує на вміст вуглецю в сотих частках відсотка, а не десятих. В якості прикладу такої сталі можна привести 30ХГСА. Кількість вуглецю буде дорівнює 0,3%, а з добавок – кремній, марганець і хром. Цифрових коефіцієнтів немає, а значить, вміст кожного з них не перевищує 1-1,5%.
Різноманітність позначень
Позначення марок стали не завжди вказує на вміст якого-небудь речовини. У деяких випадках літерне позначення буде визначати належність сировини до якого-небудь класу, групі товару. Наприклад, є певна група конструкційних сталей, яка призначається для виробництва підшипників. Всі сплави, що відносяться до цієї категорії, мають у своєму позначенні букву “Ш”, що стоїть в самому початку маркування. Після неї триває позначення елементів стали із зазначенням їх кількісного вмісту. Наприклад, марки вироби ШХ4 та ШХ15. Крім заліза і вуглецю, в склад входить хром в кількість 0,4% і 1,5% відповідно.
Ще одна особливість маркування – це введення літери “К”. Вона ставиться відразу після перших цифр, які показують кількість вуглецю. Наявність цієї літери в умовному позначенні стали конструкційного типу вказує на те, що вона належить до нелегированному класу. Крім того, сировину з позначкою “К” призначається для створення парових котлів і посудин, які в майбутньому будуть експлуатуватися під високим тиском. Маркування виглядає досить просто, наприклад, 20К, 22К і т. д.
У закінченні маркування конструкційної сталі може стояти буква “Л”. Її наявність вказує на те, що продукція легована і володіє кращими ливарними властивостями(40ХЛ).
Будівельний, інструментальний сплав
Букви в позначенні стали відіграє вирішальну роль, як уже можна було помітити. Так, приміром, без знання їх розшифровки буде важко розібратися з будівельним типом сталі. По-перше, таке сировину буде позначатися літерою “С” на самому початку. Цифри, які йдуть відразу після неї, вказують не на вміст вуглецю, а на границя текучості матеріалу. Крім основної літери, використовуються і деякі допоміжні позначення. Літера “Т” позначає, що сталь пройшла термоупрочненный прокат, “До” – позначення підвищеної стійкості до корозії, “Д” – збільшене кількісний вміст міді в сплаві.
Що стосується розшифровки позначення стали інструментального типу, то вона починається з літери “У”, що стоїть на самому початку. Саме вона вказує на належність сировини до інструментального типу. В даному випадку, як і з конструкційної, наступні цифри будуть вказувати на вміст вуглецю в складі. Далі потрібно відзначити, що інструментальна сталь може бути якісної і високоякісної. Відокремити їх від звичайних марок допоможе літера “А”, що стоїть у кінці маркування такого сплаву. Також у складі іноді може бути підвищеною вміст марганцю, якщо це необхідно для майбутнього застосування. Такі склади будуть мати маркування додаткову букву “Р”. Маркування інструментальної сталі виглядає таким чином: У8, У8А або У8ГА.
Додаткової варто сказати, що позначення легуючих сталей інструментального типу здійснюється за тими ж правилами, що і позначення конструкційних.
Швидкорізальна, електротехнічна сталь
Якщо говорити про категорії швидкорізальних сплавів, то їх маркування починається з букви “Р”. Відразу після неї йдуть цифри, що вказують на кількісний вміст вольфраму в сплаві. Далі все йде за таким же принципом, який був описаний вище. Вписується буква, що позначає певний елемент, після чого вказується цифра, що позначає кількість елемента в складі.
Особливістю таких сплавів є те, що в їх маркуванні ніколи не вказується літерне і числове позначення хрому, так як його утримання в такому типі матеріалу завжди дорівнює 4%. Теж стосується і вуглецю, але його зміст буде пропорційно вмісту ванадію в складі. Зазвичай кількість ванадію менше 2,5%, а тому ні буква, ні цифра не зазначаються. Якщо ж з якихось причин зміст елемента збільшується, то його позначення вноситься до маркування в самому кінці. У позначення вуглецевої сталі швидкорізального типу зазвичай входять такі літери, як Н, Х, У, Т, що вказують на вміст нікелю, хрому, алюмінію і титану відповідно.
Особливо варто виділити позначення нелегованих електротехнічних сплавів. Їх досить часто називають технічним залізом. Їх основна особливість – це мінімальне електричний опір, який досягається вкрай низьким вміст вуглецю – близько 0,04%. Якщо говорити про особливості маркування такого типу технічного заліза, то вона полягає в повній відсутності букв, тут є тільки цифри. Приміром, стали 10880 або 20880. Перша цифра буде вказувати на тип обробки сплаву, який може бути гарячекатаним або кованим – 1, каліброваним – 2. Друга цифра позначає коефіцієнт старіння металу. В даному випадку 0 вказує на те, що коефіцієнт ненормований, 1 – нормований. Третя цифра буде вказувати на належність матеріалу до певної групи за тією характеристикою, яка буде обрана в якості основної. Останні дві цифри, тобто четверта і п’ята будуть вказувати на коефіцієнт обраної характеристики.
Самі принципи позначення були розроблені ще в Радянському Союзі. ГОСТ позначення сталей, який використовується на сьогоднішній день, також заснований на радянських документах. Відповідно до Госту маркується сталь не тільки в Росії, але і в країнах СНД.
Позначення легуючих елементів
Як вже стало ясно, легуючі елементи – це спеціальні добавки, що вводяться в склад з метою зміни якихось фізичних властивостей і характеристик. Для того щоб успішно розшифровувати такі типи сплавів, необхідно знати позначення легуючих елементів в легованої сталі.
Для позначення використовуються такі літери, як: Х, З, Т, Д, В, М, Ф, Р, А, Н, К, М, Б, Е, Ц, Ю. Цим буквеним позначенням відповідають такі хімічні елементи, як: Cr, Si, Ti, Cu, Wo, Mn, W, B, N, Ni, Co, Mo, Nb, Se, Zr, Al. Для розшифровки ж необхідно знати, які саме елементи позначаються таким чином: хром, кремній, титан, мідь, вольфрам, марганець, ванадій, бор, азот, нікель, кобальт, молібден, ніобій, селен, цирконій, алюміній відповідно.
Леговані сталі
Позначення їх здійснюється за тими ж принципами, які були описані вище. Де перші цифри – це вміст вуглецю, а потім йде перелік добавок із зазначенням їх змісту в цифрах, вписуваних відразу після позначення елемента.
Однак є ще одна класифікація легованих сталей – за якістю. Якість таких сплавів залежить від кількості сірки і фосфору, які є шкідливими домішками, від яких неможливо позбутися повністю.
В основному всі стали належать до якісних сплавів. Вміст сірки, так і фосфору в таких матеріалах – близько 0,035%, а їх маркування є стандартною, яка описувалася вище. Далі йдуть високоякісні марки сплавів. В них вміст сірки і фосфору вдалося зменшити до 0,025%. У кінці будь-якої марки легованої сталі високої якості встановлюється літера “А”.І остання, третя група, особливо високоякісна сталь. Кількість сірки в складі до 0,015%, фосфору до 0,025%. Сировина такого типу маркується літерою “Ш”, яка встановлюється в кінці і пишеться через дефіс.
В якості прикладу можна розглянути сталь X5CrNi18-10. Цифра 5 вказує на вміст вуглецю в сотих частках відсотка, а значить, тут його 0,05%. Далі йдуть позначення Cr і Ni, показують , що в складі є хром і нікель. Далі йдуть цифри для кількісного позначення цих двох елементів 18% і 10% відповідно. Особливість маркування легуючих сталей в тому, що після літери може зовсім не стояти числовий коефіцієнт. Це означає, що його в сплаві міститься від 1 до 1,5%. При збільшенні масової частки будь-якого елемента, його кількість буде вказуватися.
Нержавіюча сталь
Нержавіюча сталь маркується, як і будь-яка інша сировина. Позначення цього типу сплаву покликане вказати на його хімічний склад і розкрити його основні властивості, що дуже важливо.
Так як сплав виготовляється у багатьох країнах світу, то позначення нержавіючої сталі могло б проходити за яким-небудь міжнародним правилам. Однак на сьогоднішній день таких правил не існує, а тому різні країни керуються своїми нормативними документами при маркуванні продукції. Наприклад, європейські виробники сталі маркують свій товар у відповідності з правилами EN 100 27. Російська Федерація спирається на вказівки Госту, який був розроблений ще на основі радянських стандартів маркування.
Приміром, нержавіюча сталь P265BR – це сплав, вироблений на території Європи. Перша літера вказує на те, що сталь призначається для виготовлення посудин високого тиску. Цифри – це значення межі плинності сплаву, який становить 265 Н/мм2. Останні дві літери – це додаткове позначення. “B” вказує на те, що сталь буде використовуватись для балона зі стиснутим газом, “R” – позначення кімнатної температури.
Компоненти для створення нержавіючої сталі та їх позначення
Що стосується позначення нержавійки на території Росії, то, згідно з Гостом, усі літерні позначення хімічних елементів уніфіковані, а потім знаючи їх розшифровку, можна без праці визначити склад і властивості матеріалу.
До складу входять:
- З – кремній. Вводиться у склад для уникнення утворення окалини на поверхні металу після проходження термічної обробки.
- Ю – алюміній. Додається цей компонент для досягнення стабільної структури нержавіючого металу, а також для зниження ризику появи сторонніх домішок, які можуть виникати під час контакту сплаву або вироби з сплаву з киплячою рідиною.
- Х – хром. Даний елемент є основним у складі нержавійки, так як саме від нього залежить ступінь стійкості до корозії.
- Р – бор. Цей елемент також відповідає за підвищення стійкості до корозії, за умови впливу високих температур або агресивних хімічних середовищ на метал.
- К – кобальт. Використовується для того, щоб стабілізувати вплив вуглецю, наявного в складі.
- М – молібден. Вводиться у склад в тому випадку, якщо необхідно підняти стійкість сталі до агресивному газовому середовищі.
- Ф – ванадій. Вводиться до складу сталі, щоб збільшити показник її пластичності при необхідності.
Розшифровка маркування
Принцип розшифрування маркування нержавіючої сталі можна розглянути на прикладі сплаву 38ХН3МФ, де цифри 38 вказують на вміст вуглецю в кількості 0,33%-0,4%. Далі йде літера “Х”, що вказує на наявність хрому. Так як коефіцієнта після літери немає, значить його масова частка близько 1% або трохи менше. У цьому сплаві зазвичай від 1,2 до 1,5% хрому. Після йде позначення нікелю і цифра 3, а отже його зміст близько 3-3,5%. Останніми позначеннями йдуть М і Ф – молібден і ванадій. Так як цифри відсутні, масова частка менше 1%. Для даного типу сировини кількість молібдену 0,35-0,45%, а ванадію – 0,1-0,18%.
Дані сплави спочатку характеризуються великою стійкістю до корозії, проте ступінь їх захищеності можна підвищити ще сильніше, якщо додати більшу кількість міді. Така продукція буде характеризуватися наявністю додаткової літери “Д” у маркуванні. Також у склад може бути доданий марганець “Г” і титан “Т”.
Як видно з усього вищесказаного, розібратися у маркуванні стали не так вже складно. Для людей, пов’язаних з промисловістю, ці знання є обов’язковими. Звичайному ж людині вміння розшифрувати маркування може значно допомогти при виборі матеріалу для якихось своїх індивідуальних цілей. Це досить важливо, так як можна точно дізнатися про хімічному складі і фізичних властивостях вироби, прочитавши позначення, залишене виробником. На території Російської Федерації маркування здійснюється у відповідності з єдиним ГОСТом, а тому вона буде однакова в будь-якому регіоні.
