Марки стали: расшифровка маркировки, классификации

Существует более 700 марок сталей, каждая имеет уникальную маркировку которая зависит от химического состава, назначения и способа производства. Понимание маркировки, классификации и расшифровки стали является крайне важным для любого профессионала, работающего со сплавами, особенно в отраслях машиностроения, строительства, химической и металлургической отрасли.

Содержание

Важность и принцип маркировки

Благодаря своим уникальным характеристикам, таким как прочность, долговечность и возможность к легированию, сталь относится к одним из самых востребованных материалов в современной промышленности. Маркировка играет важную роль в определении физических и химических характеристик сплавов. Название марки состоит из аббревиатур, которые указывают на состав сплава, обработку и свойства. Как правило, первые буквы обозначают материал, а цифры после букв показывают процентное содержание основных компонентов.

марки стали

Проектировщики начинают работать над конструкцией изделия, используя имеющиеся материалы для подбора оптимальной марки стали. После этого они проводят описание и расчеты свойств устройства с учетом условий эксплуатации и потенциальных нагрузок.

Если расчеты показывают, что конструкция будет подвергаться сильному трению или высоким нагрузкам, то возрастают требования к прочности компонентов сплава. В этом случае специалисты выбирают марку с определенными характеристиками, соответствующие ГОСТ. Из таких металлов создается прототип, который затем подвергается тестированию для проверки соответствия заявленным критериям. Если результаты неудовлетворительны, проектировщик имеет возможность подобрать другую марку стали.

Расшифровка букв и цифр в маркировке сталей

Буквы в маркировке могут обозначать как наименование химических элементов так и классификацию стали по качеству поверхности, способу выплавки и переплаву. Цифры это усредненный показатель процентного содержания химического элемента в составе сплава. Рассмотрим и разъясним как расшифровываются буквы и цифры в различных марках сталях в независимости от их назначения и способа изготовления.

Маркировка углеродистых сталей обыкновенного качества

К таким маркам сталей относятся: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сл, Ст3кл, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп. Их маркировка расшифровывается следующим образом:

  • «Ст» – указывает на то что материал обычного качества.
  • Цифры от 0 до 6, это средний процентный показатель массовой доли содержание углерода.
  • Буквы «кп», «пс» и «сп» обозначаю степень раскисления стали: «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная.
  • «Г» – наличие буквы говорит о том в составе материала содержится 0,8 % и более марганца (Mn).

Нелегированные конструкционные качественные и специальные марки сталей

К нелегированным качественным маркам сталям относятся: 05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 11кп, 15кп, 15пс, 15, 18кп, 20кп, 20пс, 20. О том что материал является качественным, говорит отсутствие в маркировке аббревиатуры «Ст». Цифры, это средний процентный показатель массовой доли углерода умноженного на 100. Буквы указывают, как и у обычных качественных сплавов, на ее степень раскисления.

К специальным относятся следующие классы стали: 25, 30, 35, 40, 45, 50, 50А, 55, 58, 60, 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г, 10Г2, 30Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2. Буква «А» в конце маркировки говорит о том что сталь высококачественная, а литера «Г» указывает на повышенное содержание марганца (Mn) от 0,8 %. Если марганца менее 1,5%, то числовой индекс рядом с буквой не ставится.

Разъяснение маркировки углеродистой инструментальной стали

Содержание углерода в таких марках сталях находится в пределах 0,7-1,5 %. Они делят на качественные и высококачественные. Качественные обозначаются буквой «У» и цифрой: У7, У8, У9, У10, У12. Высококачественные отличаются маркировкой, тем что у них на конце литера «А»: У7А, У8А, У9А, У10А, У12А. Буква «Г» в наименовании говорит о повышенном содержании марганца У8Г, У8ГА.

Расшифровка маркировки легированных сталей

Марки стали в которые специально добавляются легирующие компоненты называется легированной. Буквы в маркировке обозначают химический элемент, они расшифровываются согласно таблице приведённой ниже.

ОбозначениеЭлемент
ААзот (N)
БНиобий (Nb)
ВВольфрам (W)
ГМарганец (Mn)
ДМедь (Cu)
ЕСелен (Se)
ККобальт (Co)
ММолибден (Mo)
ННикель (Ni)
ПФосфор (P)
РБор (B)
СКремний (Si)
ТТитан (Ti)
ХХром (Cr)
ЦЦирконий (Zr)
ФВанадий (V)
ЮАлюминий (Al)
ЧРедкоземельные металлы

Цифры после букв в маркировке указывают примерную массовую долю легирующего элемента в составе стали. Отсутствие цифры после буквы, говорит о том что количество данного элемента не превышает 1,5 %.

В маркировке легированных сталей могут присутствовать и другие буквы, которые расшифровываются следующим образом:

  • «А» – в конце маркировке стали указывает на то что она является высококачественной, например сталь 30ХГСА. В начале маркировки означает что она относится к автоматной: А12, АС12ХН.
  • «Ш» – особо высококачественная сталь, обозначается в конце маркировке через дефис, например в марках: 18ХГ-Ш, 10ГН2МФА-Ш.
  • «Л» – литейная, в конце названия: 35ХГСЛ, 40ХЛ.
  • «Р» – быстрорежущая, в начале названия: Р6М5, Р18.
  • «С» – строительная, в начале маркировки: С235, С245, С255.
  • «Ш» – подшипниковая, в начале наименования: ШХ15, ШХ20СГ.

В конце маркировке (через тире) коррозионно-стойких марках сталей, могут встречаться следующие сочетания букв.

  • «ВД» – вакуумно-дуговой переплав.
  • «ВИ» – вакуумно-индукционная выплавка.
  • «ГР» – газокислородное рафинирование.
  • «ИД» – вакуумно-индукционная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом.
  • «ПД» – плазменная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом.
  • «ИЛ» – вакуумно-индукционная выплавка с последующим электоро-лучевым переплавом.

Примеры расшифровки с разъяснениями

Стандарты маркировки стали разнятся в зависимости от страны. В России используются ГОСТ, который определяет последовательность символов на металле. Маркировка содержит буквы и цифры, обозначающие химический состав, а также могут указывать на технические характеристики и вариант производства сплава.

В качестве примера рассмотрим расшифровку различных марок сталей.

  • У10А. «У» – углеродистая инструментальная сталь; «10» – 1 % углерода, «А» – высококачественный сплав.
  • Маркировка 12Х18Н9Т расшифровывается: «12» – углерода в сплаве не более 0,12 %; «Х18» – хрома 18 %; «Н9» – никель 9 %; «Т» – добавлен титан. Это жаропрочная и коррозионностойкая материал, часто используемый в химической промышленности.
  • Ст 45 – нелегированная конструкционная специальная сталь со средним содержанием углерода 0,45 %.
  • 09Г2С – низколегированная конструкционная сталь с массовой долее углерода 0,09 %; «Г2» – марганец 2 %; «С» – кремний до 1 %.
  • 35ХГСА. «35» – содержит около 0,35 % углерода; «Х» – хром до 1,5 %; «Г» – марганец до 1,5 %; «С» – кремний до 1,5 %; «А» – высококачественная.
  • 20Х13 – это жаропрочная и коррозионностойкая марка стали. «20» – содержит 0,2 % углерода; «Х13» – хрома 13 %.

Классификация сталей

Марки стали подразделяют:

  • по химическому составу;
  • назначению;
  • качеству;
  • степени раскисления;
  • структуре;
  • способу производства;
  • по прочности.

По химическому составу

Марки стали, согласно ГОСТ Р 54384-2011, по химическому составу подразделяются на нелегированные (углеродистые), нержавеющие и другие легированные стали.

К нелегированным относятся материалы у которых массовая доля химических элементов, по анализу ковшевой пробы, менее указанной в таблице приведённой ниже.

ЭлементМассовая доля элемента в %
Ниобий (Nb)0,06
Вольфрам (W)0,3
Марганец (Mn)1,65
Медь (Cu)0,4
Селен (Se)0,1
Кобальт (Co)0,3
Молибден (Mo)0,08
Никель (Ni)0,3
Бор (B)0,0008
Кремний (Si)0,5
Титан (Ti)0,05
Хром (Cr)0,3
Цирконий (Zr)0,05
Ванадий (V)0,1
Алюминий (Al)0,3
Свинец (Pb)0,4
Теллур (Te)0,1
Висмут (Bi)0,1
Лантаноиды (La) – каждый0,1
Другие элементы, кроме углерода, фосфора, серы, азота (каждый)0,1

К нержавеющим относятся марки сталей у которых минимальных количеством хрома (Cr) 10,5 %, а количество углерода не превышает 1,2 %. Но стоит отметить, что есть ограниченное количество легированных нержавеющих сплавов, у которых допускается минимальная доля хрома 7,5 %.

К другим легированным материалам, не являющимися нержавеющими, относятся сплавы у которых массовая доля хотя бы одного химического элемента больше чем в таблице ограничений для нелегированных марок сталей.

Легированные сплавы востребованы благодаря своим спец свойствам: коррозионно-стойкости, жаростойкости и жаропрочности.

По назначению

Стали разделяют на:

  • Конструкционные. К ним относятся как легированные, так и нелегированные марки стали. Они обладают широким спектром применения в машиностроении и строительстве, для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций. Они способны выдерживать значительные нагрузки и обеспечивают оптимальное соотношение прочность-эластичность.
  • Инструментальные. Отличительная черта таких сталей, это высокий уровень твердости, прочности и износостойкости. Их используют для производства различных режущих, измерительных и других инструментов.
  • Стали особого назначения. Конструкционный материал отличающийся от других наличием специальных свойств: коррозионная-стойкость, кислотостойкость, жаропрочность, высокий уровень электрического сопротивления, жаростойкость. Какими именно свойствами будет обладать та или иная марка зависит от её химического состава, способа производства и обработки.

По качеству

Система стандартизации классифицирует стали по качеству в зависимости от наличия в них вредных примесей – серы и фосфора, их подразделяют на следующие группы:

  • Обычного качества. Массовая доля фосфора (P) 0,04-0,07 %, серы (S) 0,045-0,06 %.
  • Качественные. Бывают как углеродистые, так и легированные, в химическом составе фосфора и серы не более 0,035 % (каждого).
  • Высококачественные. Особенностью является низкое содержание вредных примесей и неметаллических включений. В маркировке указывается буква «А» в конце названия сплава, например У8А. В составе не более 0,025 % фосфора и серы (каждого).
  • Особо высококачественная сталь. Характеризуется минимальным содержанием примесей, фосфора не более 0,025 %, а серы не более 0,015%. Может обозначаться по способу получения, например: ВД (вакуумно-дуговая переплавка); Ш (электрошлаковый переплав); ВИ (вакуумно-индукционный); ПД (плазменно-дуговой). Пример особо высококачественной стали: 30ХГСН2МА-ВД.

В зависимости от особенностей раскисления

Основная задача процесса раскисления, это удаление кислорода из жидкой стали, в результате она становится качественнее. По степени раскисления они бывают 3 видов.

  1. Спокойные. Для удаления примесей сталь раскисляют марганцем, алюминием и кремнием. Процесс твердения проходит спокойно, без газовыделения.
  2. Полуспокойные. По степени раскисления относятся к промежуточному положению между спокойными и кипящими сталями. Неоднородность состава в слитках меньше, чем в кипящей, и ближе по значению к слиткам спокойной стали.
  3. Кипящие. Для раскисления используется только марганец. При производстве через сплав пропускают кислород, что способствует удалению примесей. В процессе твердения кислород реагирует с углеродом и выделяется в виде пузырей (СО2) создается впечатление, что сталь «кипит».

По структуре

Основные типы структурных марок сплавов: аустениты, ферриты, перлиты и мартенситы. Каждый тип имеет свои особенности и области применения.

  • Аустенит — устойчивая структурная форма железа при высоких температурах, имеющая кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку. Такие стали отличаются высокой коррозионной стойкостью и жаропрочностью благодаря атомам углерода внутри кристаллической решетки. Эти материалы применяются для транспортировки агрессивных веществ и работы в особо сложных условиях.
  • Ферритные сплавы — магнитные материалы с поликристаллической структурой, используемые в радиотехнике и электронике. Мартенситные стали обладают высокой прочностью и предельной твердостью после прохождения тепловой обработки.
  • Перлит — смешанная микроструктура железа, состоящая из слоев феррита и цементита, образующаяся при охлаждении стали после нагрева. Они обладают повышенной прочностью по сравнению с ферритными сплавами. Это делает их подходящими для широкого спектра применений.
  • Мартенситная структура образуется в результате быстрого охлаждения аустенитной стали до низких температур, что приводит к стремительному превращению аустените в твердую и хрупкую фазу, известную как мартенсит. Эти виды сталей обычно используются там где требуется высока прочность на растяжение.

В зависимости от способа производства

Основные методы выплавки:

  1. Конверторный метод использует сжатый воздух, обогащенный кислородом, который помогает обжигать углеродные составляющие. Такой подход не требует дополнительного топлива и позволяет получить температуру плавления около 1600 °C. Этот метод предоставляет возможность производить чистую сталь, которая становится популярным материалом.
  2. Мартеновские стали. Изобретение Мартена заключалось в использовании регенераторов для повторного использования тепла. Воздух, выходящий из печи, нагревает входящий, что улучшает эффективность процесса. Мартеновская печь позволяет переплавлять металл и подходит для производства сплавов с термическими режимами до 2000 °C.
  3. Электросталь. Современные технологии выплавки используют индукционную и дуговую выплавку, благодаря которым можно получить очень чистые материалы с минимальными затратами электроэнергии. Температура в таких печах поддерживается на определенном уровне, что повышает контроль процесса выплавки. Плазменно-дуговые печи дают возможность создавать жаропрочные и тугоплавкие материалы, а также производить стали прямым методом без использования чугунной основы.

По прочности

Сталь классифицируется по прочности на три основные группы: обычной, повышенной и высокой прочности.

  • К сталям обычной прочности относятся марки с пределом упругости не более 290 МПа. Такие виды являются наиболее распространенными и используются в строительстве, производстве автомобилей и машин, а также для изготовления бытовых товаров.
  • Повышенной прочностью обладают стали у которых показатель предельного напряжения находится в диапазоне от 290 до 390 МПа. Они предпочтительны при работе с конструкциями, которые подвергаются высоким нагрузкам и требуют усиленной прочности материала. Однако необходимо учитывать коррозионную стойкость и свариваемость, чтобы гарантировать долгий срок службы изделий.
  • Стали с высокой прочностью могут выдерживать напряжения от 440 МПа и выше. Они востребованы в областях, где требуется экстремальная надежность и большая прочность изделий, таких как авиастроение и производство судов.

Углеродистые стали: преимущества и использование

Углеродистые марки стали состоят из железа и углерода (от 0,02 % до 2 %) с минимальным количеством других примесей, также их называют нелегированными. Это наиболее распространенный вид стали, используемый для широкого спектра конструкционных элементов в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности.

Химический состав стали регламентируется ГОСТ 1050-2013, ГОСТ 380-2005 и ГОСТ 1435-99.

Подразделяются на три группы:

  1. Низкоуглеродистые (C < 0,25%).
  2. Среднеуглеродистые (C = 0,3 – 0,6%).
  3. Высокоуглеродистая сталь (C > 0,6%).

Основное различие между этими группами заключается в механических свойствах материала. Увеличение доли углерода повышает прочность, твердость и упругость стали, но снижает ее пластичность.

Углеродистые марки сталей классифицируются по назначению на конструкционные и инструментальные. Конструкционные используются в строительстве, производстве металлоконструкций и механических узлов, транспорте и т.д. Инструментальные предназначены для изготовления различных режущих, мерительных и стамесочных инструментов.

Преимущества углеродистых сплавов:

  • Доступность. Они дешевле и легче доступны по сравнению с легированными вариантами.
  • Вариативность. Зависимость механических свойств от содержания углерода позволяет получать продукты с разными характеристиками.
  • Простота обработки. Металл легче поддаются обработке на станках, а также сварке и ковке.

Легированные стали: многообразие и особенности

Легированные стали занимают важное место среди различных материалов, используемых в промышленности и строительстве. Они обладают улучшенными свойствами по сравнению с обычными углеродистыми, благодаря добавлению специальных легирующих элементов.

Легированные сплавы содержат кроме углерода и обычных примесей дополнительные легирующие элементы, такие как хром, никель, молибден и другие. Иногда к ним также относят металлы с повышенным содержанием марганца и кремния (> 0,8-1,2%).

Химический состав регламентируется ГОСТ 4543-2016, ГОСТ 5632-2014 и ГОСТ 5950-2000. Также подробную информацию о всех марках можно найти в книге – “Марочник сталей и сплавов” А. С. Зубченко.

В зависимости от общего содержания легирующих элементов различаются следующие виды:

  1. Высоколегированные стали – более 10%.
  2. Низколегированные – суммарное количество легирующих элементов не превышает 2,5%.
  3. Среднелегированные – от 2,5 до 10%.

Легированные марки сталей также делятся по назначению на:

  1. Конструкционные – используются для производства различных деталей и конструкций.
  2. Инструментальные – обрабатывают другие материалы или создают инструменты.
  3. Специального назначения – обладают уникальными свойствами для решения определенных задач.

Добавление легирующих элементов улучшает многие характеристики стали, например:

  • Прочность и износостойкость – делает их более устойчивыми к механическим воздействиям и трению.
  • Коррозионная стойкость – повышает сопротивляемость к окислению и коррозии.
  • Технологические свойства – многие легированные сплавы хорошо поддаются обработке, например, сварке или ковке.

Строительные стали: отличительные характеристики и выбор материала

В строительстве часто используются различные виды стального проката, такие как листовой, фасонный (уголки, двутавры, швеллеры), универсальный широкополосный прокат, гнутые профили из тонколистового проката, трубы и др. Основным фактором при их выборе является уровень прочностных свойств, так как размеры поперечных сечений элементов металлоконструкций и их масса определяются расчетом, учитывающим предел текучести и временное сопротивление разрыву при растяжении.

Обозначение строительной стали отражает не химический состав, а её назначение и величину предела текучести, например: С345, С390, С440. Важно правильно выбирать класс прочности, соответствующий требованиям к структурным элементам зданий и инженерных сооружений. Химический состав регламентируется ГОСТ 27772-2015.

Ключевые характеристики при выборе сталей

Для выбора подходящей марки стали необходимо учитывать следующие основные характеристики:

  • Предел текучести: этот показатель определяет, насколько материал может сопротивляться деформации без разрушения.
  • Временное сопротивление разрыву: максимальное напряжение, которое сталь может выдержать при растяжении прежде, чем произойдет разрушение.
  • Химический состав: определяет коррозионную стойкость сплава и возможность сварки элементов металлоконструкций.
  • Модуль упругости стали: показывает величину сопротивления материалов к нагрузкам на растяжение или сжатие.

Маркировка по системе AISI

В системе AISI, углеродистые и легированные стали представлены четырьмя цифрами. Первые две цифры указывают на группу, к которой относится сплав, а последние две — на среднее процентное содержание углерода, умноженного на 100.

Например: сталь марки 1045: группа 10ХХ относится к качественным конструкционным сталям с низким содержанием марганца (<1%). Содержание углерода составляет приблизительно 0,45%. AISI 4032: легированный материал из группы 40ХХ с содержанием углерода 0,32 % и Мо в пределах 0,2-0,25 %. Сталь 8625: это легированный тип из группы 86ХХ с углеродом около 0,25%, Ni от 0,40% до 0,70%, Cr от 0,4% до 0.6%, и Mo от 0,15% до 0,25%.

В системе AISI также используются буквенные обозначения, которые указывают на дополнительные характеристики стали:

  • «B» означает добавление бора (0,0005 – 0,03%) в композицию сплава, что улучшает ее свойства.
  • «L» указывает на присутствие свинца (0,15 – 0,35%), что делает материал легкообрабатываемым при резке. «B» и «L» в маркировке находится между 2-й и 3-ей цифрой, например: 51B60 или 15L48.
  • «Е» и «М» ставятся в начало обозначения: сталь выплавлена в электропечи — «Е», стали для производства сортового проката — «М».
  • «Н» обозначает, что данная сталь обладает свойством прокаливаемости.

Знание системы обозначений AISI позволяет специалистам быстро и точно определить характеристики той или иной стали.

Обозначение аустенитных сталей AISI

Аустенитные стали представлены более 500 разновидностями. Их разделяют по сериям и маркам. Популярность данного металла обусловлена его высокой стойкостью к коррозии и достаточной прочностью. Зачастую маркируются они по системе AISI. В таблице приведены наиболее распространенные виды.

Марка стали AISIМассовая для элемена в сотаве сплава, %
УглеродКремнийМарганецФосфорСераНикельХромМедьТитанАзот
304≤ 0,8≤ 1≤ 2≤ 0,045≤ 0,038,0 – 10,518,0 – 20,0
321≤ 0,8≤ 1≤ 2≤ 0,045≤ 0,039,0 – 12,017,0 – 19,0≤ 0,7
201< 0,12≤ 0,758,5 – 10,5≤ 0,06≤ 0,031,0 – 1,514,0 – 16,5≤ 2≤ 0,02
202≤ 0,8≤ 0,757,0 – 8,0≤ 0,06≤ 0,014,0 – 5,015,0 – 17,5≤ 1,5≤ 0,01

Ферритные сплавы AISI

Сталь ферритного класса довольно распространенной за счет высокой устойчивости к коррозии. Она показывает превосходные требования, в том числе и к коррозионному растрескиванию. Легко поддается легированию и имеет оптимальные показатели свариваемости. Ниже в таблице представлены распространенные марки по AISI.

Марка сталиМассовая для элемена в сотаве сплава, %
УглеродКремнийМарганецФосфорСераНикельХромМедьНиобийТитанАзот
AISI 430≤ 0,12≤ 0,75≤ 1≤ 0,04≤ 0,0316,0 – 18,0
SUS 430J1L≤ 0,025≤ 1≤ 1≤ 0,04≤ 0,0316,0 – 20,00,3 – 0,81≤ 0,025
JUH21CT≤ 0,015≤ 1≤ 1≤ 0,04≤ 0,0320,0 – 23,0≤ 0,43≤ 0,3≤ 0,015
NSSC 180≤ 0,02≤ 1≤ 1≤ 0,04≤ 0,006≤ 0,619,0 – 21,00,3 – 0,60,3 – 0,8≤ 0,025

Мартенситные стали AISI

Сталь мартенситного класса используется для выпуска изделий, на которые планируется большая нагрузка или значительное агрессивное действие. Мартенситы легируют ниобием, вольфрамом, хромом и другими сплавами. В зависимости от применяемого температурного режима меняется твердость материала, а также и соотношение к внутреннему напряжению.

В таблице собраны распространенные виды этих сталей по AISI.

Марка сталиМассовая для элемена в сотаве сплава, %
УглеродКремнийМарганецФосфорСераХром
SUS 4200,16 – 0,25≤ 1≤ 1,5≤ 0,04≤ 0,0112,0 – 14,0
SUS 420J20,36 – 0,42≤ 1≤ 1≤ 0,04≤ 0,0112,5 – 14,5

Существуют и другие системы обозначений, такие как ANSI, ACI, SAE, AMS, ASME, ASTN1. В стандартах указаны не только химические составы, но и основной перечень требований к металлопродукции.

Ссылка на основную публикацию
Информация предоставлена в справочных целях. По вопросам строительства всегда консультируйтесь со специалистом.