6. Классификация и маркировка сталей

Существует много признаков, по которым произодится классификация сталей. Ниже приводятся некоторые из них.

Классификация по составу. По составу стали можно подразделить на углеродистые и легированные. По содержанию углерода стали условно можно подразделить на низкоуглеродистые с содержанием углерода до 0,25%, среднеуглеродистые с содержанием углерода 0,3... 0,6% и высокоуглеродистые с содержанием углерода от 0,7% и выше. По характеру легирующих элементов легированные стали подразделяются на хромистые, марганцовистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и т. д.

Классификация по качеству. Классификация по качеству производится в зависимости от количества вредных примесей серы и фосфора в стали. При количестве 0,04%S50,06% и 0,04%<РО,08°/о имеем углеродистые стали обыкновенного качества. При количестве S от 0,03 до 0,04% и Р от 0,03 до 0,04% имеем качественные стали. При количестве S  0,03% и P  C0,03% стали считаются высококачественными. Кроме того в качественных и высококачественных сталях меньше неметаллических включений, чем в сталях обыкновенного качества. Все легированные стали являются качественными или высококачественными.

Классификация по равновесной структуре. По этому признаку можно выделить следующие классы сталей: а) доэвтектоидные стали (структура перлит+феррит), б) эвтектоидные стали (структура перлит), в) заэвтектоидные стали (структура пер-лит+вторичные карбиды). Легированные стали могут быть ледебуритного класса. В структуре их имеются первичные карбиды в виде эвтектической структурной составляющей. Наличие ледебурита в структуре легированной стали может иметь место при содержании углерода значительно ниже 2,14%, так как легирующие элементы сдвигают влево не только точку S, но и точку Е диаграммы Fe—Fe₃C, рис. 90, а. Следует отметить, что наличие ледебурита в структуре легированных сталей значительно слабее уменьшает пластичность, чем в железо-углеродистых сплавах.

Как отмечалось выше, во многих случаях высоколегированные стали могут иметь при нормальной температуре структуру аустепита или феррита. Поэтому дополнительно различают аустенитные, полуаустенитные, ферритные и полуферритные стали. Для установления класса стали используются структурные диаграммы (рис. 90, б, в).

Классификация по некоторым дополнительным признакам приводится в последующих главах.

№ 32. По рис. 90, а определите, к какому классу принадлежит сталь с 5% Сr и 0,6% С.

Ответ: 1) к эвтектоидному, с. 217; 2) к заэвтектоидному, с. 218; 3) к ледебуритному, с. 217.

Принцип маркировки сталей. Углеродистые стали обыкновенного качества можно различить по наличию в марке букв Ст, что означает сталь. После Ст следует условный номер марки (от 0 до 6), например Ст1, СтЗ и т. д. В марке отражены также группа, категория и степень раскисленнности стали. Подробно этот вопрос рассматривается в разделе V на с. 328.

Качественные конструкционные углеродистые стали маркируются двухзначными числами, которые характеризуют количество углерода в стали в сотых долях процента (например сталь 45 в среднем содержит 0,45% С).

Высокоуглеродистые стали, которые используются для изготовления инструментов, имеют перед маркой букву У (что означает «углеродистая») и число, характеризующее количество углерода в стали в десятых долях процента. Например У7, У12 и др. Наличие буквы А в конце марки означает, что данная сталь высококачественная (У10А).

По маркам легированной стали в большинстве случаев можно судить как о качественном, так и, в первом приближении, и количественном составе стали.

Для обозначения легирующих элементов, входящих в состав cтали, каждому из них присвоена своя буква:

Ni — H Сu — Д

Сr — X В — Р W — В

Со — К Nb — Б Ti — Т

Мо — М Zr — Ц V — Ф

Мn — Г Si — С А1 — Ю

Для указания количества легирующего элемента в составе стали после соответствующей буквы в марке ставится число, равное процентному содержанию элемента в целых процентах. При содержании элемента меньше 1...1,5%, число не ставится.

Так как углерод в составе легированной стали имеет очень большое влияние на свойства, то для отражения его количества в начале марки ставится число. Если это число двухзначное, то оно соответствует содержанию углерода в сотых долях процента; если однозначное — в десятых доля процента; если перед маркой нет числа, то это значит, что содержание углерода равно или больше 1%. Для отражения степени качественности стали (по количеству серы и фосфора) в конце марки высококачественной стали ставится буква А, что означает, что сталь имеет высокую чистоту от вредных примесей (содержание S и Р не выше 0,03% каждого). В случае отсутствия в конце марки этой буквы следует понимать, что сталь качественная и содержит несколько больше серы и фосфора.

Помимо подобных обозначений марок для некоторых сталей присвоены специальные буквы и условные обозначения. Так, быстрорежущие стали обозначаются Р18, Р9 и т. д. (18 и 9 — содержание W в процентах). Шарикоподшипниковые стали ШХ15, ШХ9 (15 и 9 — содержание хрома в десятых долях процента); электротехническая сталь имеет индекс Э, магнитная сталь - Е.

№ 33. Какова марка легированной высококачественной стали состава 0,6% С; 2% Si; 1,2% Сr; 0,1% V?

Ответ: 1) 60С2ХФ, с. 218; 2) 60С2ХФА, с. 217; 3) 0,6 C2XJj$A, с. 216.

№34. Макав примерно состав стали марки ЗХ2В8?

Ответ: 1) 3%С, 2%Сr, 8%W, с. 219; 2) 0,3% С, 0,2 %Сг, 0,8W, с .217; 3) 0,3%С, 2%Cr, 8%W, с. 216.

заключается в том, что при пластической деформации происходит искажение кристаллической решетки, отдельные объемы металла пересыщаются азотом и углеродом, которые выделяются постепенно в виде нитридов и карбидов. Этот процесс называется деформационным старением.

№ 18.) Какие элементы в составе стали являются вредными?

Oтвет: 1) Mn, Si, S, Р, с 215; 2) Р, S, Н, О, N, с. 215; 3) Si, P, S, Н, с. 214.

№ 19?) В каком виде посторонние включения наиболее отрицательно влияют на вязкость стали?

Ответ: когда эти включения находятся 1) внутри зерен феррита, с. 215; 2) по границам ферритных зерен, с. 215; 3) в растворенном состоянии в феррите, с. 214.