Под металлургическими особенностями производства в настоящее время при классификации сталей подразумевают степень раскисления стали перед разливкой.

По степени раскисления (или раскисленности) стали подразделяют на кипящие, полуспокойные и спокойные. Кипящей сталью называется нераскисленная сталь. Критерием для указанного разделения сталей служит содержание в них кремния.

В результате добавления раскислителя псевдокипение подавляется частично или полностью. В первом случае сталь называется полуспокойной, во втором – спокойной. Соответственно, в конце марки стали ставятся буквосочетания «кп», «пс» и для углеродистых сталей обыкновенного качества – «сп».

Таблица 1.4

СОСТОЯНИЕ СТАЛИ ПОСЛЕ РАЗЛИВКИ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАСКИСЛЕНИЯ

Состояние стали перед кристалли- зацией	Раскислители	Содержание кремния после кристаллизации, мас.%	Условное качество стали (по возрастанию)	Условная стоимость стали (по возрастанию)
Кипящая	Mn	< 0,05
Полуспокойная	Mn + Al	0,05…0,14
Спокойная	Mn+Al+Si	0,15…0,30

 

По микроструктуре классификация сталей в значительной степени условна. При этом учитывают особенности её строения в отожжённом (равновесном) и нормализованном состояниях. По структуре в равновесном состоянии, т.е. после медленного охлаждения на воздухе, все стали разделяют на 5 классов: доэвтектоидные, имеющие в структуре избыточный феррит, эвтектоидные, структура которых состоит из перлита, заэвтектоидные, имеющие в структуре избыточный цементит (третичный); аустенитные и ферритные.

По структуре после нормализации, т.е. после охлаждения на воздухе образцов небольших сечений с температуры приблизительно 900⁰ С, стали подразделяют на следующие основные классы: перлитный, бейнитный, мартенситный, ледебуритный, аустенитный и ферритный.

Традиционный способ упрочнения. К традиционным способам упрочнения относят закалку с высоким отпуском, (улучшение), цементацию и азотирование. Соответственно, различают стали улучшаемые, цементуемые и азотируемые. В последние три-четыре десятилетия появились стали с другими способами (механизмами) упрочнения – дисперсионно-твердеющие, мартенсито-стареющие и др.

Традиционный способ получения заготовок или деталей как классификационный критерий позволяет выделять стали для холодной штамповки (или глубокой вытяжки), стали повышенной обрабатываемости (автоматные), а также иногда литейные.

КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ, КЛАСИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ И ИХ МАРКИРОВОЧНЫЕ ГРУППЫ

 

Рис.1

Основные маркировочные группы сталей

И соответствующие правила маркировки

Из содержания предыдущего раздела ясно, что охарактеризовать сталь – значить описать ее классификационные признаки.

Марки – обозначение, которое в сжатой форме передает возможно большее количество информации. Сжатие информации осуществляется путем введения цифровых или буквенных кодов для обозначения классификационных характеристик.

В России (ранее в СССР) используется буквенно-цифровое кодирование. Единой системы кодирования, то есть одинаковых правил маркировки для всех сталей не существует. В настоящее время можно выделить восемь систем кодирования, каждая из которых распространяется на одну какую-либо группу сталей, объединяемых общностью определенного числа главных классификационных признаков и единством правил маркировки. Соответственно, предлагается называть упомянутые группы сталей маркировочными группами. К ним относят:

1) углеродистые кипящие, полуспокойные и спокойные стали

Обыкновенного качества,

Углеродистые качественные конструкционные стали,

Углеродистые качественные инструментальные стали,

Легированные качественные и высококачественные

Конструкционные стали,

Легированные качественные и высококачественные

Инструментальные стали,

6) подшипниковые ( шарикоподшипниковые ) стали,

7) быстрорежущие стали (высоколегированные, высококачественные инструментальные стали с повышенным содержанием вольфрама).

8) автоматные, т.е. повышенной (или высокой) обрабатываемости, стали.

Анализ состава исторически сложившихся маркировочных групп сталей показывает, что применяемые системы маркировки позволяют кодировать пять классификационных признаков, а именно: качество, химический состав, назначение, степень раскисленности, а также способ получения заготовок (автоматные или, в редких случаях, литейные). Связь маркировочных групп и классов сталей иллюстрируется нижней частью блок-схемы на рис.1.

 

 

СИСТЕМА МАРКИРОВОЧНЫХ ГРУПП, ПРАВИЛА МАРКИРОВКИ И ПРИМЕРЫ МАРОК СТАЛЕЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УГЛЕРОДИСТЫЕ	ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА
	Группа стали	Гарантия поставки	МАРКИ
А	по химическому составу	Ст0	Ст1	Ст2	СтЗ	Ст4	Ст5	Ст6
Б	по механическим свойствам	БСт0	БСт1	БСт2	БСтЗ	БСт4	БСт5	БСт6
В	по механическим свойствам и химическому составу	ВСтО	ВСт1	ВСт2	ВСтЗ	ВСт4	ВСт5	ВСт6
Концентрация углерода, мас. %	0,23	0,06-0,12	0,09-0,15	0,14-0,22	0,18-0,27	0,28-0,37	0,38-0,49
КАЧЕСТВЕННЫЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ	КОНСТРУКЦИОННЫЕ	ПРИМЕРЫ МАРОК
Марка: двузначное число СОТЫХ ДОЛЕЙ процента углерода + указание степени раскисления	05 08кп 10 15 18кп 20А 25пс ЗОА 35 40 45 50 55... 80 85 Примечания: 1) отсутствие указателя степени раскисленности означает «сп»; 2) «А» в конце марки показывает, что сталь - высококачественная
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ	МАРКИ
Марка: символ «У» + число ДЕСЯТЫХ ДОЛЕЙ процента углерода	У7 У7А У8 УВА У9 У9А У10 У10А У12 У12А
ЛЕГИРОВАННЫЕ	КАЧЕСТВЕННЫЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ ОСОБОВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ	КОНСТРУКЦИОННЫЕ	ПРИМЕРЫ МАРОК
Марка: двузначное число СОТЫХ ДОЛЕЙ процента углерода + символ легирующего элемента + целое число его процентов	09Г2 10ХСНД 18Г2АФпс 20Х 40Г 45ХН 65С2ВА 110Г13Л Примечания: 1) цифра «1» как указатель концентрации ≤ 1 мас.% легирующего элемента не ставится; 2) марка 110Г13Л - одна из немногих, в которой число сотых долей процента углерода - трехзначное
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ	ПРИМЕРЫ МАРОК
Марка: число ДЕСЯТЫХ ДОЛЕЙ процента углерода + символ легирующего элемента + целое число его процентов	ЗХ2Н2МФ 4ХВ2С 5ХНМ 7X3 9ХВГ X ХВ4 9Х4МЗФ2АГСТ-Ш Примечания: 1) число «10» как указатель «десяти десятых» мас.% углерода не ставится; 2) «-Ш» в конце марки показывает, что сталь - особовысококачественная, полученная, например, методом электрошлакового переплава (но не только)

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества

Конкретные стали указанной маркировочной группы обозначаются с помощью двухбуквенного сочетания «Ст» которое является ключевым (системообразующим) в рассматриваемой маркировочной группе. Марки сталей данной группы сразу узнаются по этому символу.

За символом «Ст» без пробела следует цифра, указывающая номер марки – от «0» до «6».

Возрастание номера марки соответствует росту содержания углерода в стали, однако не указывает на его конкретное значение. Допустимые пределы концентрации углерода в сталях каждой марки показаны в табл. 1.5. Содержание углерода в сталях углеродистых обыкновенного качества не превышает 0,5 мас.%. Такие стали являются доэвтектоидными по структурному критерию, и, значит, конструкционными по назначению.

После цифры следует одно из трех буквосочетаний: «кп», «пс», «сп», – показывающее степень раскисленности стали.

Перед символом «Ст» могут стоять заглавные буквы «А»,«Б» или «В» либо может не быть никаких символов. Таким способом передается информация о принадлежности стали к одной из так называемых «групп поставки»: А, Б или В, – в зависимости от того, какой из нормируемых показателей стали гарантируется поставщиком.

Сталь группы А поставляется с гарантией химического состава, или заданных ГОСТом допустимых значений концентрации углерода и примесей. Буква «А» часто в марке не ставится и ее отсутствие по умолчанию означает гарантию химического состава. Потребитель стали, не имея информации о механических свойствах, может формировать их путем соответствующей термообработки, выбор режимов которой требует знания химического состава.

Сталь группы Б поставляется с гарантией требуемых механических свойств. Потребитель стали может определить оптимальное ее применение в конструкциях по известным характеристикам механических свойств без предварительной термообработки.

Сталь группы В поставляется с гарантией как химического состава, так и механических свойств. Используется потребителем, главным образом, для создания сварных конструкций. Знание механических свойств позволяет прогнозировать поведение нагруженной конструкции в зонах, далеких от сварных швов, а знание химсостава дает возможность предсказывать и, по необходимости, исправлять термообработкой механические свойства собственно сварных швов.

Примеры записи марок углеродистой стали обыкновенного качества выглядят следующим образом: ВСт3пс, БСт6сп, Ст1кп.