9.2. Легированные стали

Легированными называют стали, в которые специально введены легирующие вещества, изменяющие их свойства

Легированные стали делятся по химическому составу, по степени легирования (низколегированные — суммарное количество легирующих элементов до 2,5 %; среднелегированные — 2,5…10 %, высоколегированные — свыше 10 % легирующих элементов), по структуре (аустенитные, ферритные, карбидные), по назначению и особенностям использования (строительные, машиностроительные, износостойкие, высокопрочные, жаростойкие, химически стойкие и др.).

Буквы в обозначении марки легированной стали означают присутствие тех или иных химических элементов в стали, а цифры после них — содержание легирующих элементов в % (не сотые или десятые, а целые %). Если содержание химического элемента не превышает 1,5 %, то цифра не ставится, а если стоит буква А в конце марки, то эта сталь высококачественная. Цифры, стоящие перед первой буквой — символом легирующих элементов, означают содержание углерода в конструкционных сталях в сотых долях процента, а в инструментальных — в десятых долях процента.

Обозначения легирующих элементов:
	А — азот Ю— алюминий М— молибден Г— марганец D — медь Т — титан	Н — никель В — вольфрам Ф — ванадий К — кобальт С — кремний Е — селен	Х — хром П — фосфор Ц — цирконий Р — бор Б — ниобий

Легирующие элементы влияют на те или иные свойства сплава и область его применения (приложение 6). Так, вольфрам придает стали твердость, марганец — износостойкость, кремний — упругость, никель — вязкость, молибден — жаропрочность, хром и никель — кислотоустойчивость.

Химические элементы образуют с железом химические соединения (FeSi, Fe₃W, FeCr) или твердые растворы замещения. Легирующие элементы Mn, Ni, Cu и др. 1-й группы (аустенитообразующие) расширяют область -железа (повышают точку А₄ и снижают А₃), этим самым улучшается закаливаемость сталей, а это приводит к увеличению твердости, прочности и снижению упругости. Легирующие элементы (Al, Si, W, Ti, Mo, Cr) 2-й группы (ферритообразующие) хорошо растворяются в феррите и изменяют его свойства, улучшая механические свойства сплава в целом.

9.3. Расшифровка марок сталей

При расшифровке марки стали сначала решается вопрос: «Легированная ли эта сталь?». Сталь легированная, если в ее марке указываются химические элементы: хром (Х), никель (Н), молибден (М), кремний (С), азот (А), медь (Д) и др. Исключения связаны с марганцем. Так он может присутствовать в сталях обыкновенного качества (сталь Ст5Гсп, стальБСт3Гпс, сталь ВСт3Гсп и др.) и в качественных углеродистых с повышенным содержанием марганца (сталь 20Г2, сталь 70Г и др.). Эти стали не считаются легированными.

Алгоритм расшифровки марок углеродистых сталей представлен на рисунке 9.4, а легированных - на рисунке 9.5.

Рис. 9.4. Алгоритм расшифровки марок углеродистых сталей

Примеры расшифровки марок качественных углеродистых сталей:

- сталь 45: качественная, среднеуглеродистая, машиностроительная сталь, содержащая 0,45 % углерода;

- сталь 08кп: качественная, низкоуглеродистая, строительная сталь, содержащая 0,08 % углерода, кипящая;

- сталь 70Г2: качественная, высокоуглеродистая, машиностроительная сталь, содержащая 0,70 % углерода и 2 % марганца.

Признаком стали обыкновенного качества является буквенное обозначение - Ст.

Примеры расшифровки марок сталей обыкновенного качества:

-сталь Ст2кп3 — сталь обыкновенного качества группы А (нормируются механические свойства: (_в=320…410 МПа, _т=215 МПА для толщины до 20 мм, =34% для толщины до 20 мм, изгиб на 180 º для толщины до 20 мм при d =а), марки Ст2, кипящая, 3 категории;

-сталь ВСт4кп4 — сталь обыкновенного качества, группы В: нормируются механические свойства (_в=400…510 МПа, _т=255 МПА для толщины до 20 мм, =25% для толщины до 20 мм, изгиб на 180 º для толщины до 20 мм при d =2а) и химический состав (С=0,18…0,27 %, Si не более 0,07 %, Мn = 0,4…0,7%), марки Ст4, кипящая, 4 категории.

Рис. 9.5. Алгоритм расшифровки марок легированных сталей

Примеры расшифровки марок легированных сталей:

- 40ХН4А — высококачественная (индекс А в конце марки), среднелегированная (1% Cr + 4% Ni = 5% легирующих элементов, т.е. в пределах 2,5…10%) хромоникелевая, сталь, содержащая 0,4 % углерода, 1 % хрома и 4 % никеля;

-сталь 15ГС — низколегированная (1% марганца + 1% никеля = 2 % легирующих элементов, т.е ниже 2,5 %), марганцовокремнистая сталь, содержащая 0,15 % углерода, 1 % марганца и 1 % кремния;

-сталь 08Х18Н10Т — высоколегированная (18 % Сr + 10 % Ni + 1% Ti=29 % легирующих элементов, т.е. более 10%), хромистоникелевотитановая сталь, содержащая 0,08 % углерода, 18 % хрома, 10 % никеля и 1 % титана.

Для расшифровки в табл. 9.1. представлено 30 вариантов марок сталей.

Таблица 9.1

Варианты марок сталей

№	Марки сталей
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	Ст0 40ХФА 15ГФD 45 БСт1кп 40Г2 09Г2С 38ХГ БСт3Гпс 20пс 12ГС 30ХН3М ВСт3пс 40ХН2МА 25Г2С 10пс ВСт4пс 25ХГСА 10ГТ 08Х17Т БСт5сп 15Г2СМФ 15ГН4М 30Х2ГМТ 15ГСТЮ Ст2кп3 35ХГФ 10ГТ 10ХСНТ У13А	15Г2СФD Ст1кп 55 15ГФ 40 БСт1сп 35ХГФ 17Г2С 20 БСт3Гсп 20кп 14Г2 30ХН2МА ВСт3сп 10 32Г2Рпс 10кп ВСт4сп 30ХГСА 22Х2Г2АЮ 18кп 08Х13 12ХМ 10Х2М1 15ГФ 14ХГС МСт4пс 70С3А 18ХНВА 25Г2ТФ	40Х 60 Ст1сп 30Г2 10Г2С1D 35 БСт3кп 25 17ГС 30Х3МФ БСт4кп 18кп 09Г2 15кп ВСт3Гпс 38ХН3ФМА 80С 08 Ст5Гпс 08кп 20Х2Г2СР 40Х 80С 12Г2Б ВСт4пс 40ХН4А Ст6сп БСт1пс2 55С2 ВСт4пс	05кп 15Г2СФ 30ХМА Ст2пс 40ХГТР 09Г2СD 30 БСт3сп 30ХГСА 16ГС 40ХН БСт6пс 15пс 35ГС 18Х2Н4МА ВСт3Гсп 30ХГСА 20ХГ2Ц 08пс Ст6сп 08Х18Н10Т 20кп 15пс 08пс 20ХГ2Ц 20ХГ2Ц 30ХГАСА 15Г2АФД 05кп ВСт5сп3	12Х2Н4А 65Г 40Х9С2 12ХН3А 45Г2 60С2 18ХГТ 20ХНМ У8А 30ХГСА 45Х14Н14В2М У7 18ХГТ 08Х18Н10Т 50Г2 У7А 18Х2Н4ВА 25Г 12Х18Н10Т 15ХФ 17ГС 10Г2СD 10Г2Б 15Г2АФDпс 06ХН28МDТ Ст2сп4 50Г12Н2МФАЮ 50Х2Г4Ц 17Гс 14ГН