Классификация сталей

Стали обычно классифицируют по наиболее общим признакам.

По химическому составу стали и сплавы черных металлов условно подразделяют на углеродистые (без легирующих элементов), низколегированные, легированные, высоколегированные, сплавы на основе железа.

Углеродистые стали не содержат специально введенных легирующих элементов. В низколегированных сталях суммарное содержание легирующих элементов должно быть не более 2,5 % (кроме углерода), в легированных - от 2,5 до 10 %, в высоколегированных - более 10 % при содержании в них железа не менее 45 %. Сплавы на основе железа содержат железа менее 45%, но его количество больше, чем любого другого элемента.

В зависимости от количества легирующих элементов стали называют марганцовистыми, кремнистыми, хромистыми, никелевыми либо хромо-никелевыми, хромомарганцовистыми и т.д.

По назначению стали разделяют на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими и химическими свойствами. Внутри классификации, существуют более узкие подразделения сталей как по назначению, так и по свойствам.

По структуре классификация в значительной степени условна.

В равновесном состоянии стали подразделяют на доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные.

После охлаждения на воздухе образцов небольшого сечения с температуры приблизительно 900 ºС стали подразделяют на перлитные, бейнитные, мартенситные, ледебуритные, ферритные и аустенитные.

По качеству стали подразделяют на стали обыкновенного качества; качественные, высококачественные и особо высококачественные. Главными признаками по качеству стали являются более жесткие требования по химическому составу и, прежде всего, по содержанию вредных примесей, таких как фосфор и сера. Содержание фосфора и серы в сталях разной категории качества следующее:

Категория обыкновенного качества относится только к углеродистым сталям, все остальные категории качества могут относиться к любым по степени легирования сталям.

Таблица 1

Классификация сталей по качеству

Категория качества	Обыкновенная	Качественная	Высококачественная	Особо высококачественная
Р, %, не более	0,040	0,035	0,025	0,015
S, %, не более	0,050	0,035	0,025	0,015

Маркировка сталей

В России принята буквенно-цифровая система обозначения марок сталей и сплавов.

Углеродистые стали обыкновенного качества обозначаются буквами «Ст», за которыми следует цифра, указывающая порядковый номер, марки; стали, а не среднее содержание углерода в ней, хотя с повышением номера, от Ст1 до Ст6 содержание углерода в стали увеличивается. Для обозначения степени раскисления после номера .марки добавляют один из индексов — сп, пс, кп., Полуспокойные стали могут иметь повышенное содержание марганца (до 1,2 %). В этом случае после номера стали ставится буква «Г». Так, ВСтЗсп означает, что сталь Ст3, спокойная, группы В, Ст2кп означает, что сталь Ст2, кипящая, группы А, БСт5Гпс2 означает, что сталь Ст5, полуспокойная, с повышенным содержанием марганца, группы Б.

Углеродистые конструкционные качественные стали обозначают двузначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента (например, 05, 10, 15, ..., 80, 85).

Углеродистые инструментальные стали обозначают буквой «У» и следующей за ней цифрой, указывающей среднее содержание углерода в десятых долях процента (например, У7, У8, У10 и т.д.).

В легированных сталях основные легирующие элементы обозначают буквами (табл.2).

Таблица 2

Условные обозначения легирующих элементов

в марках легированных сталей и чугунов

Химический символ	Наименование легирующего элемента	Условное обозначение в марке		Химический символ	Наименование легирующего элемента	Условное обозна-чение в марке
N	Азот	А		P	Фосфор	П
Nb	Ниобий	Б		B	Бор	Р
W	Вольфрам	В		Si	Кремний	С
Mn	Марганец	Г		Ti	Титан	Т
Cu	Медь	Д		V	Ванадий	Ф
Se	Селен	Е		Cr	Хром	Х
Co	Кобальт	К		Zr	Цирконий	Ц
Ni	Никель	Н		Al	Алюминий	Ю
Mo	Молибден	М			Редкоземельные	Ч

Цифры после буквы в обозначении марки стали показывают примерное количество того или иного элемента, округленное до целого числа. При среднем содержании легирующего элемента до 1,5 % цифру за буквенным индексом не приводят. Содержание углерода указывается в начале марки в сотых (конструкционные стали) или десятых (инструментальные стали) долях процента. Если в начале марки легированной стали стоит 0, то содержание углерода в ней составляет 0,08 мас.%, а если стоит 00, то содержание углерода – 0,04 мас.%.

Например; конструкционная сталь, содержащая 0,42-0,5 % С; 0,5-0,8 % Мn; 0,8-1,0 % Сr; 1,3-1,8 % Ni; 0,2-0,3 % Mo и 0;1-0,18 % V, обозначается маркой 45ХН2МФ.Инструментальная (штамповал) сталь состава: 0,32-0,4 % С; 0,8—1,2 % Si; 0,15-0,4 % Мn; 4,5-5,5 % Сr; 1,2-1,5 % Мо и 0,3-0,5 % V обозначается 4Х5МФС. Если содержание углерода в инструментальных легированных сталях 1 % и более, то цифру в начале марки иногда вообще не ставят (например, X, ХВГ).

Буква «А» в конце марки указывает, что сталь относится к категории высококачественной (ЗОХГСА), если та же буква в середине марки — сталь легирована азотом (16Г2АФ), в начале марки буква «А» указывает на то, что сталь повышенной обрабатываемости (автоматная) — А35Г2. Индекс «АС» в начале марки указывает, что сталь повышенной обрабатываемости (автоматная) со свинцом (АС35Г2).

В марках быстрорежущих сталей вначале приводят букву «Р», а за ней следует цифра, указывающая содержание вольфрама в процентах. Во всех быстрорежущих сталях содержится около 4 % Сr, поэтому в обозначении марки буквы «X» нет.Стали для отливок маркируют так же, как и деформируемые, но с добавлением буквы «Л» в конце марки.