Марки стали и сплавы

Конкретную марку стали, цветного металла можно найти при помощи ПОИСКА на нашем портале. В нашем марочнике сплавов перечислены основные марки стали, марки чугуна, марки алюминия и других широко используемых в производстве металлов и их сплавов. Основы расшифровки марок сталей приведены в статье по ссылке.

Отметим, что администрация портала постоянно дополняет справочник марок сталей и цветных металлов новыми марками, с подробными описаниями их характеристик, а так же их зарубежные аналоги стали AISI.

Если Вы считаете, что какая-либо ценная марка стали отсутствует в нашем марочнике, то напишите и мы постараемся обязательно включить её описание и химические свойства в марочник.

Рассмотрим более подробно основные группы марок стали, п оскольку именно стали интересуют большинство пользователей:

Прежде всего, нужно отметить, что некоторые марки в силу своего химического состава, механических свойств, условий применения и других параметров могут входить в несколько групп сразу, так например марка стали 12Х18Н10Т относится к конструкционным криогенным, конструкционным легированным, жаропрочным и нержавеющим сталям.

Марки стали для отливок - литейные стали обозначаются на конце буквой Л, в целом стали склонны к значительной усадке и образованию трещин, обладают низкой жидкотекучестью, поэтому для литья применяют специальные стали в которых эти недостатки не так заметны. Существует несколько классификаций литейных марок стали, например по назначению, хим. составу, структуре, способу выплавки, но фактически можновыделить 2 основных группы по назначению - обычные и самые часто используемые (в первую очередь недорогие 15Л-55Л и др.) и специальные стали с особыми свойствами и в основном довольно дорогостоящие, например сталь 20Х21Н46В8РЛ имеет кол-во железа менее 30%, в то время как никеля более 43%. Таким образом добавками легирующих металлов, которые в разном составе соответствующим образом влияют на аустенит, феррит и мартенсит широко регулируются свойства литейных марок стали в нужных пределах, так вышеупомянутый никель имеет 5% растворимость в твердом растворе Fe_α при 700° и 10% при 400° и неограниченную в твердом растворе Fe_γ. на феррит Ni действует повышая пластичность, твердость, удельное электросопротивление и коэрцитивную силу. Снижает магнитную индукцию и магнитную проницаемость, а также повышает ударную вязкость при содержании Ni до 2%; на аустенит Ni влияет понижая точки A₁ и А₃. повышает А₄ и сдвигает точку S влево, незначительно влияет на уменьшение склонности к росту зерна. немного увеличивает прокаливаемость, уменьшает критическую скорость закалки, понижает мартенситную точку М_н и увеличивает количество остаточного аустенита. В целом никель влияет на литейные стали, значительно повышая прочность стали при небольшом повышении пластических свойств, улучшает жаропрочность и крипоустойчивость стали, поэтому никель чаще других элементов используется как легирующий элемент в сталях.

Марки конструкционной стали - самая многочисленная группа марок, которые широко применяются в изготовлении машин, механизмов, оборудования и строительных конструкций. В группу конструкционных марок стали входят также многие нержавеющие, жаропрочные и другие стали, поскольку они используются в специфических условиях эксплуатации, требующих, чтобы соответствующая марка стали имела определенные механические, физические, химические и прочие параметры, рассмотрим основные подгруппы:

• углеродистая обыкновенного качества - самые недорогие и часто используемые для производства проката сплавы стали. Существует 3 группы качества: А (регламентируются только механические свойства), Б (регламентируются только химические свойства), В (регламентируются и механические и химические свойства). Также такие стали поставляются в 3-х видах раскисления: пс - полуспокойные, сп - спокойные и кп - кипящие. Если в наименовании такой стали не указывается степень раскисления, например Ст3 - значит это сталь спокойная Ст3сп, спокойные стали используются чаще других.

• углеродистая качественная - в которых присутствует углерод в количестве от 0,05% до 0,7%, а прочие примеси минимальны. Чем больше углерода в такой марке стали, тем хуже прокат из нее поддается сварке. Марка стали с небольшим содержанием углерода 05кп - 08кп используется для штамповки, с средним содержанием - для производства проката, а с большим - для пружин и изделий с повышенной упругостью.

• легированная - дорогие сплавы стали, сюда входят некоторые нержавеющие, жаростойкие, химически стойкие, устойчивые в условиях холода и другие стали. Применяются для ответственных и нагруженных деталей. Марка стали такого типа имеет присадки хрома, никеля, титана, марганца, молибдена, вольфрама и др. металлов.

30ХГСА. 35ХГСА ,

• низколегированная для сварных конструкций - сюда входят стали с сумарным содержанием легирующих элементов менее 2,5%, кроме углерода. Легирование в небольших пределах улучшает механические свойства стали, но в тоже время позволяет выполнять качественные сварные соединения.

09Г2С. 25Г2С. 35ГС. 10ХСНД

• криогенная - марки стали, которые сохраняют свои свойства в условиях низких температур, например сталь 12Х18Н10Т имеет ударную вязкость KCU=319 при t=-75 °C, близкая к ней 12Х18Н9Т KCU=250, а обычная сталь 20 всего KCU=34 при t=-60 °C.

12Х18Н10Т. 03Х17Н14М3. 10Х14Г14Н4Т

• подшипниковая - обладают высокой твердостью и чистотой химического состава, в качестве легирующего компонента обычно используется хром, содержание которого в десятых долях процента пишется в названии марки стали.

ШХ15. ШХ4

• рессорно-пружинная - такие стали имеют высокие предел упругости и сопротивление релаксации напряжений, что позволяет им выдерживать постоянные малые пластические деформации. Так например, сталь 65Г имеет в состоянии после закалки 800-820 °С, масло, отпуск 340-380 °С на воздухе предел прочности при растяжении σ_в =1470 МПа, предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения σ_-1 =725 МПа, в то время как обычная марка стали 20 имеет σ_в

390-490 МПа, а σ_-1

206 МПа, таким образом специальная рессорно-пружинная сталь превосходит обычную в несколько раз. Качество стали повышают термообработкой.

• повышенной обрабатываемости (автоматная) - такие марки стали легче поддаются обработке резанием, меньше изнашивают инструмент и дают ломкую стружку, что позволяет обрабатывать их с большей скоростью и качеством, поэтому применяется для изготовления изделий на станках.

А12. А20. А30. А35

• высокопрочная высоколегированная - безуглеродистые сильно легированные сплавы с содержанием добавок более 25%, такие стали обладают высокими механическими свойствами, жаропрочностью, химической стойкостью и т.д. так предел прочности при растяжении большинства этих сталей колеблется в пределах σ_в =2300-3500 МПа и выше, что во много раз превышает свойства обычных сталей.

Н12К15М10. Н13К15М10

Марки инструментальной стали - Для обработки резанием используются различные виды материалов: углеродистые, легированные и быстрорежущие стали. Наибольший объем снимаемой стружки приходится на инструмент из твердых сплавов и быстрорежущих сталей.

• Инструментальная углеродистая сталь - используются для инструментов, рабочая поверхность которых не нагреваются выше 150-200 °С, удобство применения таких сталей заключается в их дешевизне и легкости изготовления/правки инструмента в отожженном состоянии сплава, после этого инструмент подвергается закалке и отпуску и его твердость приводится к рабочей.

• Инструментальная легированная сталь - среди этих марок стали можно выделить 2 подгруппы - малой прокаливаемости и повышенной прокаливаемости. Такое различие объясняется тем, что в марках стали первой подгруппы содержится небольшое количество присадок (хрома 0,2-0,7%; ванадия 0,15-0,3%; вольфрама до 4%) поэтому эти стали хоть и близки к углеродистым, но превосходят их по теплостойкости и износостойкости. Стали второй подгруппы имеют больше хрома 0,8-1,7%, а также марганец, кремний и др. металлы. Такие стали используются для инструмента ответственного назначения, в том числе большого сечения охлаждаемого при закалке в масле.

13Х. В2Ф. 9ХС. 9ХВГ. ХВГ

• Инструментальная валковая сталь - обладает высокой твердостью и стойкостью к истиранию и деформациям, из этой стали делаются прокатные валки, ножи, пуансоны и др. детали подвергающиеся большим нагрузкам.

90ХМФ. 75ХМФ

• Инструментальная штамповая сталь - если для штампов с невысокими ударными нагрузками могут применятся просто инструментальные стали, то для работы с высокими ударными нагрузками (высадка) и с горячим (раскаленным) металлом от марки стали требуется очень высокая прочность и твердость, высокая теплостойкость и вязкость, а также такое изделие должно выдерживать многократный постоянный цикл нагрев-охлаждение без образования термических трещин.

• Инструментальная быстрорежущая сталь - характерной особенностью этих марок является сильное легирование вольфрамом, а также молибденом, ванадием и т.д. Вольфрам влияет следующим образом: на феррит - повышает прочность и твердость, снижает пластичность и коэрцитивную силу; на аустенит - повышает точки А1 иА3, понижает А4, сдвигает точку S влево, Сужает γ-область, препятствует росту зерна, увеличивает прокаливаемость при повышенной температуре закалки, обеспечивающей хорошее растворение карбидов, уменьшает критическую скорость закалки, незначительно увеличивает количество остаточного аустенита; в целом - повышает температуру плавления, повышает красноломкость, устраняет хрупкость при отпуске, сплавы с содержанием от 6 до 32% W способны к дисперсионному твердению, повышает крипоустойчивость стали. Вольфрам выступает основным элементов в твердых сплавах. Таким образом быстрорежущие марки стали сохраняют высокую твердость, износостойкость и сопротивление пластической деформации вплоть до высоких температур 500-600 °C, что позволяет повышать скорость резания в несколько раз по сравнению с обычными инструментальными сталями и обрабатывать стали, которые затруднительно или невозможно резать из-за повышенной твердости.

Р9. Р18. Р6М5. Р9К5. Р9М4К8 ,

Сталь специального назначения - несмотря на то, что существует множество групп сталей предназначенных для конкретных задач, можно выделить несколько групп сталей которые больше не используются для других целей:

• Рельсовая сталь - основной легирующий элемент таких марок стали - марганец Mn. В целом Mn влияет стали следующим образом: на феррит - сильно повышает прочность, твердость, удельное электросопротивление и коэрцитивную силу; на аустенит - Понижает точки А₁ и А₃. понижает А₄. сдвигает точку S влево, расширяет γ-область, увеличивает склонность к росту зерна, сильно увеличивает прокаливаемость, уменьшает критическую скорость закалки, сильно понижает мартенситную точку М_н и резко увеличивает количество остаточного аустенита; в целом - уменьшает красноломкость стали при повышенном содержании серы, повышает прочность, упругие свойства и износоустойчивость, снижает ударную вязкость, увеличивает склонность к отпускной хрупкости. Снижает пластичность, ударную вязкость, магнитную индукцию и магнитную проницаемость. Также марки стали содержат кремний, и микролегирующие добавки ванадий, титан и цирконий. Особенность рельсового проката в том, что он обязательно подвергается термической обработке, которая придает эксплуатируемой поверхности рельсов высокую твердость, сопротивление износу и вязкость.

• Сталь судостроительная - марки стали для судостроения должны соответствовать механическим требованиям (в зависимости от марки и толщины): временное сопротивление разрыву σ_в =400-500 МПа, предел текучести σ_0,2 =200-400 МПа, относительное удлинение δ₅ >20%, ударная вязкость KCU=19-40 кДж / м 2 .

Жаропрочные марки стали - обычно, каждая такая марка стали сильно легирована тугоплавкими металлами - вольфрамом, молибденом. Несмотря на высокую стоимость применение таких сталей дает большой экономический эффект, поскольку позволяет заменить ими специальные тугоплавкие сплавы стоимость которых намного выше, например сталь ХН38ВТ применяют в качестве заменителя никелевого сплава ХН78Т, который хоть формально и относится к сталям, но имеет железа всего 6%, а никеля 70-80% и соответственно стоит.

Сталь нержавеющая (коррозионно-стойкая) - можно выделить обычные марки, коррозионно-стойкие в обычных условиях и высоколегированные жаропрочные предназначенные для специальных условий. Основная масса нержавеющих марок стали легируется хромом. Хром воздействует следующим образом: на феррит - повышает прочность, твердость, коэрцитивную силу, снижает ударную вязкость, магнитную индукцию и проницаемость; на аустенит - повышает точку А₁ и понижает А₃ и А₄. Сдвигает точку S влево, Сужает γ-область, уменьшает склонность зерна к росту, сильно увеличивает прокаливаемость, дает две зоны наименьшей устойчивости аустенита при 700-500 и 400-250 °С, уменьшает критическую скорость закалки, понижает мартенситную точку М_н. увеличивает количество остаточного аустенита; в целом - сильно повышает устойчивость против коррозии и окисления, сильно увеличивает износоустойчивость, увеличивает крипоустойчивость и в особенности жаростойкость. Также в нержавейку добавляются никель, титан, марганец, молибден.

Сталь прецезионная - к этим маркам стали относятся сплавы с четко заданными свойствами: температурным коэффициентом линейного расширения, магнитными свойствами, упругостью в сочетании с другими качествами, а также можно выделить сплавы с заданным высоким электрическим сопротивлением.

Электротехнические марки стали - можно выделить две основные подгруппы сталей: анизотропные и изотропные, первые представлены в основном сернистыми сталями с содержанием кремния до 4%, которые предназначены для использования в магнитопроводах трансформаторов и машин, где магнитное поле распространяется вдоль листа стали. Вторая подгруппа сталей имеет меньшее содержание кремния и слабое легирование другими металлами и используется для магнитопроводов, в которые магнитное поле находится под различными углами к листам стали, т.е. в двигателях, генераторах и т.д. Основным элементом, который влияет на магнитные свойства стали является кремний Si, он влияет на сталь следующим образом: на феррит - сильно повышает прочность, твердость, удельное электросопротивление, повышает магнитную проницаемость резко при содержании выше 4,5%, снижает пластичность, ударную вязкость, коэрцитивную силу, магнитную индукцию; на аустенит - повышает точки А1 и А3, понижает А4, сдвигает точку S влево, сужает γ-область, незначительно влияет на уменьшение склонности роста зерна аустенита, сильно увеличивает прокаливаемость, уменьшает критическую скорость закалки, не изменяет положения мартенситной точки, немного увеличивает количество остаточного аустенита; и в целом активно раскисляет сталь, сильно влияет на магнитные и электрические свойства стали, повышает прочность и упругие свойства стали, снижая пластичность и ударную вязкость, увеличивает жаростойкость стали.

10895. 10880

Команда портала постоянно дополняет марочник новой информацией и если Вы считаете, что нехватает какой-то информации или присутствуют неточности, сообщите нам и мы внесем изменения.

Марочник сталей и сплавов - Материаловедение - Машиностроение - Каталог файлов - Техническая литература

Материал по каждой марке стали и сплава включает следующие данные: заменитель марки стали -и сплава, вид поставки, назначение, содержание химических элементов в процентах по массовой доле, температуры критических точек, механические свойства, жаростойкость, коррозионная стойкость, технологические свойства, свариваемость, литейные свойства, температурный интервал ковки и условия охлаждения после ковки, обрабатываемость резанием, прокаливаемость, флокеночувствительность, склонность к отпускной хрупкости.

Химический состав стали или сплава собственного производства определяется по плавочной Э (ковшевой) пробе, отбираемой при разливке стали в соответствии с ГОСТ 7565—81, а химический состав и марка стали проката — по сертификату металлургического завода. Химический анализ выполняют в соответствии с ГОСТ 12344—78 — ГОСТ 12365—84.

Стандартные справочные данные по механическим свойствам при 20 °С проката, поковок и отливок, приведенные в марочнике, являются минимальными и должны гарантироваться при выполнении установленной технологии. За сечение поковки или отливки принимают ее расчетную толщину (диаметр) под термообработку.

Характеристики механических свойств поковок, приведенные в марочнике при отсутствии соответствующих указаний, получены при испытании продольных образцов. При испытании тангенциальных, поперечных и радиальных образцов допускается снижение норм механических свойств в соответствии с ГОСТ 8479—70.

Марочник нержавеющих сталей

Данный раздел сайта содержит сведения о классификации, назначении, заменителях, химическом составе, механических, физических, технологических и литейных свойствах нержавеющих сталей и сплавов.

Для этих материалов приведена информация о химическом составе, назначении, заменителях, температуре критических точек, а также данные о следующих свойствах материалов:

• Механические свойства стали и сплавов

• Твердость по Бринеллю;
• Предел кратковременной прочности;
• Предел пропорциональности;
• Относительное удлинение при разрыве;
• Относительное уменьшение поперечного размера образца;
• Ударная вязкость.

Также для некоторых материалов приведены данные о коэффициенте трения, литейно-технологических и магнитных свойствах.

Маркировка цветных металлов и сплавов

Рынок металлопродукции из цветных сплавов весьма широкий и разнообразный, поскольку к цветным относят все металлы и сплавы, кроме железа и сталей. Различия в технологии производства таких сплавов и требования к свойствам, области применения сплавов даже одной и той же системы могут существенно отличаться, что приводит к многообразию систем маркировок.

Ниже рассмотрены принципы стандартизации и маркировки сплавов на основе двух основных цветных металлов – меди и алюминия.

Касательно сортамента алюминиевых сплавов. можно сказать, что он очень широк. При этом, на российском рынке можно выделить Уральский металлургический завод, который отличается высоким качеством производимой продукции.

Латуни – это сплав на основе меди и цинка. Изделия из латуни можно получать литьем или обработкой давлением, и способ производства изделия учитывается при маркировке соответствующего сплава.

Латуни делят на:

• двухкомпонентные латуни (простые), состоящие только из меди, цинка и незначительного количества примесей,
• многокомпонентные латуни (специальные), кроме меди и цинка содержащие дополнительные легирующие элементы.

Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка имеет золотистый цвет и ее называют томпаком (используется в ювелирном деле), с содержанием 20 –36% Zn называют желтой латунью. На практике редко используют латуни, в которых концентрация цинка превышает 45%.

Обычно в простых по составу латунях указывают только содержание в сплаве меди: Л96 – латунь, содержащая 96% Cu и

4% Zn (томпак); Л63 – латунь, содержащая 63% Cu и 37% Zn.

Основными легирующими элементами в многокомпонентных латунях являются: алюминий (А), железо (Ж), марганец (Мц), мышьяк (Мш), олово (О), свинец (С), кремний (К), никель (Н), фосфор (Ф), цинк (Ц) (в скобках указаны условные обозначения элементов в марке).

Деформируемые латуни маркируют следующим образом: первой ставится буква «Л», затем ряд букв, указывающих, какие легирующие элементы, кроме цинка, входят в эту латунь; далее через дефисы указаны цифры, первая из которых характеризует среднее содержание меди в процентах, а последующие – каждого из легирующих элементов в той же последовательности, как и в буквенной части марки.

Порядок букв и цифр устанавливается по содержанию соответствующего элемента: сначала идет тот элемент, которого больше, а далее – по нисходящей. Содержание цинка определяется по разности от 100%.

Например: марка ЛАЖМц66-6-3-2 расшифровывается так: деформируемая латунь, в которой содержится 66 % Cu, 6 % Al, 3 % Fe и 2 % Mn. Цинка в ней 100 – (66+6+3+2)=23 %. Латунь ЛС59 содержит 59 % Cu, 40 % Zn, и около 1 % Pb (число «1» в марке часто не указывают). ЛОМш70—1—0,05 содержит 70 % Cu, 1 % Sn, 0,05 % As.

В стандарте для литейных латуней ГОСТ 17711–93 «Сплавы медно–цинковые (латуни), литейные. Марки» используется иной порядок маркировки.

В начале маркировки ставятся буквы «ЛЦ», далее содержание основного компонента (цинка) в процентах, далее буквы, которые показывают легирующие элементы и их содержание в процентах.

Тогда указанный выше сплав ЛС59 по ГОСТ 17711–93 будет обозначен как ЛЦ40С. Марке ЛАЖМц66-6-3-2 соответствует ЛЦ23А6ЖЗМц2. В конце маркировки может указываться способ литья, например «д» – литье под давлением, тогда марка будет обозначена как ЛЦ40Сд.

Эта система маркировки соответствует некоторым зарубежным стандартам и более удобна в использовании. Необходимо учитывать, что заводы–производители латуней и изделий из них используют маркировки как деформируемых, так и литейных латуней по ГОСТ 17711–93. Основные марки латуней по этому стандарту приведены в приложении Ж.

На малогабаритные изделия из латуней (например, столовые приборы и т.п.) могут наносить сокращенные обозначения марки, примеры сокращенного обозначения также приведены в приложении Ж.

Термин «бронзы» включает в себя большую группу сплавов на медной основе. Исторически, первые бронзы представляли собой сплав меди и олова, бронзы на основе такого сплава называют оловянными. Безоловянная бронза кроме меди может содержать алюминий, кремний, бериллий, цинк и ряд других элементов.

Маркировка и сортамент выпускаемых бронз определен рядом стандартов: ГОСТ 493–79 «Бронзы безоловянные литейные. Марки», ГОСТ 613–79 «Бронзы оловянные литейные. Марки», ГОСТ 5017–74 «Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением. Марки», ГОСТ 18175–78 «Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки».

Система маркировки литейных и обрабатываемых давлением бронз несколько отличается.

Маркировка всех бронз начинается с букв «Бр», затем проставляют условные обозначения легирующих элементов и числа, показывающие их усредненные содержания. Для оловянных бронз маркировка начинается с букв «БрО». Содержание меди определяется как 100 – сумма(содержание легирующих элементов, %). Условные обозначения элементов в бронзах такие же, как и в латунях (см. выше).

Для деформируемых литейных бронз числа, показывающие среднее содержание легирующих элементов, указывают через дефис в конце маркировки. Для литейных бронз содержание элементов указывают после буквенного символа элемента.

Например, БрОФ6,5-0,4 – деформируемая оловянная бронза, содержащая 6,5 % олова и 0,4 % фосфора. БрО4Ц4С17 – литейная бронза, содержащая 4 % олова, 4 % цинка, 17 % свинца.

БрАЖ9-4 – безоловянная деформируемая бронза, содержащая 9 % алюминия и 4 % железа. БрА10Ж3Мц2 – литейная бронза, содержащая 10 % алюминия, 3 % железа и 2 % марганца.

На изделия из бронзы могут проставлять сокращенную маркировку (см. приложение З).

Алюминий является основой для производства целого ряда промышленных сплавов и изделий из них. Как и медные, алюминиевые сплавы можно разделить на литейные (изделия получают литьем) и деформируемые (изделие получают обработкой давлением).

Использование большого количества различных сплавов на основе алюминия привело к разнообразию систем их маркировки.

Большинство марок литейных алюминиевых сплавов определено в стандарте ГОСТ 1583–93 «Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия».

Наиболее распространенный литейный алюминиевый сплав называют силумином. Это сплавы системы алюминий–кремний с небольшим количеством других элементов (марганца, цинка) и их выделяют в отдельную группу как обладающие наиболее высокими литейными свойствами. Такие сплавы маркируют буквами «АЛ» от слов «алюминиевый литейный» и числом, показывающим порядковый номер сплава от АЛ2 до АЛ12. Свойства сплава зависят от состава и способа получения отливки, условно можно считать, что с увеличением номера растет комплекс показателей свойств сплава (прочность и пластичность).

В общем случае литейные сплавы на основе алюминия маркируют двумя буквами. Вторая буква указывает элемент, на базе которого получен сплав. Например, «АК» – система алюминий – кремний, «АМ» – алюминий – медь, «АМг» – алюминий – магний и т.д. Затем идет число, указывающее содержание элемента. Если сплав легированный, указывают буквенные обозначения элементов и их содержание.

Например, АК12М2 – сплав системы алюминий–кремний, с содержанием кремния 12 % (в среднем) и меди 2 %. АМг4К – система алюминий–магний с содержанием 4 % магния и 1 % кремния.

В конце марки может стоять буква, характеризующая особенности данного сплава: «ч» – чистый; «пч» – повышенной чистоты; «оч» – особой чистоты; «л» – литейные сплавы; «с» – селективный. Условные обозначения способов литья – такие же, как и у латуней (приложение Ж).

Если литейный алюминиевый сплав термически упрочняется, в конце марки ставят обозначение термической обработки (ГОСТ 1583-93):

• Т1 – искусственное старение без предварительной закалки;
• Т2 – отжиг;
• Т4 – закалка;
• Т5 – закалка и кратковременное неполное искусственное старение;
• Т6 – закалка и полное искусственное старение;
• Т7 – закалка и стабилизирующий отпуск;
• Т8 – закалка и отпуск.

Символ «Т3» используется для других сплавов.

Для получения деформируемых алюминиевых сплавов используют различные системы легирования – Al–Mn (сплавы АМц), Al–Mg (сплавы АМг), дуралюмины и др. В ряде случаев система их маркировки сложилась стихийно по подобию медных сплавов, с учетом особенностей производства или области применения сплава. В настоящее время происходит замена различных систем условных обозначений алюминиевых деформируемых сплавов на единую систему цифровой маркировки. Маркировки сплавов, в т.ч. цифровые, определены в ГОСТ 4784–74 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки».

Первая цифра обозначает основу сплава, алюминиевые сплавы маркируют «1», вторая цифра – система сплава:

Более распространенными являются сплавы системы Al–Mg, которые обладают лучшим комплексом физико–механических свойств по сравнению со сплавами системы Al–Mn. Сплавы не упрочняют термической обработкой, и маркировка состоит из букв, указывающих тип сплава и числа, показывающего в процентах содержание основного элемента – магния от АМг2 до АМг7 (ГОСТ 4784–74). Цифровая маркировка сплавов АМц – 1400, АМг – 15ХХ, где ХХ – две цифры, которые показывают содержание магния в десятых долях процента (1520 – в среднем 2 % Mg).

Дуралюмин – наиболее распространенный деформируемый алюминиевый сплав, сочетающий высокий уровень свойств с небольшой плотностью (dur – по-французски «твердый»).

Собственно дуралюмин обозначают как Д1. Д16, комплекс показателей свойств растет с увеличением номера сплава. По ГОСТ 4784 все эти сплавы маркируют от 1110 до 1160, например, Д1 – 1110, АК4 (ковочный) – 1140 и т.д. С учетом состава, способа производства высокопрочные алюминиевые сплавы обозначают по–разному: В95 (высокопрочный) – 1950, АВ (авиаль) – 1340 и т.д.

Европейские нормы EN 1982: 99 «Copper and copper alloys. Ingots and casting» литейные медные бронзы обозначаются как ССХХХК. Здесь символы «СС» – «медь литье», символы «ХХХ» – номер сплава. Например, сплав по стандарту DIN CuSn3Zn8Pb5 (бронза БрО3Ц8С5, состав виден из маркировки) по EN обозначается как СС490К, менее легированный сплав CuSn12 (БрО12) – CC483K.

Деформируемые медные сплавы по EN обозначают CWXXXA, CWXXXC (от copper wrought медь деформированная). ХХХ – номер сплава, который зависит от легирования. Например, чистая медь марки М1 (ГОСТ 495) соответствует CW004A, сплав Cu–Zn (0,5 %) CW119C.

В США медь и сплавы на ее основе определены стандартами ASTM и UNS.

Стандарты ASTM для всех медных сплавов начинаются с буквы «В». Маркировка самого сплава начинается с буквы «С» (copper) и записывается как СХХХХХ, где ХХХХХ – пятизначный цифровой номер. Сплавы с номером меньше 80000 обрабатывают давлением, больше 80000 – литейные. Маркировка С1ХХХХ соответствует меди различной степени чистоты, остальные – сплавам. Например, марка С11000 ASTM В133 соответствует марке М1.

Обрабатываемые давлением медные сплавы в стандартах Японии имеют такую же маркировку, только цифр – четыре. Если цифры в маркировках сплавов США и Японии совпадают, то сплавы имеют близкий химический состав.

Например, двойная латунь по ASTM В36, В111 и др. обозначается как С2Х000, где Х растет с увеличением доли цинка – от 1 до 8. Латунь Л70 соответствует марке С26000. Оловянная латунь маркируется С4ХХХХ – ЛО90–1 соответствует С41000.

Бронза С51100 по составу соответствует бронзе БрОФ4–0,25. Литейная латунь ЛЦ23А6Ж3Мц соответствует С86200.

В США литейные алюминиевые сплавы определены стандартами ASTM (ASTM B 85, B 26, B 108) и Алюминиевой Ассоциации (АА). Маркировка АА является наиболее распространенной и используется в качестве международной.

По стандартам Алюминиевой ассоциации литейные алюминиевые сплавы объединены в серии и имеют трехзначное обозначение в зависимости от системы легирования – XXX.

Первая цифра показывает систему легирования:

Обозначение ХХХ.0 используется для всех отливок (т.е. литейных сплавов). Например, сплав 356.0 по АА соответствует сплаву АК7 (АЛ9) по ГОСТ 1583 (алюминий–кремний 7 % Si). По ASTM B26 он обозначается SG70A.

В Японии литейные алюминиевые сплавы по стандарту JIS H5202 обозначаются следующим образом: AC N X (АС – алюминиевый литейный, N – номер серии по системе легирования, Х – буквы, соответствующие определенной системе легирования сплава).

Пример. Сплав AC 4 D соответствует АК5Мч по ГОСТу (алюминий – кремний 5 % – медь 1 %). В США этот сплав обозначается как 305.

Деформируемые алюминиевые сплавы в большинстве зарубежных стандартах имеют цифровую систему маркировки.

В США по ANSI H35.2 деформируемые алюминиевые сплавы обозначаются буквами «ААХХХХ», где «АА» указывает на то, что сплав относится к алюминиевым деформируемым, «ХХХХ» – четырехзначная цифровая маркировка.

По стандартам Алюминиевой ассоциации деформируемые сплавы имеют четырехзначное обозначение в зависимости от системы легирования – XXXX.

Первая цифра показывает систему легирования:

Вторая цифра показывает порядковый номер модификации сплава относительно базового, в базовом сплаве вторая цифра «0», две последние цифры – номер сплава и его чистота.

Например, марка 2020 – базовый сплав алюминий–медь (4,5% Cu), он примерно соответствует сплаву 1230 по ГОСТу (сплав 1230 дополнительно содержит 0,05 % Mg).

В Японии используется такая же система обозначений деформируемых алюминиевых сплавов, как и в США.

По EN алюминиевые литейные сплавы разделены на серии от 1ХХХ до 8ХХХ, где ХХХ – порядковый номер в серии, в конце возможна дополнительная буква «А», «В». Серия 1ХХХ соответствует нелегированному алюминию, например 1080А, Al–Cu –2XXX, Al–Mn – 3XXX, Al–Si – 4XXX, Al–Mg – 5XXX, Al–Mg–Si – 6XXX, Al–Zn – 7XXX, прочие системы 8ХХХ. Следовательно, эта система во многом совпадает с маркировкой Алюминиевой Ассоциации.

Деформируемые алюминиевые сплавы по EN 573 обозначают как AW–AlXXX, где ХХХ тип и содержание легирующих элементов. Например, сплав AW–AlZn5,5MgCu соответствует марке 7475 Алюминиевой Ассоциации.

Таким образом, перевести сплав из одной маркировки в другую достаточно сложно, а, если нет соответствующей документации, и не возможно. Поэтому производители сплавов и проката для зарубежных поставок обязательно указывают, по какому стандарту производится соответствующая металлопродукция и редко определяют соответствующий аналог по ГОСТ. Для корректного перевода одной марки сплава в другую необходимо специальными справочными изданиями – трансляторами марок сплавов.

Марочник сталей, свойства стали

Для сталей в марочник внесены следующие свойства:

химический состав, характеристика, заменители, применение, назначение, классификация, температура критических точек, твердость в зависимости от термообработки.

Механические свойства стали: прочность, предел кратковременной прочности, предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение, ударная вязкость, твердость по Бринеллю.

Физические свойства стали: модуль упругости, коэффициент температурного линейного расширения, коэффициент теплопроводности, теплоемкость, плотность, электросопротивление.

Технологические свойства стали: свариваемость, флокеночувствительность, склонность к отпускной хрупкости.

Литейно-технологические свойства стали: температура горячей обработки, температура плавления, температура отжига, линейная усадка.

Для сплавов в марочник внесены следующие свойства:

химический состав, характеристика, заменители, назначение, применение, классификация, твердость в зависимости от термообработки.

Механические свойства сплава: прочность, предел кратковременной прочности, предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение, ударная вязкость, твердость по Бринеллю.

Физические свойства сплава: модуль упругости, коэффициент температурного линейного расширения, коэффициент теплопроводности, теплоемкость, плотность, электросопротивление.

Литейно-технологические свойства сплава: температура горячей обработки, температура плавления, температура отжига. температура кристаллизации, температура литья, линейная усадка.

Марочник металлов

Рассмотрим более подробно основные группы марок стали. поскольку именно стали интересуют большинство пользователей:

Прежде всего, нужно отметить, что некоторые марки в силу своего химического состава, механических свойств, условий применения и других параметров могут входить в несколько групп сразу, так например марка стали 12Х18Н10Т относится к конструкционным криогенным, конструкционным легированным, жаропрочным и нержавеющим сталям.

Марки конструкционной стали - самая многочисленная группа марок, которые широко применяются в изготовлении машин, механизмов, оборудования и строительных конструкций. В группу конструкционных марок стали входят также многие нержавеющие, жаропрочные и другие стали, поскольку они используются в специфических условиях эксплуатации, требующих, чтобы соответствующая марка стали имела определенные механические, физические, химические и прочие параметры, рассмотрим основные подгруппы:

Углеродистая обыкновенного качества - самые недорогие и часто используемые для производства проката сплавы стали. Существует 3 группы качества: А (регламентируются только механические свойства), Б (регламентируются только химические свойства), В (регламентируются и механические и химические свойства). Также такие стали поставляются в 3-х видах раскисления: пс - полуспокойные, сп - спокойные и кп - кипящие. Если в наименовании такой стали не указывается степень раскисления, например Ст3 - значит это сталь спокойная Ст3сп, спокойные стали используются чаще других.

Ст0, Ст1, Ст2сп, Ст3сп, Ст4сп, Ст5сп, Ст6сп

Углеродистая качественная - в которых присутствует углерод в количестве от 0,05% до 0,7%, а прочие примеси минимальны. Чем больше углерода в такой марке стали, тем хуже прокат из нее поддается сварке. Марка стали с небольшим содержанием углерода 05кп - 08кп используется для штамповки, с средним содержанием - для производства проката, а с большим - для пружин и изделий с повышенной упругостью.

05кп, 08, 08кп, 10, 15, 20, 22К, 25, 30, 40, 50, 60

Легированная - дорогие сплавы стали, сюда входят некоторые нержавеющие, жаростойкие, химически стойкие, устойчивые в условиях холода и другие стали. Применяются для ответственных и нагруженных деталей. Марка стали такого типа имеет присадки хрома, никеля, титана, марганца, молибдена, вольфрама и др. металлов.

30ХГСА, 35ХГСА

Низколегированная для сварных конструкций - сюда входят стали с сумарным содержанием легирующих элементов менее 2,5%, кроме углерода. Легирование в небольших пределах улучшает механические свойства стали, но в тоже время позволяет выполнять качественные сварные соединения.

09Г2С, 17Г1С, 10ХСНД

Криогенная - марки стали, которые сохраняют свои свойства в условиях низких температур, например сталь 12Х18Н10Т имеет ударную вязкость KCU=319 при t=-75 °C, близкая к ней 12Х18Н9Т KCU=250, а обычная сталь 20 всего KCU=34 при t=-60 °C.

12Х18Н10Т, 03Х17Н14М3, 10Х14Г14Н4Т

Подшипниковая - обладают высокой твердостью и чистотой химического состава, в качестве легирующего компонента обычно используется хром, содержание которого в десятых долях процента пишется в названии марки стали.

Рессорно-пружинная - такие стали имеют высокие предел упругости и сопротивление релаксации напряжений, что позволяет им выдерживать постоянные малые пластические деформации. Так например, сталь 65Г имеет в состоянии после закалки 800-820 °С, масло, отпуск 340-380 °С на воздухе предел прочности при растяжении ?в=1470 МПа, предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения ?-1=725 МПа, в то время как обычная марка стали 20 имеет ?в

390-490 МПа, а ?-1

206 МПа, таким образом специальная рессорно-пружинная сталь превосходит обычную в несколько раз. Качество стали повышают термообработкой.

65Г, 60С2А

Высокопрочная высоколегированная - безуглеродистые сильно легированные сплавы с содержанием добавок более 25%, такие стали обладают высокими механическими свойствами, жаропрочностью, химической стойкостью и т.д. так предел прочности при растяжении большинства этих сталей колеблется в пределах ?в=2300-3500 МПа и выше, что во много раз превышает свойства обычных сталей.

Н12К15М10, Н13К15М10

Марки инструментальной стали - Для обработки резанием используются различные виды материалов: углеродистые, легированные и быстрорежущие стали. Наибольший объем снимаемой стружки приходится на инструмент из твердых сплавов и быстрорежущих сталей.

Инструментальная углеродистая сталь - используются для инструментов, рабочая поверхность которых не нагреваются выше 150-200 °С, удобство применения таких сталей заключается в их дешевизне и легкости изготовления/правки инструмента в отожженном состоянии сплава, после этого инструмент подвергается закалке и отпуску и его твердость приводится к рабочей.

Инструментальная легированная сталь - среди этих марок стали можно выделить 2 подгруппы - малой прокаливаемости и повышенной прокаливаемости. Такое различие объясняется тем, что в марках стали первой подгруппы содержится небольшое количество присадок (хрома 0,2-0,7%; ванадия 0,15-0,3%; вольфрама до 4%) поэтому эти стали хоть и близки к углеродистым, но превосходят их по теплостойкости и износостойкости. Стали второй подгруппы имеют больше хрома 0,8-1,7%, а также марганец, кремний и др. металлы. Такие стали используются для инструмента ответственного назначения, в том числе большого сечения охлаждаемого при закалке в масле.

13Х, В2Ф, 9ХС, ХВГ

Инструментальная штамповая сталь - если для штампов с невысокими ударными нагрузками могут применятся просто инструментальные стали, то для работы с высокими ударными нагрузками (высадка) и с горячим (раскаленным) металлом от марки стали требуется очень высокая прочность и твердость, высокая теплостойкость и вязкость, а также такое изделие должно выдерживать многократный постоянный цикл нагрев-охлаждение без образования термических трещин.

Инструментальная быстрорежущая сталь - характерной особенностью этих марок является сильное легирование вольфрамом, а также молибденом, ванадием и т.д. Вольфрам влияет следующим образом: на феррит - повышает прочность и твердость, снижает пластичность и коэрцитивную силу; на аустенит - повышает точки А1 иА3, понижает А4, сдвигает точку S влево, Сужает ?-область, препятствует росту зерна, увеличивает прокаливаемость при повышенной температуре закалки, обеспечивающей хорошее растворение карбидов, уменьшает критическую скорость закалки, незначительно увеличивает количество остаточного аустенита; в целом - повышает температуру плавления, повышает красноломкость, устраняет хрупкость при отпуске, сплавы с содержанием от 6 до 32% W способны к дисперсионному твердению, повышает крипоустойчивость стали. Вольфрам выступает основным элементов в твердых сплавах. Таким образом быстрорежущие марки стали сохраняют высокую твердость, износостойкость и сопротивление пластической деформации вплоть до высоких температур 500-600 °C, что позволяет повышать скорость резания в несколько раз по сравнению с обычными инструментальными сталями и обрабатывать стали, которые затруднительно или невозможно резать из-за повышенной твердости.

Р9, Р18, Р6М5, Р9К5, Р9М4К8

Жаропрочные марки стали - обычно, каждая такая марка стали сильно легирована тугоплавкими металлами - вольфрамом, молибденом. Несмотря на высокую стоимость применение таких сталей дает большой экономический эффект, поскольку позволяет заменить ими специальные тугоплавкие сплавы стоимость которых намного выше, например сталь ХН38ВТ применяют в качестве заменителя никелевого сплава ХН78Т, который хоть формально и относится к сталям, но имеет железа всего 6%, а никеля 70-80% и соответственно стоит.

20Х23Н18, 12Х1МФ, 10Х23Н18, ХН78Т, 13Х11Н2В2МФ, 11Х11Н2В2МФ, 10Х11Н23Т3МР, ХН77ТЮР, ХН60ВТ

Сталь нержавеющая (коррозионно-стойкая) - можно выделить обычные марки, коррозионно-стойкие в обычных условиях и высоколегированные жаропрочные предназначенные для специальных условий. Основная масса нержавеющих марок стали легируется хромом. Хром воздействует следующим образом: на феррит - повышает прочность, твердость, коэрцитивную силу, снижает ударную вязкость, магнитную индукцию и проницаемость; на аустенит - повышает точку А1 и понижает А3 и А4. Сдвигает точку S влево, Сужает ?-область, уменьшает склонность зерна к росту, сильно увеличивает прокаливаемость, дает две зоны наименьшей устойчивости аустенита при 700-500 и 400-250 °С, уменьшает критическую скорость закалки, понижает мартенситную точку Мн, увеличивает количество остаточного аустенита; в целом - сильно повышает устойчивость против коррозии и окисления, сильно увеличивает износоустойчивость, увеличивает крипоустойчивость и в особенности жаростойкость. Также в нержавейку добавляются никель, титан, марганец, молибден.

06ХН28МДТ, 20Х13, 10Х17Н13М2Т, 08Х18Н10Т, 14Х17Н2, 40Х13, AISI 304, 30Х13, 12Х17, 15Х25Т, 95Х18