Обозначение способа выплавки стали

Обозначение элементов в сталях и сплавах

В данном разделе можно самостоятельно произвести расчеты, например, веса и длины для металлопроката, получить информацию по нормативной базе, в том числе ГОСТ на продукцию, уточнить значение терминов, встречающихся в описаниях сплавов и материалов. Свяжитесь с нами, если вам требуется больше информации по нашей продукции.

• Словари терминов
• Справочник металлурга
  • Маркировка прецизионных сплавов
  • Обозначение элементов сталях и сплавах
  • Условные обозначения проволоки
  • Условные обозначения ленты
• Калькуляторы
• ГОСТ’ы и ТУ

Обозначение элементов в сталях и сплавах

Европейская система обозначений стали регламентирована стандартом EN 10027. Первая часть этого стандарта определяет порядок наименования сталей, а вторая часть регламентирует присвоение сталям порядковых номеров. В Японии наименование марок стали, как правило, состоит из нескольких букв и цифр. Буквенное обозначение определяет группу, к которой относится данная сталь, а цифры — ее порядковый номер в группе и свойство.

В США существует несколько систем обозначения металлов и их сплавов. Это объясняется наличием нескольких организаций по стандартизации, к ним относятся АMS, ASME, ASTM, AWS, SAE, ACJ, ANSI, AJS. Вполне понятно, что такая маркировка требует дополнительного разъяснения и знания при торговле металлом, оформлении заказов и т. п. До настоящего времени международные организации по стандартизации не выработали единую систему маркировки сталей. В связи с этим существуют разночтения, приводящие к ошибкам в заказах и как следствие нарушения качества изделий.

Принципы маркировки сталей в России
В России принята буквенно-цифровая система маркировки легированных сталей. Каждая марка стали содержит определенное сочетание букв и цифр. Легирующие элементы обозначаются буквами русского алфавита: Х — хром, Н — никель, В — вольфрам, М — молибден, Ф — ванадий, Т — титан, Ю — алюминий, Д — медь, Г — марганец, С — кремний, К — кобальт, Ц — цирконий, Р — бор, Ц —ниобий. Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце марки — то, что сталь высококачественная. Для конструкционных марок стали 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 0,6–1,2 %. Такие легирующие элементы, как Мо, W, V, Ti, обычно вводят в сталь в сочетании с Cr, Ni с целью дополнительного улучшения тех или иных физико-механических свойств. В конструкционных сталях эти элементы обычно содержатся в следующих количествах, %: Мо 0,2–0,4; W 0,5–1,2; V 0,l–0,3; Ti 0,1–0,2.

Дополнения к марочным обозначениям высоко- и особовысококачественных сталей

Дополнение к марочному обозначению стали	Первичная обработка	Последующий переплав
ВД	Вакуумно-дуговой переплав	—
ВИ	Вакуумно-индукционная выплавка	—
ИД	Вакуумно-индукционная выплавка	Вакуумно-дуговой
ИП	Вакуумно-индукционная выплавка	Плазменно-дуговой
ИШ	Вакуумно-индукционная выплавка	Электрошлаковый
ИЛ	Вакуумно-индукционная выплавка	Электронно-лучевой
ГР	Газокислородное рафинирование	—
П	Плазменно-дуговой переплав	—
ПТ	Плазменная выплавка	—
ПД	Плазменная выплавка	Вакуумно-дуговой
ПЛ	Плазменная выплавка	Электронно-лучевой
ПП	Плазменная выплавка	Плазменно-дуговой
ПШ	Плазменная выплавка	Электрошлаковый
СШ	Обработка синтетическим шлаком	—
Ш	Электрошлаковый переплав	—
ШД	Электрошлаковый переплав	Вакуумно-дуговой
ШЛ	Электрошлаковый переплав	Электронно-лучевой
ШП	Электрошлаковый переплав	Плазменно-дуговой
ЭЛ	Электронно-лучевой переплав	—

В инструментальных сталях в начале обозначения марки стали ставится цифра, показывающая содержание углерода в десятых долях процента. Начальную цифру опускают, если содержание углерода около 1% или более.

В обозначении марки подшипниковой стали входят: буква «Ш» и буквы, обозначающие легирующие элементы. За буквой «Х» (легированная хромом) приводят цифры, соответствующие массовой доле хрома в десятых долях процента (например, ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ).

Буква «А» в конце марки любой стали указывает, что сталь относится к категории высококачественной (30ХГСА, У7А), в середине обозначения марки — что сталь легирована азотом (16Г2АФ), в начале марки — что сталь автоматная повышенной обрабатываемости резанием (А35Г). Буквы АС в начале марки указывают, что сталь автоматная со свинцом (АС35Г2).

Особовысококачественную сталь обозначают добавлением через тире в конце марки буквы «Ш» или других букв (табл. 5.6). Это означает, что стал подвергалась электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов. В конце марки конструкционной стали могут быть дополнительные буквенные обозначения: ПП — сталь пониженной прокаливаемости, Л — литейная, К — сталь для котлов и др.

Строительную сталь обозначают буквой «С» (строительная) и цифрами, условно соответствующими пределу текучести проката. Буква «К» в конце марки — вариант химического состава стали с повышенной коррозионной стойкостью в атмосфере, а буква «Т» — термоупрочненный прокат (например, С245, С345Т, С390К).

При маркировке электротехнических сталей (1211, 1313, 2211 и т. д.) первая цифра обозначает класс по структурному состоянию и виду прокатки, вторая — содержание кремния, третья — потери на гистерезис, четвертая — группу по основной нормируемой характеристике. Вместе три первые цифры означают тип стали, а четвертая — порядковый номер этого типа стали.

Для изготовления рельсов широкой колеи типов Р75, Р65, Р50 применяют стали марок М76, М74, где буква «М» указывает мартеновский способ выплавки, а цифры — среднее содержание углерода в сотых долях процента.

В обозначение марки быстрорежущей стали входят: буква «Р», цифра, указывающая среднюю массовую долю вольфрама в процентах. Во всех быстрорежущих сталях массовая доля хрома составляет около 4 %, поэтому в обозначении марки букву «Х» не указывают. Ванадий, массовая доля которого в различных марках колеблется от 1 до 5 %, обозначается буквой «Ф» в марке, если его средняя массовая доля составляет более 2,5 %.

Массовая доля углерода в марочном обозначении быстрорежущей стали не указывается, так как она пропорциональна массовой доле ванадия. Если быстрорежущая сталь легирована молибденом или кобальтом, их массовая доля указывается в марке. Например, быстрорежущую сталь, содержащую, %: 1,0–1,1 С ; 3,0–3,6 Cr; 8,5–9,6 W; 2,1–2,5 V; 7,5–8,5 Co; 3,8–4,3 Mo, обозначают Р9М4К8.

Нестандартные легированные стали, выпускаемые заводом «Электросталь», обозначают сочетанием букв ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (электросталь пробная). Легированную сталь, выпускаемую Златоустовским металлургическим заводом маркируют буквами ЗИ, заводом «Днепроспецсталь» — ДИ. Во всех случаях после сочетания букв идет порядковый номер стали, например ЭИ 417, ЭП 767, ЗИ 8, ДИ 8 и т. д. После освоения марки металлургическими и машиностроительными заводами условные обозначения заменяет общепринятая маркировка, отражающая химический состав стали.

Литейные стали маркируются той же буквенно-цифровой системой, как и деформируемые, но в конце марки дополнительно ставится буква Л, что означает литейную сталь. Жесть в зависимости от назначения, качества поверхности и свойств делится на марки ЧЖК, ЧЖР, ГЖГ, ГЖР, ЭЖК, ЭЖК-Д, ЭЖР и ЭЖР-Д. Буквы в обозначении марок означают ЖК — жесть консервная, ЖР — жесть разного назначения, кроме тары для пищевых продуктов, Ч — черная, Г — горячего лужения, Э — электротехнического лужения, Д — жесть с дифференциальным покрытием.

Источник

Производство и обозначение сталей

По способу получения сталь бывает:

— конверторная бессемеровская (кислый процесс);
— конверторная томасовская (основной процесс);
— мартеновская (кислый или основной процесс);
— электросталь, выплавленная в дуговой или индукционной печи.

Сталь, в основном, получают переработкой чугуна, в котором содержание углерода намного больше (3,8 – 4,2%), чем в стали (например, в низкоуглеродистой стали углерода содержится до 0,25%). Для этого чугун заливают в конвертор с кислой футеровкой (бессемеровский процесс) или с основной футеровкой (томасовский процесс) и через жидкий чугун продувают воздух. При этом сгорает углерод с выделением тепла и его содержание уменьшается. Для снижения содержания кислорода в стали (посредством его удаления в шлак) перед разливкой в сталь вводят марганец, кремний, алюминий, то есть сталь раскисляют. Томасовский основной процесс, в отличие от бессемеровского кислого, позволяет существенно снизить содержание серы и фосфора в стали.

В последнее время при конверторном производстве стали вместо воздуха через жидкий чугун продувают кислород, что позволяет получить сталь высокого качества (с более низким содержанием азота в стали).

В дуговых электропечах выплавляют сталь только из металлолома под основными или кислыми шлаками.

В мартеновских пламенных печах сталь выплавляют из чугуна с добавлением скрапа (металлолома) под кислым или основным шлаками.

В индукционных печах сталь выплавляют из чистых шихтовых материалов. В электропечах получают легированные стали.

Производство проката

Сталь является пластичным материалом. Поэтому первоначально полученные отливки в дальнейшем подвергают многим видам обработки давлением: прокатке, прессованию, волочению, ковке и др.

Прокатка	Прессование	Волочение	Ковка

В результате получают заготовки и полуфабрикаты для дальнейшей обработки резанием, термической резки, гибки, сварки, нанесения покрытий и др. Для сварных конструкций применяют преимущественно прокат. Но не исключается применение также поковок и литых заготовок.

Сортамент листового и фасонного проката

Прокат классифицируют по сортаменту (профилю и размерам).

Весь сортамент можно разделить на 4 группы:

— листовой прокат (тонкий до 3,9 мм и толстый более 4 мм);
— сортовой прокат (квадратный и круглый, полоса, лента, уголок, швеллер, тавр, двутавровые балки, рельс, арматура);
— трубы (бесшовные, сварные);
— специальный и периодичный прокат.(оконный профиль и др.).

Классификация и маркировка сталей по национальным и международным стандартам

В зависимости от количества углерода стали углеродистые обычного качества разделяют на стали низкоуглеродистые (С ≤ 0,25%); среднеуглеродистые (0,25% С ≤ 0,37%) и высокоуглеродистые (С > 0,37%). Для сварных конструкций в основном используют низкоуглеродистые стали, как стали, что имеют хорошую способность к свариванию. Следовательно, дальше будем рассматривать только низкоуглеродистые стали. Следует подчеркнуть, что цифра марки стали не соответствует количеству углерода. Она только отображает порядковый номер стали. Качество стали зависит от технологии изготовления стали и связана с раскислением. В зависимости от этого различают стали кипящие, полуспокойные и спокойные. Для этого используют индексы «кп», «пс» и «сп». Стали групп «А» и «Б» могут быть «кп», «пс», «сп», но стали группы «Б» -только «пс» и «сп». Степень раскисления главным образом влияет на количество кремния (Si). Спокойная сталь имеет 0,1. 0,3% Si, кипящая — до 0,07% Si, полуспокойная — между ними. Сталь с малым количеством Si очень чувствительна к температурному состоянию, т.е. к условиям формирования трещин. Следовательно, качество сталей тем выше, чем больше степень раскисления (от «кп» до «сп»).

Стали поступают либо с гарантией механических свойств, либо с гарантией химического состава, т.е. с гарантией определенного количества показателей механических свойств и химического состава. Чтобы показать это количество, используют понятие разрядов — т.е. количества показателей, с гарантией которых поступает сталь.

Группа «А» имеет три разряда, группа «Б» — два, а группа «В» — шесть разрядов. Маркировка сталей предусматривает обозначение всех особенностей, т.е.: к какой группе принадлежит сталь, порядковый номер марки стали, степень раскисления, разряд.

Примеры: СтЗкп — сталь группы «А» (если отсутствует буква «А» — это значит, что сталь принадлежит к группе «А»); 3 — порядковый номер марки стали; «кп» — кипящая, отсутствие цифры разряда соответствует первому разряду. ВСтЗсп5 — сталь группы «В», марка «З», спокойная, пятого разряда. Стали группы «Б» маркируются как БСт, т.е. используется буква «Б» (БСтЗ).

Механические свойства и химический состав некоторых низкоуглеродистых сталей указаны в таблице ниже.

Марка стали	Химический состав, %					Механические свойства
	C	Mn	Si	P	S	σв, МПа	σт, МПа	δ, %
Ст0	0,23	—	—	0,07	0,06	310	—	—
Ст2пс	0,09…0,15	0,25…0,50	0,05…0,07	0,04	0,05	340…440	210…230	29…32
Ст3сп	0,14…0,22	0,40…0,65	0,12…0,30	0,04	0,05	380…490	230…250	23…26
Ст4сп	0,18…0,27	0,40…0,70	0,12…0,30	0,04	0,05	420…540	250…270	21…24
Ст5пс	0,28…0,37	0,50…0,80	0,05…0,17	0,04	0,05	500…640	270…290	17…20
Ст5сп	0,28…0,37	0,50…0,80	0,15…0,35	0,04	0,05	500…640	270…290	17…20

Таким образом, стали группы «В» используют для ответственных сварных конструкций, которые эксплуатируются в условиях низких температур и динамических нагружениях. Для других сварных конструкций используют сталь группы «Б». Сталь группы «А» для сварных конструкций не используется никогда.

Стали углеродистые конструкционные повышенного качества. В отличие от сталей углеродистых обычного качества, стали повышенного качества могут подвергаться термической обработке и поэтому поступают с гарантией химического состава. Они делятся на две группы. К первой группе относятся стали с нормальным количеством Мn, а ко второй — с повышенной.

В пределах I группы изготавливается сталь таких марок: 05кп, 08кп, 08, 10кп, 10, 15кп,15,20кп,20,25,30,35,40,45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, а группы II — 15Г, 20Г, 25Г, ЗОГ, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г, 65Г, 70Г. В отличие от сталей углеродистых обычного качества, в данном случае цифры означают количество углерода в сотых частях процента.

В таблице ниже приведены механические свойства и химический состав некоторых сталей I и II групп.

Марка стали	Химический состав, %			Механические свойства
	C	Mn	Si	σв, МПа	σт, МПа	δ, %
25	0,22…0,30	0,50…0,80	0,17…0,37	460	280	23
30	0,27…0,35	0,50…0,80	0,17…0,37	500	300	21
35	0,32…0,40	0,50…0,80	0,17…0,37	540	320	20
25Г	0,22…0,30	0,70…1,00	0,17…0,37	500	300	22
30Г	0,27…0,35	0,70…1,00	0,17…0,37	550	320	20
35Г	0,32…0,40	0,70…1,00	0,17…0,37	570	340	18

Легированные конструкционные стали. Главной целью изготовления легированных сталей является придание конструкционным сталям повышенных механических свойств или обеспечение специальных особенностей (например, теплостойкости). В зависимости от количества легирующих элементов, легированные стали делят на низколегированные (количество легирующих элементов до 5%); среднелегированные (до 10%) и высоколегированные (больше 10%).

Легированные стали классифицируются в зависимости от основных легирующих элементов (например, стали ферритного класса). При маркировке сталей используется система букв и цифр. Например, маркировка имеет такой вид 1Х18Н9Т. Первая цифра обозначает количество углерода в сотых частях процента, дальше идет буква «X», т.е. хром, и цифра, которая обозначает его количество в процентах — 18%, дальше «Н» — никеля 9%, титана до 1% (если после буквы отсутствует цифра — это означает, что количество легирующего элемента до 1%).

В таблице ниже приведены некоторые свойства легированных сталей.

Марка стали	Химический состав, %			Механические свойства
	C	Si	Mn	σв, МПа	σт, МПа	δ, %
09Г2с	0,12. 0,14	0,17. 0,37	1,4. 1,8	450	300	21
10Г2С	0,12. 0,14	0,90…1,20	1,3…1,65	500	360	21
15ХСНД	0,12. 0,18	0,40…0,70	0,40…0,70	500	350	21

Европейская система классификации и обозначения сталей регламентирована следующими европейскими стандартами:

EN 10020. Определение понятий по классификации сталей.
ЕN 10027.Система обозначения для сталей. Ч.1. Краткие обозначения, основные символы. (Идентичен ISO/RT 4949).
EN 10027.Система обозначения для сталей. Ч.2. Система нумераций.
EN 10079.Определение понятия для изделий из стали.
DIN V 17006, ч. 100. Система обозначения для сталей: дополнительные символы для кратких наименований (Идентичен сообщению ECISS 1С 10:1991).

В соответствии со стандартом EN 10020 стали классифицированы по следующим основным признакам:

— химическому составу;
— качеству;
— физическим, химическим и технологическим признакам.

По химическому составу различают стали:

— нелегированные или углеродистые;
— легированные;
— низколегированные стали, это те содержание в которых любого легирующего элемента 5%;
— высоколегированные стали, которые содержат хотя бы один легирующий элемент в количестве ≥ 5%.

По содержанию углерода нелегированные стали разделяют на:

— малоуглеродистые ( 0,12% C);
— низкоуглеродистые (0,12%≤ C 0,25%);
— среднеуглеродистые 0,25 ≤ C 0,55%;
— высокоуглеродистые ≥ 0,55%C.

По качеству стали разделяются на следующие классы:

— обыкновенные или рядовые, основные;
— качественные;
— высококачественные или специальные.

Легированные стали по качеству разделяются на два класса:

— качественные;
— высококачественные (специальные).

Легированные качественные стали, применяемые, например, для изготовления сварных металлоконструкций, трубопроводов и сосудов, работающих под давлением, характеризуются мелкозернистой структурой, высокой прочностью и ударной вязкостью не менее 27 Дж/м 2 при низкой температуре -50°С.

Легированные высококачественные (специальные) стали, отличаются специальным назначением и особыми свойствами: коррозионной стойкостью и жаростойкостью, хладостойкостью при криогенных температурах и жаропрочностью при высоких температурах, высокой твердостью и износостойкостью, особыми физическими свойствами и др. Легированные стали, содержащие >10,5% Сr, обладают стойкостью против атмосферной коррозии и называются нержавеющими.

Классификация сталей по физическим, химическим и технологическим признакам

По физическим свойствам в классификации (стандарт EN 10027) выделяют группы сталей:

— с особыми физическими свойствами (электропроводностью, коэффициентом линейного расширения и др.);
— с особыми магнитными свойствами (магнитной проницаемостью).

Классификация сталей по механическим свойствам:

— прочности (например, Rm 500 H/мм 2 , 500 ≤ Rm 700 H/мм 2 , Rm ≥ 700 H/мм 2 );
— пределу текучести (например, Rе = 235, 275. или Rе 360, Rе 380 H/мм 2 );
— относительному удлинению (например, δ≥15, 25 или 35 %);
— ударной вязкости (например, работа удара 27, 40 или 60 Дж при +20, 0, -20, -40, -60°С);
— другим характеристикам.

По химическим признакам стали классифицируют на:

— стойкие против химической коррозии (при нормальной температуре – нержавеющие стали; при высокой температуре – жаростойкие стали);
— стойкие против электрохимической коррозии (стали для работы при нормальной, повышенной или высокой температуре, стойкие против МКК).

Технологические классификационные признаки:

— способ получения стали (кипящие, полуспокойные, спокойные стали);
— термическая и термомеханическая обработка (прокаливаемость, отжиг, нормализация, закалка с отпуском, наклеп, холодная прокатка, горячая обработка давлением и др.);
— способность сталей к обработке давлением (например, штампуемость), резанием, литью и др.;
— свариваемость (по критерию Сэкв , содержанию ферритной фазы в аустенитных сталях и др.).

Классификация сталей по назначению:

При классификации сталей по назначению в одной группе могут оказаться стали различной системы легирования и различных классов качества.

Нелегированные стали классифицируют по назначению на следующие группы:

— конструкционные общего назначения;
— строительные общего назначения;
— для сосудов, работающих под давлением;
— трубные;
— машиностроительные;
— судостроительные;
— автоматные (с повышенным содержанием P и S);
— арматурные;
— рельсовые;
— холодно- и горячекатаные для холодной обработки;
— инструментальные;
— электротехнические.

Легированные стали по назначению классифицируют на:

— строительные;
— машиностроительные;
— судостроительные;
— для сосудов, работающих под давлением;
— для трубопроводов;
— для атомных реакторов;
— для криогенной техники;
— для подшипников;
— нержавеющие стали;
— жаростойкие стали;
— жаропрочные;
— теплостойкие;
— инструментальные;
— быстрорежущие;
— с особыми физическими свойствами.

МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ ПО ЕВРОПЕЙСКИМ НОРМАМ И СТАНДАРТАМ

Система обозначения сталей производится по следующим евростандартам:

EN 10027. Системы обозначения для сталей:

часть 1. Краткие обозначения, основные символы;
часть 2. Система нумераций;

DIN V 17006. ч100. Системы обозначения для сталей; дополнительные символы для кратких наименований (идентичен сообщению ECI SS IC 10:1991);

EN 10079 Определение понятий для изделий из сталей.

В соответствии с этими стандартами приняты две системы условного обозначения сталей:

В соответствии с EN 10027, ч.1, основные символы и цифры, используемые для условного обозначения сталей, показывают:

— физические характеристики;
— химический состав.

Дополнительные символы и цифры отражают качество, технологические свойства и назначение сталей.

В начале марки приводится символ Fe, далее – цифры, отражающие минимально гарантированный предел прочности σв (Rm) или далее буква E и цифры, отражающие минимально гарантированный предел текучести σт (Re), а затем, при необходимости, химический символ легирующего элемента и дополнительная информация.

Для наглядности в таблице ниже приведены условные обозначения некоторых марок сталей 1-ой группы и их расшифровка.

Источник