Марочник сталей и сплавов

рок сталей.

Технологические особенности сварки ста­ лей. Низкоуглеродистые стали с содержанием до 0,22 % углерода относят к разряду хорошо свари­ ваемых. В некоторых случаях при сварке металла больших толщин применяют подогрев и термооб­ работку.

Стали углеродистые обыкновенного качества

марок Ст2, Ст3 группы В и Ст1, Ст2, Ст3 группы Б по ГОСТ 380-94 поставляются с гарантией свари­

ваемости, что отмечено в соответствующих харак­

теристиках свариваемости.

Стали с содержанием 0,23-0,45 % углерода

склонны к подкалке, в связи с чем возникает ряд

трудностей при их сварке. Меры, которые необхо­

димо принять для получения качественного соеди­

нения, сводятся к следующему: применять предва­

рнтельный (при необходимости) и сопутствующий подогрев (250-3000С); режимы сваркн должны обеспечивать минимальное проплавление кромок;

рекомендуется замедленное остывание конструк­

арматуры, корпусов клапанов, а также узлов и де­

талей паротурбинных и газотурбинных )'СТановок Сварка аустенитных жаропрочных сталей и

сплавов имеет свои особенности и связана с неко­ торыми трудностями, вызванными большей или меньшей склонностью материалов к образованию

трещин в околошовной зоне, различной техноло­

гичностью применяемых при их сварке присадоч­

ных материалов, а также склонностью сварных со­

единений к локальным разрушениям в процессе

эксплуатации конструкций при температурах 580-

650 ОС.

Склонность сталей и сплавов к локальным раз­

рушениям в процессе эксплуатации значительно

снижается в случае прим~нения после сварки высо­

котемпературной термической обработки (аустени­ зации), поэтому последующая термическая обра­ ботка сварных соединений является обязательным технологическим процессом, способствующим по­

вышению надеЖности сварных конструкций в экс­

плуатации.

ции. Термообработка - отпуск, а при требовании высокой пластичности - закалка с отпуском.

Высокоуглеродистые стали с содержанием 0,46-0,75% углерода, как правило, не применяются для сварных конструкций. Необходимость их свар­ ки возникает при наплавках или ремонте. Вопросы сварки приходится решать для каждой конструкции в зависимости от комплекса требуемых свойств.

Сварка низколегированных сталей не отлича­

ется от сварки углеродистых сталей и закmoчается, главным образом, в выборе соответствующих сва­

рочных материалов.

Сварка теплоустойчивых сталей производится

с подогревом и последующей термообработкой -

высоким отпуском.

При сварке высокохромистых сталей необхо­ димы подогрев и последующий высокий отпуск

Выбор сварочных материалов (электроды,

проволока, фmoсы и т.д.) должен производиться в зависимости от способа сварки, назначения конст­ рукции и требований к сварным соединениям, рег­

ламентируемых отраслевыми нормалями.

По технологической свариваемости аустенит­ ные жаропрочные стали и сплавы также могут бьrrь условно разбиты на следующие группы:

1. Материалы, свариваемые без ограничений.

К этой группе следует отнести стали марок

08Х16Н9М2, 12Х18Н9 (ХI8Н9), 12Х18Н9Т (XI8Нl2Т), 12Х18НI0Т и ДР., химический состав

которых характеризуется отношением эквивален­

тов* хрома и никеля, равным 1,3-1,6. для сварки

этих сталей применяются аустенитно-ферритные электроды или сварочные проволоки, обеспечи­

вающие высокую трещиноустойчивость металла

шва. В околошовной зоне сталей этой группы горя­

чих трещин, как правило, не набmoдается. Стали

этой группы в меньшей степени склонны к локаль­

ным разрушениям.

2. Материалы ограниченно свариваемые. К этой группе отнесены стали марок 12Х18Н12Т

(XI8Нl2Т), 20X23Нl8 (ЭИ 417), lX14Нl4B2M (ЭИ

257), 08Х16Нl3М2Б (ЭИ 405), 10Х16Нl4В2БР

(lХI6Нl4В2БР, ЭП 17) и ДР., химический состав

которых характеризуется отношением эквивален­

3. Материалы трудно свариваемые. К этой

группы отнесены стали и сплавы марок

45X14Нl4B2M (ЭИ 69), 09Х14Нl9В2БР1 (ЭИ 726),

08Х15Н24В4ТР (ЭП 164), ХН35ВТ (ЭИ 612), ХН35ВТР (ЭИ 725) и др. с отношением эквивален­ тов хрома и никеля меньше единицы. Эти материа­ лы склонны к образованию горячих трещин в око­

лошовной зоне при сварке жестких толстостенных

конструкций. Применяемые для их сварки приса­ дочные материалы не обеспечивают столь же высо­

кой стойкости металла шва против образовання

горячих трещин, как аустенитно-ферритные. В свя­

зи с этим приходится использовать при ручной электродуговой сварке электроды малого диаметра

(не более 3 мм), сварку производить "ниточными"

швами, строго следить за отсутствием перегрева

металла сварного соединення и появлением трещин

инадрывов в наплавленном металле с целью их

своевременного удалення.

В характеристике свариваемости для некото­

рых марок материалов рекомендуются электроды,

специально разработанные для их сварки. Коррозионные свойства некоторых марок

материалов приводятся в Марочнике в условнях наиболее характерных для отрасли сред: горячих

газов, пара и воды.

Наиболее важными видами коррозии разру-

шения являются:

общая или равномерная коррозия;

точечная или язвенная коррозия;

щелевая коррозия;

межкристаллитная коррозия;

коррозионное растрескивание (коррозия под напряжением).

При сравнении коррозионной стойкости ме­

таллов с различными плотностями наиболее удоб­ ным является глубинный показатель коррозии -

уменьшение толщины металла вследствие корро­

зии, выраженное в линейных единицах и отнесен­

ное к единице времени.

Коррозионная стойкость марок сталей оцени­ вается по пятибалльной шкале (табл. 3).

3. ПятибаЛ,lьная шкала коррозионной стойкости

Пятибалльная шкала принята в настоящем Ма­

рочнике для оценки как общей, так и точечной кор­

розии стали в воде и водных растворах.

Для многих сталей количественные данные по скорости точечной коррозии в литературе отсутст­

вуют, имеются лишь указання на наличие склонно­

сти к этому внду коррозии. При подборе конструк­

ционных материалов следует учитывать, что ско­

рость точечной коррозии на марках, которые под­

вержены этому внду разрушения, как правило, в

несколько раз превышает скорость общей корро­

зии.

В Марочнике приводятся сведения о склонно­ сти к межкристаллитной коррозии высоколегиро­

ванных коррозионно-стойких марок сталей в соот­ ветствии с ГОСТ 6032-89. Однако и высокохроми­

стые стали также могут быть подвержены межкри­

сталлитной коррозии. Карбиды хрома в этих сталях выпадают по границам зерен при быстром охлаж­ дении с температур выше 900 ос при термической обработке или после сварки. Склонность высоко­

хромистых марок сталей к межкристаллитной кор­

розии устраняется отжигом при 700 Ос. Склонность сталей к коррозионному растрес­

киванию оценивается по времени до разрушения в

данной среде при заданном напряжении и в боль­

шинстве случаев выше предела текучести.

Склонность сталей к отпускной обратимой

хрупкости, проявляющаяся в снижении ударной

вязкости при медленном охлаждении или при дли­

тельной эксплуатации деталей в иитервале темпе­ ратур 450-650 ос, в Марочнике оценена качествен­

но. Для сталей, склонных к обратимой отпускиой хрупкости, требуется быстрое охлаждение после

отпуска.

Флокеночувствительность дана для поковок

и проката сечением более 100 мм.

По Флокеночувствительности стали и сплавы всех марок условно разбиты на четыре группы:

нефлокеночувствuтельные - углеродистые и

легированные марганцем и кремнием с содержани­

ем углерода до 0,35 %; малофлокеночувствuтельные - углеродистые

и легированные марганцем и кремнием с содержа­

нием углерода свыше 0,35 %;

флокеночувствuтельные - хромистые и хро-

момолибденовые;

повышенной флокеночувствuтельностu хромоникелевольфрамовые и хромоникелемолиб­

деновые.

СИСТЕМА МАРКИРОВКИ СТАЛЕЙ

В РАЗЛИЧНЫХ СТРАНАХ

Система маркировки сталей

вРоссии и других странах СНГ

ВРоссии, как и в других странах СI-П"', принята букленно-цифровая система обозначения марок сталей, разработанная в СССР. Рассмотрим, как обозначаются стали различного назначения.

наименований не добавляются, например 08кп, 10пс, 15, 18кп, 20 и т.д.

Качественные стали с повышенными свойст­

вами, используемые для производства котлов и со­

судов высокого давления, обозначают по ГОСТ 5520-79 добавлением буквы К в конце наименова­ ния стали: 15К, 18К, 22К и др.

Конструкционные легированные стали. В

соответствии с ГОСТ 4543-71 наименования такнх сталей состоят из цифр и букв. Буквы указывают на

основные легирующие элементы, включенные в

Конструкционные стали

Стали обыкновенного качества. Нелегиро­

ванные конструкционные стали обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380-94 обознача­

ются следующим образом: Ст3сп, Ст5кп, СтО и др. Здесь Ст - буквы, указывающие на принадлеж­ ность стали к группе сталей обыкновенного качест­ ва, следующая за ними цифра от О до 6 указывает на процент содержания углерода (см. табл. 1) и,

наконец, в конце наименования стали приводятся

буквы, определяющие степень ее раскнсления (кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная).

В обозначение сталей с повышенным содержа­

нием марганца после цифры добавляется также буква Г. Например, Ст3Гсп, Ст5Гпс и др.

1.Содержание углерода

всталях обыкновенного качества

Нелегированные КОНСТРУКЦИОlIные качест­

венные стали. Качественные конструкционные

стали в соответствии с ГОСТ 1050-88 обозначают

двузначным числом, указывающим примерное со­

держание углерода в стали, умноженное на сто. Так сталь с содержанием углерода 0,07 - 0,14 % обо­ значается 10, сталь с содержанием углерода 0,42 -

0,50 % - 45, а сталь с углеродом 0,57 - 0,65 % - 60.

При этом для сталей с С < 0,2 %, не подвергнутых полному раскислению, в обозначение добавляются буквы кп (для кипящей стали) и пс (для полуспо­ койной). Для спокойных сталей буквы в конце их

сталь (табл. 2). Цифры после каждой буквы обозна­

чают примерное процентное содержание соответ­

ствующего элемента, округленное до целого числа

(при содержании легирующего элемента до 1,5 % цифра за соответствующей буквой не указывается). Процентное содержание углерода, умноженное на

100, приводится в начале наименования стали.

2. Обозначения основных легирующих элементов

Например, сталь состава 0,09 - 0,15 % С, 0,4 - 0,7 % Cr, 0,5 - 0,8 % Ni называется 12ХН, а сталь

состава 0,27 - 0,34 % С, 2,3 - 2,7 % Cr, 0,2 - 0,3 % Мо, 0,6 - 0,12 % V - 30Х3МФ.

ДЛЯ того чтобы показать, что в стали ограни­ чено содержание серы и фосфора (S < 0,03 %, Р < 0,03 %) и сталь относится к группе высококаче­ ственных, в конце ее обозначения ставят букву А.

Особовысококачественные стали, подвергнутые

электрошлаковому переплаву, обеспечивающему

эффективную очистку от СУЛqфИДОВ И оксидов, обозначают добавлением через тире в конце на­ именования стали буквы Ш, например, 12Х2Н4А, 15Х2МА, 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш и др.

Литейные конструкционные стали. Литей­ ные стали в соответствии с ГОСТ 977-88 обознача­

ются по тем же правилам, что и качественные и

легированные стали. Отличие закmoчается лишь в

том, ЧТО в конце наименований литейных сталей приводится буква Л, например, 15Л, 20Г1ФЛ, 35ХГЛ и др.

Строительные стали. Строительные стали по ГОСТ 27772-88 обозначаются буквой С (строи­

тельная) и цифрами, соответствующими мини­ мальному пределу текучести стали. Буква К в кон­ це наименования указывает па стали с повышенной коррозионной стойкостью, буква Т - на термоуп­ рочненный прокат, а буква Д - на повышенное со­ держание меди, например, С255, С345Т, С390К, С440Д ит.Д.

Автоматные стали. Наименования автомат­

ных сталей по ГОСТ 1414-75 начинаются с буквы

А (автоматная). Если сталь при этом легирована свинцом, то ее наименование начинается с букв

Ас. для отражения содержания в сталях остальных

элементов используются те же правила, что и для

легированных конструкционных сталей, например,

А20, А40Г, АС14, АС38ХГМ.

Подшипниковые стали. Подшипниковые ста­

ли по ГОСТ 801-78 обозначаются так же, как и ле­

гированные с буквой Ш в начале наименования. для сталей, подвергнутых электрошлаковому пере­ плаву, буква Ш добавляется также и в конце их наименований через тире, например, ШХ15, ШХ20СГ, ШХ4-Ш.

Инструментальные стали

Нелегированные углеродистые инструмен­ тальные стали. Данные стали в соответствии с

ГОСТ 1435-99 делятся на качественные и высоко­ качественные. Качественные стали обозначаются буквой У (углеродистая) и цифрой, указывающей

среднее содержание углерода в стали, умноженное

на 10. Так сталь У7содержит 0,65 - 0,74 % углеро­

да, сталь УI0 - 0,95 - 1,04 %, а сталь У12 - 1,10 -

1,39 %. Б обозначения высококачественных сталей добавляется буква А (У8А, У12А и т.д.). Кроме тoro, в обознsчениях как качественных, так и высо­

кокачественных углеродистых инструментальных

сталей может присутствовать буква Г, указываю­

щая на повышенное содержание в стали марганца

(например, У8Г, У8ГА).

Инструментальные легированные стали. Правила обозначения инструментальных легиро­ ванных сталей по ГОСТ 5950-2000 в основном те же, что и для конструкционных леrиpoванных. Раз­ личие закmoчается лишь в цифрах, указывающих на массовую долю углерода в стали. Процентное

содержание углерода также указывается в начале

наименования стали, но при этом умножается на

10, а не на 100 как для конструкционных легиро­ ванных сталей. Если же в инструментальной леги­ рованной стали содержание углерода составляет

около 1,0 %, то соответствующую цифру в начале

ее наименования обычно не указывают, например,

0,9 % У, а сталь ХВГ -0,9 - 1,05 % С, 0,9 - 1,2 % er, 1,2 - 1,6 % W, 0,8 -1,1 %Mn.

Быстрорежущие стали. Обозначения марок быстрорежущих сталей начинаются с буквы Р и

цифры, указывающей среднее содержание вольф­

рама в стали. Далее следуют буквы и цифры, опре­

деляющие массовые доли других элементов. Б от­

личие от легированных сталей в наименованиях быстрорежущих сталей не указывается процентное

содержание хрома, Т.к. оно составляет около 4% во

всех сталях, и углерода (оно пропорционально со­

держанию ванадия). Буква Ф, показывающая нали­

чие ванадия, указывается только в том случае, если

содержание ванадия составляет более 2,5 %. Б со­ ответствии с вышесказанным сталь Р6М5 имеет

состав 0,82 - 0,9 % С, 3,8 - 4,4 % er, 4,8 - 5,3 % Мо, 1,7 - 2,1 % У, 5,5 - 6,5 % W, а сталь

Р6АМ5Ф3 содержит 0,95 - 1,05 % С, 3,8 - 4,3 % er, 4,8 - 5,3 % Мо, 2,3 - 2,7 % У, 0,05 - 0,1 % N,

5,7 - 6,7 % W.

Коррозионно-стойкие стали

Обозначения коррозионно-стойких (нержа­

веющих), жаростойких и жаропрочных сталей со­

гласно ГОСТ 5632-72 состоят из цифр и строятся ПО тем же принципам, что и обозначения конструк­ ционных легированных сталей. Б обозначения ли­

тейных коррозионно-стойких сталей TaKoro вида добавляется буква Л. Приведем примеры: сталь

состава С < 0,08 %, 17,0-19.0 % er, 9,0-11,0 % Ni,

Ti в интервале от 5·е до 7 % обозначается 08Х18НI0Т, а литейная сталь 16Х18Н12С4ТЮЛ

имеет состав 0,13-0,19 % С, 17,0-19,0 % er, 11,0- 13,0 % Ni, 3,8-4,5 % Si, 0,4-0,7 % Ti, 0,13-0,35 % А!.

Помимо· стаидартных, коррозионно-стойкие стали MOryт иметь и другие наименования. Так

опьrrные марки, впервые выплавленные на заводе

"Электросталь", обозначаются буквами ЭИ, ЭЛ или эк и порядковым номером (например, ЭИ 135, ЭЛ 225, эк 156), марки завода "Днепроспецсталь"

буквами ДИ (ДИ 57, ДИ 94), марки Челябинского

~еталлургического комбината буквами ЧС (ЧС 43, ЧС 87) и т.д. В том случае, если стали получены

~eTOДOM электрошлакового переплава, к их наиме­

нованиям (так же как и для легированных сталей) добавляется через тире буква Ш (06ХI6НI5М3Б­ Ш). Помимо этого к наименованиям указанных

сталей через тире могут добавляться буквы, озна­

чаюшие следующее: ВД - вакуумно-дуговой пере­

но-индукционная выплавка (03ХI8НI0-ВИ), ЭЛ - электроннолучевой переплав (03НI8К9М5Т-ЭЛ), гр - газокислородное рафинирование (04ХI5СТ­

гр), ИД - вакуумно-индукционная выплавка с по­

следующим вакуумно-дуговым переплавом (ЭЛ14-

ИД), ЛД - плазменная выплавка с последующим

вакуумно-дуговым переплавом (ХН45МВТЮБР­

ЛД), ИЛ - вакуумно-индукционная выплавка с

последующим электронно-лучевым переплавом

(ЭП989-ИЛ) и т.д.

Система маркировки сталей по Евронормам.

Европейская система обозначений сталей под­ робно приводится в стандарте EN 10027, состоя­

щем из двух частей: часть 1 определяет порядок наименований сталей (присвоения им буквенно­ цифровых обозначений), а часть 2 - порядок при­

своения сталям порядковых номеров.

Наименования сталей

Согласно EN 10027 (часть 1) стали по порядку

присвоения им наименований делятся на две груп­

пы. В первую группу включены стали, наименова­

ния которых определяются их назначением и меха­

ническими или физическими свойствами. Вторую

группу составляют стали, наименования которых

определяются их химическим составом.

Группа 1. Наименования сталей (табл. 3) со­ стоят из одной или более букв, связанных с назна­ чением стали, за которыми следуют цифры, опре­ деляющие ее свойства. За цифрами могут следовать

дополнительные символы, определяющие состоя­

ние поставки стали и ее назначение.

Стальное литье Ставится впереди, если необходимо

цифры)

.

N = нормальной вытяжки

Н = высокой вытяжки

G = другие качества, если

необходимо с 1 или 2

цифрами

С = холодиотянутая прово-

лока

Н = горячекатаные или

предварительно-

напряженные прутки

Q = термообработанная

проволока

S = тонкий трос

G = другие качества, если

необходимо с 1 или 2

цифрами

Начальная буква (наименование стали)

Рельсовые стш/U

R=

ХолоднокатаllЫЙ

листовой прокат

из высокопрочных

сталей для холодной штампов-

ки

Н= Если установлен

предел текучести

НТ= Если установлено

временное сопро-

тивление

Листовой прокат

для холодной

штамповки

о=

Упаковочные

листы и ленты

Т=

Если установлен

предел текучести

ТН=

Если установлена

твердость

предел текучести (R,) в

НJMM2 дЛЯ двойного

обжатия (три цифры) Например: ТН52,

ранее: F52

Свойство:

средняя твердость (ТН и две цифры)

Начальная буква (наименование стали)

Элекmроmе.хнu-

ческuе сmшzu

М=

Свойство, обозначае-

мое цифрами

Например: М400-50А,

ранее: FeV400-50НА Свойство: предельно

допустимые потери на

перемагничивание в

Вт/кг, умноженные на сто (три цифры)

Дополнительные символы

вание

р= ориентированное зерно

снизкими потерями на перемагничивание

Рассмотрим, как расшифровываются приве­

денные в табл. 3 примеры.

S355JO - конструкционная сталь с минималь­

ньш пределом текучести 355 НlMM2 и работой раз­

рушения при ударе 27 Дж, измеренной при темпе­ ратуре 0"(

Р265В - сталь для баллонов со сжатым газом с

:wинимальным пределом текучести 265 НlMM2

L360QB - термообработанная сталь для маги­

стра"lЬНЫ)( трубопроводов с минимальным преде­

"10М текучести 360 Н/м!'.?

Е295 - машиностроительная сталь с мини­

\Ш.1ЬНЫМ пределом текучести 295 н/мм2

B500N - арматурная сталь с пределом текуче­

сти 500 н/мм2 нормальной вытяжки.

у 1770С - холоднотянутая проволока из стали для предварительно-напряженных конструкций с

\lИнимальным временным сопротивлением 1770

H/:WM 2

R0880Mn - рельсовая сталь с высоким содер­

жанием марганца с минимальным временным со­

ПРОТИВ"lение:w 880 н/мм2

Н420М - термомеханически упрочненная лис­

товая высокопрочная сталь для холодной штампов-

ки с минимальным пределом текучести 420 НlMM2.

DC12EK - холоднокатаная листовая сталь для холодной штамповки для эмалирования.

Т660 - упаковочный лист (лента) с заданным

пределом текучести для двойного обжатия 660

НlMM2

ТН52 - упаковочный лист (лента) с твёрдо­ стью 52.

М400-50А - электротехническая сталь с пре­

дельно допустимыми потерями на переМQГНИЧИ­

вание 4 Вт/кг для магнитной индукции от 1.5 Тл

при частоте 50 Гц с неориентированным зерном. Группа 2. В группу 2 включены стали, наиме­

нования которых определяются их химическим

составом. Группа 2 разделена на четыре подгруппы

взависимости от назначения и содержания леги­

рующих элементов (табл.4).

Рассмотрим приведенные в таблице, а также

дополнительные примеры.

С35Е4 - нелегированная сталь со средним со­

держанием углерода 0,35 %, с содержанием мар­ ганца менее 1% и максимальным содержанием се­

ры 0,04%.

Системы маркировки сталей

в различных европейских странах

В связи с тем, 'fГO изданные и введенные в дей­

ствие стаидарты EN охватывают далеко не все ста­

ли, используемые в государствах ЕЭС, в европей­

ских странах наряду с обrцеевропейской использу­

ются также и собственные системы маркировки

сталей.

с помощью букв и цифр, второй способ - с помо­

щью пятизначных порядковых номеров.

Обозначение сталей с· помощью букв и цифр.

В настояrцее время для маркировки сталей с

помощью букв и цифр в основном применяется

общеевропейская система обозначений в соответ­

ствии с EN 10027-1. Тем не менее, в ряде случаев