Марки стали – расшифровка, маркировка, таблица

1. Виды сталей и особенности их маркировки
2. О чем говорит маркировка сталей
3. Обозначение сталей с легирующими элементами
4. Примеры маркировки сталей различных видов
5. Как расшифровать маркировку сталей?

Любому специалисту, имеющему дело с металлом, знакомо понятие «марки стали». Расшифровка маркировки стальных сплавов дает возможность получить представление об их химическом составе и физических характеристиках. Разобраться в данной маркировке, несмотря на ее кажущуюся сложность, достаточно просто – важно только знать, по какому принципу она составляется.

Редкое производство обходится без стали, поэтому разбираться в его марках крайне важно

Обозначают сплав буквами и цифрами, по которым можно точно определить, какие химические элементы в нем содержатся и в каком количестве. Зная это, а также то, как каждый из таких элементов может влиять на готовый сплав, можно с высокой степенью вероятности определить, какие именно технические характеристики свойственны определенной марке стали.

Виды сталей и особенности их маркировки

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14%. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.

Одним из важнейших параметров, по которому стали делят на различные классы, является химический состав. Среди сталей по данному критерию выделяют легированные и углеродистые, последние подразделяются на мало- (углерода до 0,25%), средне- (0,25–0,6%) и высокоуглеродистые (в них содержится больше 0,6% углерода).

Разновидности сталей

Включая в состав стали легирующие элементы, ей можно придать требуемые характеристики. Именно таким образом, комбинируя вид и количественное содержание добавок, получают марки, обладающие улучшенными механическими свойствами, коррозионной устойчивостью, магнитными и электрическими характеристиками. Конечно, улучшать характеристики сталей можно и при помощи термообработки, но легирующие добавки позволяют делать это более эффективно.

По количественному составу легирующих элементов различают низко-, средне- и высоколегированные сплавы. В первых легирующих элементов не более 2,5%, в среднелегированных – 2,5–10%, в высоколегированных – более 10%.

Классификация сталей осуществляется и по их назначению. Так, выделяют инструментальные и конструкционные виды, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Инструментальные виды используются для производства штамповых, мерительных, а также режущих инструментов, конструкционные – для выпуска продукции, применяемой в строительстве и сфере машиностроения. Из сплавов, отличающихся особыми физическими свойствами (также называемых прецизионными), изготавливают изделия, которые должны обладать особыми характеристиками (магнитными, прочностными и др.).

Классификация сталей по назначению

Стали противопоставляются друг другу и по особым химическим свойствам. К сплавам данной группы относятся нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные и др. Что характерно, нержавеющие стали могут быть коррозионностойкими и нержавеющими пищевыми – это разные категории.

Кроме полезных элементов, сталь включает и вредные примеси, к основным из которых относятся сера и фосфор. В ней также находятся газы в несвязанном состоянии (кислород и азот), что негативно отражается на ее характеристиках.

Если рассматривать основные вредные примеси, то фосфор увеличивает хрупкость сплава, особенно сильно проявляющуюся при низких температурах (так называемая хладноломкость), а сера вызывает появление трещин в металле, нагретом до высокой температуры (красноломкость). Фосфор, ко всему прочему, значительно уменьшает пластичность нагретого металла. По количественному содержанию этих двух элементов выделяют стали обыкновенного качества (не более 0,06–0,07% серы и фосфора), качественные (до 0,035%), высококачественные (до 0,025%) и особовысококачественные (сера – до 0,015%, фосфор – до 0,02%).

Маркировка сталей также указывает на то, в какой степени из их состава удален кислород. По уровню раскисления выделяют стали:

• спокойного типа, обозначаемые буквосочетанием «СП»;
• полуспокойные – «ПС»;
• кипящие – «КП».

О чем говорит маркировка сталей

Расшифровать марку стали довольно просто, необходимо только владеть определенными сведениями. Конструкционные стали, обладающие обыкновенным качеством и не содержащие легирующих элементов, маркируют буквосочетанием «Ст». По цифре, идущей после букв в названии марки, можно определить, сколько в таком сплаве углерода (исчисляется в десятых долях процента). За цифрами могут идти буквы «КП»: по ним становится ясно, что данный сплав не до конца прошел процесс раскисления в печи, соответственно, он относится к категории кипящего. Если название марки не содержит таких букв, то сталь соответствует категории спокойной.

Химический состав углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества

Конструкционная нелегированная сталь, относящаяся к категории качественных, имеет в своем обозначении две цифры, по ним определяют среднее содержание в ней углерода (исчисляется в сотых долях процента).

Прежде чем приступить к рассмотрению марок тех сталей, которые включают легирующие добавки, следует разобраться в том, как данные добавки обозначаются. Маркировка легированных сталей может включать такие буквенные обозначения:

Список используемых легирующих добавок

Обозначение сталей с легирующими элементами

Как сказано выше, классификация сталей с легирующими элементами включает несколько категорий. Маркировка легированных сталей составляется по определенным правилам, знание которых позволяет достаточно просто определить категорию конкретного сплава и основную область его применения. В начальной части названий таких марок находятся цифры (две или одна), показывающие содержание углерода. Две цифры указывают на его среднее содержание в сплаве в сотых долях процента, а одна – в десятых. Есть и стали, не имеющие в начале названия марки цифр. Это означает, что углерод в этих сплавах содержится в пределах 1%.

Пример маркировки легированной стали

Буквы, которые можно увидеть за первыми цифрами названия марки, указывают на то, из чего состоит данный сплав. За буквами, дающими информацию о том или ином элементе в его составе, могут стоять или не стоять цифры. Если цифра есть, то по ней определяется (в целых процентах) среднее содержание указанного буквой элемента в составе сплава, а если цифры нет, значит, данный элемент содержится в пределах от 1 до 1,5%.

В конце маркировки отдельных видов сталей может стоять буква «А». Это говорит о том, что перед нами высококачественная сталь. К таким маркам могут относиться и углеродистые стали, и сплавы с легирующими добавками в своем составе. Согласно классификации, к данной категории сталей причисляются те, в которых сера и фосфор составляют не более 0,03%.

Примеры маркировки сталей различных видов

Определение марки стали и причисление сплава к определенному виду – это задача, которая не должна вызывать никаких проблем у специалиста. Не всегда под рукой есть таблица, в которой дается расшифровка названий марок, но разобраться с этим помогут примеры, которые приведены ниже.

Содержание элементов в распространенных марках стали (нажмите для увеличения)

Конструкционные стали, не содержащие легирующих элементов, обозначаются буквосочетанием «Ст». Цифры, стоящие следом, – это содержание углерода, исчисляемое в сотых долях процента. Несколько иначе маркируются низколегированные конструкционные стали. К примеру, в стали марки 09Г2С 0,09% углерода, а легирующие добавки (марганец, кремний и др.) содержатся в ней в пределах 2,5%. Очень похожие по своей маркировке 10ХСНД и 15ХСНД отличаются разным количеством углерода, а доля каждого легирующего элемента в них составляет не больше 1%. Именно поэтому после букв, обозначающих каждый легирующий элемент в таком сплаве, не стоит никаких цифр.

20Х, 30Х, 40Х и др. – так маркируются конструкционные легированные стали, преобладающим легирующим элементом в них является хром. Цифра в начале такой марки – это содержание углерода в рассматриваемом сплаве, исчисляемое в сотых долях процента. За буквенным обозначением каждого легирующего элемента может быть проставлена цифра, по которой и определяют его количественное содержание в сплаве. Если ее нет, то указанного элемента в стали содержится не больше 1,5%.

Можно рассмотреть пример обозначения хромокремнемарганцевой стали 30ХГСА. Она, согласно маркировке, состоит из углерода (0,3%), марганца, кремния, а также хрома. Каждого из данных элементов в ней содержится в границах 0,8–1,1%.

Как расшифровать маркировку сталей?

Чтобы расшифровка обозначения различных видов сталей не вызывала затруднений, следует хорошо знать, какими они бывают. Отдельные категории сталей имеют особенную маркировку. Их принято обозначать определенными буквами, что позволяет сразу понять и назначение рассматриваемого металла, и его ориентировочный состав. Рассмотрим некоторые из таких марок и разберемся в их обозначении.

Свойства и назначение конструкционных легированных сталей

Конструкционные стали, специально предназначенные для изготовления подшипников, можно узнать по букве «Ш», данная литера ставится в самом начале их маркировки. После нее в названии марки идет буквенное обозначение соответствующих легирующих добавок, а также цифры, по которым узнают количественное содержание этих добавок. Так, в сталях марок ШХ4 и ШХ15, кроме железа с углеродом, содержится хром в количестве 0,4 и 1,5%, соответственно.

Буквой «К», которая стоит после первых цифр в названии марки, сообщающих о количественном содержании углерода, обозначают конструкционные нелегированные стали, используемые для производства сосудов и паровых котлов, работающих под высоким давлением (20К, 22К и др.).

Качественные легированные стали, которые обладают улучшенными литейными свойствами, можно узнать по букве «Л», стоящей в самом конце маркировки (35ХМЛ, 40ХЛ и др. ).

Некоторую сложность, если не знать особенностей маркировки, может вызвать расшифровка марок строительной стали. Сплавы данной категории обозначают буквой «С», которую ставят в самом начале. Цифры, следующие за ней, указывают на минимальный предел текучести. В таких марках также используются дополнительные буквенные обозначения:

• литера Т – термоупрочненный прокат;
• буква К – сталь, отличающаяся повышенной коррозионной устойчивостью;
• литера Д – сплав, характеризующийся повышенным содержанием меди (С345Т, С390К и др.).

Нелегированные стали, относящиеся к категории инструментальных, обозначают буквой «У», она проставляется в начале их маркировки. Цифра, идущая за данной буквой, выражает количественное содержание углерода в рассматриваемом сплаве. Стали данной категории могут быть качественными и высококачественными (их можно определить по букве «А», она проставляется в конце названия марки). В их маркировке может содержаться буква «Г», что означает повышенное содержание марганца (У7, У8, У8А, У8ГА и др.).

Инструментальные стали, содержащие легирующие элементы в своем составе, маркируются аналогично с легированными конструкционными (ХВГ, 9ХВГ и др.).

Состав легированных инструментальных сталей (%)

Маркировка тех сталей, которые входят в категорию быстрорежущих, начинается с буквы «Р», за которой идут цифры, указывающие на количественное содержание вольфрама. В остальном марки таких сплавов называются по стандартному принципу: буквы, обозначающие элемент, и, соответственно, цифры, отражающие его количественное содержание. В обозначении таких сталей не указывается хром, так как его стандартное содержание в них составляет около 4%, а также углерод, количество которого пропорционально содержанию ванадия. Если количество ванадия превышает 2,5%, то его буквенное обозначение и количественное содержание проставляют в самом конце маркировки (З9, Р18, Р6М5Ф3 и др. ).

Влияние некоторых добавок на свойства стали

По-особому маркируются нелегированные стали, относящиеся к категории электротехнических (их еще часто называют чистым техническим железом). Невысокое электрическое сопротивление таких металлов обеспечивается за счет того, что их состав характеризуется минимальным содержанием углерода – менее 0,04%. В обозначении марок таких сталей нет букв, только цифры: 10880, 20880 и др. Первая цифра указывает на классификацию по типу обработки: горячекатаная или кованная – 1, калиброванная – 2. Вторая цифра связана с категорией коэффициента старения: 0 – ненормируемый, 1 – нормируемый. Третья цифра указывает на группу, к которой данная сталь относится по нормируемой характеристике, принятой за основную. По четвертой и пятой цифрам определяется само значение нормируемой характеристики.

Принципы, по которым осуществляется обозначение стальных сплавов, были разработаны еще в советский период, но и по сей день успешно используются не только в России, но также в странах СНГ. Обладая сведениями о той или иной марке стали, можно не только определять ее химический состав, но и эффективно подбирать металлы с требуемыми характеристиками.

Разбираться в данном вопросе важно как специалистам, разрабатывающим и проектирующим различные конструкции из металла, так и тем, кто часто работает с различными сталями и занимается изготовлением из них деталей разного назначения.

Обозначение и расшифровка марок стали по ГОСТ » Металлургпром

В России и СНГ принята буквенно-цифровая система, цифрами обозначается содержание элементов стали, а буквами — наименование элементов.

Буквенные обозначения применяются также для указания способа раскисления стали;
КП — кипящая сталь,
ПС — полуспокойная сталь,
СП — спокойная сталь.

Существуют определенные особенности обозначения для разных групп сталей строительных, конструкционных, нержавеющих, инструментальных и пр.

Общими для всех обозначениями являются буквенные обозначения легирующих элементов:
Н — никель,
Х — хром,
К — кобальт,
М — молибден,
В — вольфрам,
Т — титан,
Д — медь,
Г — марганец,
С — кремний.

Конструкционные стали обыкновенного качества нелегированные

(ГОСТ 380-94) обозначают буквами СТ., например СТ. 3. Цифра, стоящая после букв, условно обозначает процентное содержание углерода стали. 

Конструкционные нелегированные качественные стали

(ГОСТ 1050-88) обозначают двузначным числом, указывающим на среднее содержание углерода в стали (например, СТ. 10). 

Качественные стали

Для производства котлов и сосудов высокого давления,
(ГОСТ 5520-79), обозначают как конструкционные нелегированные стали, но с добавлением буквы К (например, 20К). 

Конструкционные легированные стали

(ГОСТ 4543-71), обозначают буквами и цифрами. Цифры после каждой буквы обозначают примерное содержание соответствующего элемента, однако при содержании легирующего элемента менее 1,5% цифра после соответствующей буквы не ставится.
Качественные дополнительные показатели пониженное содержание примесей типа серы и фосфата обозначаются буквой — А или Ш, в конце обозначения, например (12 Х НЗА, 18ХГ-Ш) и т. п. 

Литейные конструкционные стали

(ГОСТ 977-88), обозначаются как качественные и легированные, но в конце наименования ставят букву Л. 

Стали строительные

(ГОСТ 27772-88), обозначают буквой С и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Дополнительно применяют обозначения: Т — термоупрочненный прокат, К — повышенная коррозионная стойкость, (например, С 345 Т, С 390 К и т. п.). Аналогично буквой Д обозначают повышенное содержание меди. 

Стали подшипниковые

(ГОСТ 801-78), обозначаются также как и легированные, но с буквой Ш в конце наименования.
Следует заметить, что для сталей электрошлакового переплава буква Ш обозначается через тире (например, ШХ 15, ШХ4-Ш). 

Стали инструментальные нелегированные

(ГОСТ 1435-90), делят на качественные, обозначаемые буквой У и цифрой, указывающей среднее содержание углерода (например, У7, У8, У10) и высококачественные, обозначаемые дополнительной буквой А в конце наименования (например, У8А) или дополнительной буквой Г, указывающей на дополнительное увеличение содержания марганца (например, У8ГА).  

Стали инструментальные легированные(ГОСТ 5950-73), обозначаются также как и конструкционные легированные (например, 4Х2В5МФ и т. п.). 

Стали быстрорежущие

В своем обозначении имеют букву Р (с этого начинается обозначение стали), затем следует цифра, указывающая среднее содержание вольфрама, а затем буквы и цифры, определяющие массовое содержание элементов. Не указывают содержание хрома, т. к. оно составляет стабильно около 4% во всех быстрорежущих сталях и углерода, т. к. последнее всегда пропорционально содержанию ванадия. Следует заметить, что если содержание ванадия превышает 2,5%, буква Ф и цифра указываются (например, стали Р6М5 и Р6 М5Ф3). 

Стали нержавеющие стандартные

(ГОСТ 5632-72), маркируют буквами и цифрами по принципу, принятому для конструкционных легированных сталей (например, 08Х18Н10Т или 16Х18Н12С4ТЮЛ).

Стали нержавеющие, нестандартные

опытные партии обозначают буквами — индексами завода производителя и порядковыми номерами.  
ЭИ, ЭП, ЭК — сталям выплавки завода «Электросталь»,
ЧС — сталям выплавки Челябинского завода «Мечел»,
ДИ — сталям выплавки завода «Днепроспецсталь». 

Для обозначения способа выплавки доводки названия ряда сталей дополняют буквами (например, 13Х18Н10-ВИ), что означает вакуумно-индукционная выплавка.

Сталь и сплавы AISI/SAE – Система обозначений

Номера стали AISI/SAE указаны ниже.

• AISI — Американский институт железа и стали
• SAE — Общество инженеров-автомобилестроителей

Легированные и углеродистые стали могут быть обозначены определенными марками по четырехзначной системе числового индекса AISI/SAE. Система основана на химическом составе сталей и сплавов.

Пример AISI/SAE № 1020

• первая цифра означает, что это обычная углеродистая сталь.
• вторая цифра означает отсутствие легирующих элементов
• последние две цифры означают, что сталь содержит приблизительно 0,20% углерода
   

Сталь, легированная молибденом

последние две цифры означают содержание углерода примерно 0,4 процента0038 Chemical Composition 10XX Carbon steels Plain carbon, Mn 1. 00% max 11XX Resulfurized free machining 12XX Resulfurized / rephosphorized free machining 15XX Обычный углерод, Mn 1,00-1,65% 13XX Марганцевая сталь Mn 1,75% 90X049 23X047 23X0470048

Nickel steels Ni 3.50% 25XX Ni 5.00% 31XX Nickel-chromium steels Ni 1.25%, Cr 0.65-0.80% 32XX Ni 1.75 %, Cr 1.07% 33XX Ni 3.50%, Cr 1.50-1.57% 34XX Ni 3.00%, Cr 0.77% 40XX Molybdenum steels Mo 0.20-0.25 % 44XX Mo 0.40-0.52% 41XX Chromium-molybdenum steels Cr 0. 50-0.95%, Mo 0.12-0.30% 43XX Nickel-chromium-molybdenum steels Ni 1.82%, Cr 0.50-0.80%, Mo 0.25% 47XX Ni 1.05%, Cr 0.45%, Mo 0.20-0.35% 46XX Nickel-molybdenum steels Ni 0.85- 1,82%, Мо 0,20-0,25% 48XX Ni 3.50%, Mo 0.25% 50XX Chromium steels Cr 0.27-0.65% 51XX Cr 0.80-1.05% 50XXX Cr 0,50%, C 1,00% MIN 51XXX CR 1,02%, C 1,00% MIN 52XXX CR 1,45%, C 1,00% 615%.0047 Cr 0.60-0.95%, V 0.10-0.15% 72XX Tungsten-chromium steels W 1.75%, Cr 0.75% 81XX Nickel-chromium-molybdenum steels Ni . 30 %, CR 0,40%, MO 0,12% 86xx NI .55%, CR 0,50%, MO 0,20% 87xx NI .55%, CR 0,50%, 0,25%93939393939393939393939393939393939393939393939393953

	NI.	88XX	Ni 0,55 %, Cr 0,50 %, Mo 0,35 %
92XX	Silicon-manganese steels	Si 1.40-2.00%, Mn 0.65-0.85%, Cr 0-0.65%
93XX	Nickel-chromium-molybdenum steels	Ni 3.25%, Cr 1.20% , Mo 0.12%
94XX		Ni 0.45%, Cr 0.40%, Mo 0.12%
97XX		Ni 0.55%, Cr 0.20%, Mo 0.20%
98XX		Ni 1.00% , Cr 0,80%, Mo 0,25%

Обозначения марок листового металла

1008/1010. 5182. 316л. Это лишь некоторые из оценок, которые вы можете заказать для приложения. Но что это такое? И что мы можем предположить о свойствах, основываясь только на терминологии оценок?

Углеродистая и низколегированная листовая сталь

Спецификации стали были впервые написаны перед Второй мировой войной Отделом черной металлургии Общества автомобильных инженеров (SAE) в сотрудничестве с Американским институтом черной металлургии (AISI). В настоящее время AISI больше не пишет спецификации, касающиеся состава стали, хотя их все еще иногда называют спецификациями AISI/SAE.

Спецификацию, охватывающую правила наименования и требуемый химический состав углеродистых и низколегированных сталей, см. в SAE J403, Химические составы углеродистых сталей SAE (standards.sae.org/j403_201406).

Идентификатор марки SAE для углеродистых и низколегированных сталей представляет собой четырехзначное число, например 1008, 1020 или 4340. Первая цифра указывает на основной легирующий элемент; вторая цифра отражает тип и количество других легирующих элементов; а последние две цифры означают содержание углерода в сотых долях процента по массе (см. Рисунок 1 ).

Например, сталь 1010 представляет собой углеродистую сталь с номинальным содержанием углерода 0,10%. В спецификации SAE J403 Grade 1010 указано, что сталь может поставляться с содержанием углерода от 0,08 до 0,13 процента. С другой стороны, в случае SAE J403 Grade 1008 спецификация допускает до 0,10% углерода без минимума. Не существует единой спецификации «AISI 1008/1010», несмотря на то, что она присутствует на многих отпечатках деталей; это две разные марки с разными допустимыми диапазонами состава.

Последние две цифры класса SAE обозначают номинальный уровень содержания углерода. Эмпирическое правило заключается в том, что с увеличением содержания углерода увеличивается прочность, снижается пластичность, а сварка становится более сложной задачей. Это просто обобщение, так как многие другие факторы влияют на эти атрибуты. Существует допуск на допустимое количество каждого элемента, поэтому в этом примере возможно, что сталь 1010 (от 0,08 до 0,13 процента углерода) будет содержать меньше углерода, чем сталь 1008 (максимум 0,10 процента углерода). Тем не менее, сравнивая, например, сталь 1010 со сталью 1020, последние две цифры позволяют сделать разумные предположения об их относительных перспективах производительности.

Листовые алюминиевые сплавы

Как и стальные сплавы, числовые обозначения алюминиевых сплавов отличают одно семейство сплавов и состав от другого. Однако, в отличие от стальных сплавов, только первая цифра в обозначении марки говорит о составе. Семейства иногда обозначаются с использованием обозначения серии 5XXX или серии 5000, например, потому что из оставшихся трех цифр нельзя извлечь никакой важной информации.

Обозначения марок алюминия и ограничения по составу можно найти в Алюминиевые бирюзовые листы (www.aluminum.org/sites/default/files/TEAL_1_OL_2015.pdf).

Буква, обозначающая состояние, следует за первыми четырьмя цифрами, чтобы указать, поставляется ли материал уже нагартованным (H), термообработанным (T) или отожженным (O) на заводе. Отожженное состояние обеспечивает наименьшую прочность и наибольшее удлинение сплава. Любые цифры после обозначения H или T указывают на тип и степень специальной обработки, использованной для упрочнения сплава (см. , рис. 2) . Например, сплав с состоянием Т6 подвергался термообработке на твердый раствор, закалке и искусственному старению. Это означает, что в мельнице его выдерживали при определенной температуре в течение определенного времени, охлаждали и повторно нагревали примерно до 350 градусов по Фаренгейту в течение определенного периода времени, чтобы увеличить прочность за счет контролируемого осаждения. Состояние h29 представляет собой сплав, который подвергался значительной обработке холодной прокаткой и не подвергался последующему отжигу, в результате чего получается высокопрочный продукт.

Крупные рынки листового алюминиевого сплава включают банки для напитков, транспортные средства и самолеты. Каждое из этих приложений имеет разные потребности, поэтому некоторые семейства/классы чаще указываются для штампованных деталей в зависимости от предполагаемого использования.

Рисунок 1 . В условном наименовании углеродистых и низколегированных сталей первая цифра указывает на основной легирующий элемент, вторая цифра отражает тип и количество других легирующих элементов, а последние две цифры указывают на содержание углерода в сотых долях процента.

В серии 3XXX марганец является основным легирующим элементом алюминия. Эти сплавы не поддаются термической обработке, поэтому всякая прочность возникает в основном за счет деформационного упрочнения при формовании. Корпуса банок изготавливаются из стали 3004-х29.или 3104-х29.

Магний является основным дополнением в серии 5XXX. Эти сплавы не поддаются термической обработке, и любое упрочнение при формовании может быть утрачено, если используется цикл спекания с покраской или рабочая температура превышает примерно 150 градусов по Фаренгейту. сплавы не являются лучшими кандидатами для открытых применений, где произошло формование вытяжкой или растяжением.

Корпуса банок для напитков подвергаются значительному уменьшению толщины в результате процесса вытяжки и глажки стенок (DWI), что приводит к увеличению прочности. Торцы банок таким образом не обрабатываются, поэтому необходимо начинать с более прочного сплава. Поэтому торцы банок делают из 5182-х29.. С точки зрения переработки легирующие элементы в 3004/3104 и 5182 совместимы, что делает банки для напитков одним из самых перерабатываемых продуктов в Северной Америке.

Сплавы серии 6XXX поддаются термообработке и содержат помимо алюминия магний и кремний. Эти сплавы укрепляются во время формовки, а также в цикле покраски-сушки. Сплавы серии 6XXX обычно используются для автомобильных закрывающих панелей, поскольку они относительно пластичны при поставке с завода и затвердевают до состояния отпуска T6 при обработке в цикле спекания с краской. Некоторые автомобильные компании предпочли бы использовать сплавы 5XXX для незащищенных применений, но затраты, связанные с обеспечением отделения лома от того, что производится из деталей 6XXX, перевешивают преимущества. Таким образом, продукты серии 6XXX используются для некоторых конструкций автомобильных кузовов, несмотря на дополнительную стоимость материалов по сравнению со сплавами 5XXX.

Серия 7XXX давно используется в аэрокосмической отрасли. В этом семействе цинк является основным легирующим элементом. Когда в сплаве присутствует магний (с медью или без нее), этот сплав обеспечивает высокую прочность и способность к термообработке. Поскольку сплавы серии 7XXX демонстрируют более высокую прочность, чем сплавы 5XXX или 6XXX, ведутся исследования, направленные на решение проблем, связанных с использованием этого семейства сплавов в автомобильных конструкциях. Теплая формовка (штамповка при температуре около 400 градусов по Фаренгейту) является одним из способов улучшить формуемость этих сплавов. Отходы от деталей 7XXX должны быть отделены от других сортов, чтобы сохранить ценность и возможность вторичной переработки.

Нержавеющие стали

Нержавеющие стали представляют собой сплавы на основе железа, содержащие не менее 10 процентов хрома. На поверхности образуется прозрачная оксидная пленка с высоким содержанием хрома, которая ограничивает дальнейшее окисление или ржавление. Нержавеющие стали названы в соответствии с их микроструктурой и механизмами закалки. Они сгруппированы в пять категорий: аустенитные, ферритные, мартенситные, дисперсионно-упрочненные и дуплексные.

Обозначения, химические пределы и требования к свойствам при растяжении можно найти в ASTM A240/A240M, Стандартные технические условия на пластины, листы и полосы из хромистой и хромоникелевой нержавеющей стали для сосудов под давлением и для общего применения (www.astm.org/Standards/A240.htm).

Только первая цифра в условном трехзначном обозначении сорта указывает на что-либо о продукте, поэтому эти материалы в общем описываются их семейством: например, серия 3XX или серия 300 (см. Рисунок 3 ).

Серии нержавеющих сталей 2XX и 3XX имеют аустенитная микроструктура . Как правило, они являются наиболее пластичными марками и могут упрочняться до относительно высокой прочности. Основными легирующими добавками в нержавеющих сталях серии 3ХХ являются хром и никель. В серии 2ХХ часть никеля заменена марганцем и азотом.

Некоторые сплавы 4ХХ имеют ферритную микроструктуру. Сплавы этой серии практически не содержат никеля. В отличие от аустенитных марок, ферритные марки не могут быть упрочнены термической обработкой и лишь умеренно упрочняются холодной обработкой.

На момент написания этой статьи никель стоит 5 долларов за фунт по сравнению с максимумом 10 лет назад в 25 долларов за фунт. (Для справки, низкоуглеродистая сталь стоит около 0,50 доллара США за фунт.) Поскольку никель составляет около 10 процентов от содержания сплавов серии 3XX, у компаний есть финансовый стимул для перехода на серию 4XX, не содержащую никель. Конечно, есть и компромисс: серия 3XX лучше формуется и, следовательно, может изготавливать более сложные детали. Переход на класс серии 4XX может потребовать внесения некоторых изменений в детали или процесс.

Рисунок 2 . Эта таблица объясняет терминологию отпуска для алюминиевых сплавов.

Мартенситные нержавеющие стали (также часть серии 4XX) содержат больше углерода, чем ферритные марки. Они могут подвергаться термообработке до различных уровней твердости и прочности. Однако они не так устойчивы к коррозии, как аустенитные или ферритные марки.

Упрочненный атмосферными осадками 9Нержавеющие стали 0295 могут быть либо аустенитными, либо мартенситными в отожженном состоянии. Эти марки обладают очень высокой прочностью после термической обработки, которая приводит к выделению твердых интерметаллических соединений из кристаллической решетки по мере отпуска мартенсита. Сплав обычно характеризуется количеством хрома и никеля в продукте; например, 17-7PH представляет собой сплав нержавеющей стали, содержащий 17 процентов хрома и 7 процентов никеля, который упрочняется за счет контролируемого осаждения. Кроме того, некоторые сорта теперь относятся к серии 6XX. Например, SS631 и 17-7PH описывают один и тот же сплав.

Дуплексные сплавы нержавеющей стали имеют в своей структуре примерно равное количество аустенита и феррита. Они проявляют характеристики обеих фаз с более высокой прочностью и пластичностью. Здесь общее название состоит из четырех цифр: первые две — это содержание хрома, а последние две — содержание никеля. Например, 2205 — это дуплексный сплав, содержащий 22 процента хрома и 5 процентов никеля.

Иногда после номера класса добавляются различные суффиксы. L указывает на более низкий уровень углерода, что обычно делается для повышения свариваемости за счет прочности. N означает дополнительный азот, добавленный для увеличения выхода и прочности на разрыв.

Связь между химическим составом и свойствами при растяжении

По большей части взаимосвязь между химическим составом и свойствами при растяжении ограничена. В качестве примера возьмем две скрепки, каждая из которых имеет одинаковый химический состав. Согните один вперед и назад несколько раз, но оставьте другой нетронутым. У них по-прежнему одинаковый химический состав, но у одного из них остаточная формуемость выше. Чтобы представить это в реальном примере, рассмотрим два змеевика одной плавки, что означает, что они имеют идентичный химический состав. У одного витка проблемы с формой, поэтому его снова прокатывают, чтобы сгладить. Это действие приводит к лучшей форме, но также увеличивает прочность и снижает удлинение. Если вы покупаете змеевик на основе только химии, завод может поставить вам любой змеевик, чтобы удовлетворить ваш заказ.

Детали, которые могут иметь проблемы с деформацией, рекомендуется проверять на растяжение при каждой отправке. Вы можете понести номинальные дополнительные расходы на испытание, но это сводит к минимуму вероятность того, что вам придется вносить изменения в инструменты или процесс, чтобы приспособить один рулон, который может не иметь тех же свойств, что и те, которые вы получали в прошлом.

Рисунок 3 .