Маркировка легированных сталей

 

Легированной называют сталь, в которой наряду с обычными примесями и технологическими добавками содержатся специально вводимые легирующие элементы: марганец (более 0,8%), кремний (более 0,5%), хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий и др. Часто легирующие элементы определяют название легированной стали: хромистая, никелевая, хромоникелевая, кремнистая и т.д. Легирующие элементы значительно повышают механические свойства (прочность, вязкость, износостойкость), технологические (прокаливаемость), физические (электросопротивление, магнитные) и специальные эксплуатационные характеристики: коррозионную стойкость, красностойкость, жаростойкость, жаропрочность и т.д. По назначению легированные стали делятся на три группы: конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими и химическими свойствами.

В основу обозначения марок легированных сталей положена буквенно-цифровая система. Буквенное обозначение легирующих элементов не совпадает с химическими символами.

Таблица 6.1. Обозначение легирующих элементов в сталях

Название	Хими-ческий символ	Маркиро-вочное обозначение	Название	Хими-ческий символ	Маркиро-вочное обозначение
Марганец	Мn	Г	Кобальт	Со	К
Кремний	Si	С	Алюминий	АI	Ю
Хром	Сr	Х	Медь	Сu	Д
Никель	Ni	Н	Бор	В	Р
Вольфрам	W	В	Ниобий	Nb	Б
Ванадий	V	Ф	Цирконий	Zr	Ц
Титан	Тi	Т	Фосфор	Р	П
Церий	Cе	Ч	Азот	N	А (внутри марки)
Молибден	Мо	М

 

Для конструкционных марок 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.

В качестве основных легирующих элементов в конструкционных сталях применяют хром до 2%, никель 1-4%, марганец до 2%, кремний до 2%. Такие легирующие элементы, как Мо, W, V, и Тi, обычно вводят в сталь в сочетании с Сr и Ni с целью дополнительного улучшения физико-механических свойств. Их количество в конструкционных сталях не превышает 1%. Суммарное количество легирующих элементов в конструкционных сталях обычно не превышает 7-8%.

Поставляются конструкционные легированные стали по ГОСТ4543-71. По количеству углерода они делятся на две группы: малоуглеродистые цементуемые стали, содержащие углерода до 0,2% и подвергаемые поверхностному насыщению углеродом, и среднеуглеродистые улучшаемые стали, содержащие 0,25-0,5% углерода и подвергаемые упрочнению путем закалки и высокого отпуска (улучшению). Выплавляются легированные стали по количеству вредных примесей только качественными, содержащими серы и фосфора меньше 0,035% каждого, и высококачественными, содержащими этих элементов менее 0,025%. Высококачественные обозначаются буквой «А» в конце марки.

 

Таблица 6.2. Состав некоторых конструкционных легированных сталей

(ГОСТ 4543-71)

Марка стали	Содержание элементов, %
С	Мn	Si	Сr	Ni	S	Р	Другие
не более
Цементуемые стали
15ХФ	0,12-0,18	0,40-0,70	0,17-0,37	0,80-1,10	до 0,30	0,035	0,035	0,06-0,12V
20ХН	0,17-0,23	0,40-0,70	0,17-0,37	0,45-0,75	1,0-1,4	0,035	0,035	-
18ХГТ	0,17-0,23	0,80-1,10	0,17-0,37	1,0-1,3	до 0,30	0,035	0,035	0,03-0,09Тi
18Х2Н4МА	0,14-0,20	0,25-0,55	0,17-0,37	1,35-1,65	4,0-4,4	0,025	0,025	0,30-0,40 Мо
Улучшаемые стали
40Х	0,36-0,44	0,50-0,80	0,17-0,37	0,80-1,10	До 0,30	0,035	0,035	-
30ХГС	0,28-0,35	0,80-1,10	0,9-1,2	0,80-1,10	До 0,30	0,035	0,035	-
40ХНМА	0,37-0,44	0,50-0,80	0,17-0,37	0,6-0,9	1,2-1,6	0,025	0,025	0,15-0,25 Мо
38ХН3МФА	0,30-0,42	0,50-0,80	0,17-0,37	1,2-1,5	3,0-3,4	0,025	0,025	0,35-0,45Мо 0,1-0,2V

 

В инструментальных сталях в начале ставится цифра, показывающая содержание углерода в десятых долях процента: 7ХФ, 3Х2В8Ф и т.д. Как правило, это однозначная цифра. Если углерода 1% или больше, то начальная цифра не ставится: ХГ, ХВГ. Исключение из этого правила составляют 2 марки: 11ХФ и 13Х.

 

 

Таблица 6.3. Состав некоторых легированных инструментальных сталей

(ГОСТ 5950-73)

Марка стали	Содержание элементов, %
С	Si	Мn	Сr	W	Мо	V	Ni
8ХФ	0,70-0,80	0,15-0,35	0,15-0,40	0,40-0,70	-	-	0,15-0,30	-
ХВ4	1,25-1,45	0,15-0,35	0,15-0,40	0,40-0,70	3,50-4,30	-	0,15-0,30	-
9ХС	0,85-0,95	1,20-1,60	0,30-0,60	0,95-1,25	-	-	-	-
ХВГ	0,90-1,05	0,15-0,35	0,80-1,10	0,90-1,20	1,20-1,60	-	-	-
Х12М	1,45-1,65	0,15-0,35	0,15-0,40	11,0-12,5	-	0,40-0,60	0,15-0,30	-
5ХНМ	0,50-0,60	0,15-0,35	0,50-0,80	0,50-0,80	-	0,15-0,30	-	1,40-1,80
4Х5МФС	0,32-0,40	0,80-1,20	0,15-0,40	4,50-5,50	-	1,20-1,50	0,30-0,50	-
3Х2В8Ф	0,30-0,40	0,15-0,40	0,15-0,40	2,20-2,70	7,50-8,50	-	0,20-0,50	-
5ХВ2С	0,45-0,55	0,55-0,80	0,15-0,40	1,00-1,30	2,00-2,50	-	-	-
11ХФ	1,05-1,15	0,15-0,35	0,40-0,70	0,40-0,70	-	-	0,15-0,30	-
13Х	1,25-1,40	0,15-0,35	0,30-0,60	0,40-0,70	-	-		-
Содержание серы и фосфора не выше 0,030% каждого

 

Стали с особыми свойствами (жаростойкие, жаропрочные, нержавеющие) не имеют особого способа обозначения. Они маркируются по схеме, разработанной для конструкционных легированных сталей (в начале марки стоит двухзначная цифра, обозначающая процент углерода в сотых долях процента): 08Х13, 12Х17, 12Х18Н10Т, 40Х10С2М, 55Х20Г9АН4 и т.д.

Если суммарная доля легирующих элементов в конструкционной машиностроительной стали не превышает 7-8%, то стали с особыми свойствами имеют суммарную долю легирующих элементов выше 10%, причем в большинстве случаев намного выше. Поставляются стали с особыми свойствами по стандарту: ГОСТ 5632-72.

Особые способы маркировки сталей

 

Указанная выше система маркировка является очень простой и наглядной. Она охватывает большинство углеродистых и легированных сталей. Но для некоторых групп сталей сделаны исключения – введены дополнительные элементы маркировки либо разработаны иные схемы маркировки.

 

Маркировка сталей для отливок

 

В первую очередь следует отметить большую и разнообразную по составу группу литейных сталей. Эти стали используют в виде фасонных отливок в тяжелом транспортном и энергетическом машиностроении для станин станков, маховиков, зубчатых колес, тормозных дисков, катков, траверс и т.д. Эти стали маркируются дополнительно буквой «Л», которая ставится после маркировки по стандартной схеме. По составу и назначению это могут быть стали простые углеродистые конструкционные: 15Л, 40Л, 50Л; легированные конструкционные машиностроительные: 40ХЛ, 35ХМЛ, 25ГСЛ, 35ХНЛ, а также стали с особыми свойствами: 10Х18Н9Л, 20Х13Л, 20Х20Н14С2Л, 40Х24Н12СЛ. Поставляются отливки из этих сталей по ГОСТ977-75 и ГОСТ2176-77. Литая сталь по сравнению с деформированной при одинаковом значении пределов прочности и текучести имеет меньшую пластичность и вязкость.

 

Маркировка автоматных сталей

 

Характерной особенностью автоматных сталей является хорошая обрабатываемость резанием на металлорежущих станках. Это достигается в первую очередь повышением в автоматных сталях содержания серы до 0,15-0,35% и фосфора до 0,10-0,15%. Безусловно эти элементы ухудшают механические свойства сталей, зато производство выигрывает в затратах на механическую обработку, так как получает возможность изготавливать неответственный крепеж (болты, винты, гайки) и мелкие детали в условиях массового производства на быстроходных автоматических линиях. Автоматными сталями являются как углеродистые, так и легированные стали.

Маркируются автоматные стали буквой «А», которая ставится в начале марки перед указанием количества углерода: А12, А20, А30, А40Г.

Помимо этих основных элементов (S и Р) в автоматные стали вводят свинец, селен, кальций. Введение этих элементов находит отражение в написании марки. Свинец обозначается буквой «С», а кальций буквой «Ц». Обе эти буквы ставятся после буквы «А» и перед цифрой, обозначающей углерод в марке. Свинецсодержащие марки: АС14, АС40, АС35Г2, АС45Г2, АС30ХМ, АС40ХГНМ. Свинец вводится в количестве 0,15¸0,30%. Кальцийсодержащие марки: АЦ20, АЦ40, АЦ60, АЦ40Х, АЦ35Г2, АЦ30ХМ и др. Количество кальция в марке ничтожно мало: 0,001-0,007%, т.е. не превышает одной сотой процента. А селен, обозначаемый в марке буквой «Е», ставится в конце марки: А35Е, А45Е, А40ХЕ. Количество селена не превышает десятой доли процента.

Автоматные стали поставляются по ГОСТ1414-75.

 

Стали для подшипников

 

Элементы подшипников (кольца, ролики, шарики) работают в условиях, которые требует от стали высокой твердости, износостойкости и контактной усталостной прочности. В качестве шарикоподшипниковой стали используют высокоуглеродистые (»1%) хромистые стали, а для массивных подшипников в хромистую сталь добавляют повышенное (до1%) количества марганца и кремния.

Стали для подшипников поставляются по ГОСТ 801-78. Особенности маркировки сталей для подшипников: в начале марки ставится буква «Ш», далее стоит индекс основного легирующего элемента хрома и последующая цифра, показывающая содержание хрома в десятых долях процента. Остальные легирующие элементы маркируют так, как принято для легированных сталей.

Таблица 7.1. Состав подшипниковых сталей (ГОСТ 801-78)

Марка Стали	Химический состав, %
Углерод	Марганец	Кремний	Хром
ШХ15	0,95-1,05	0,20-0,40	0,17-0,37	1,30-1,65
ШХ15СГ	0,95-1,05	0,90-1,20	0,40-0,65	1,30-1,65