Высоколегированная сталь: краткое описание, технология сварки, маркировка и особенности

ГОСТ: высоколегированные стали

Требования к таким прочным металлам и жаростойким сплавам регламентируются специальными нормативами, а именно ГОСТом 5632-72.

Принципы классификации и маркировки стали по российской системе

В России используются буквенно-цифровые маркировки, конкретный тип которых зависит от качества сплава.

  • Стали обыкновенного качества обозначаются буквами ст, после которых указывается индекс марки (0-6) и уровень раскисления. Сп – спокойные, пс – полуспокойные, кп – кипящие. Впереди может стоять буква А (сплав обладает гарантированными механическими параметрами, часто его на ставят), Б– гарантированным химсоставом, В – с гарантированными механическими характеристиками и химсоставом. Пример: Ст3 – сталь обыкновенного качества с гарантированными механическими свойствами и условный индекс 3, для которого содержание углерода составляет 0,14-0,22%.
  • В качественных сталях буквы вначале маркировки отсутствуют. Количество углерода указывается в сотых долях процента. В конце ставится уровень раскисления. Пример: 08кп. Содержание углерода – 0,08%.
  • Качественные инструментальные стали в начале маркировки имеют букву У, далее следует количество C в сотых долях процента. В конце обозначения высококачественного сплава ставится буква А. Например, маркировка У7А расшифровывается как высококачественная углеродистая сталь с содержанием углерода 0,07%.
  • В быстрорежущих сталях маркировка начинается с буквы Р, после которой указывается количество вольфрама в процентах. Например, Р17 – быстрорежущий сплав, содержащий 17% W.
  • В конструкционных легированных сталях содержание углерода проставляется в сотых долях процента. Далее указывается условное обозначение элементов и их содержание в процентах. Пример: 12Х18Н10Т. Такая сталь содержит 0,12% углерода, хрома – 18%, никеля – 10%, титана – примерно 1%.

По своему назначению стали подразделяют:

9afcfb9f7d7aedcefb8d31ac4087bc6f.pngКонструкционные углеродистые стали используются в машиностроении для сварных, болтовых конструкций, для изготовления рельс, колесных пар поездов, для деталей грузоподъемников, а также для кровельных работ. При маркировке используют цифры означающие содержание углерода в десятых долях:

  • Ст20 – малонагруженные детали (упоры, валики, копиры и т.п.);
  • Ст35 – выдерживающие небольшие напряжения (тяги, валы, рычаги, оси, диски);
  • Ст45 – требующие повышенной прочности (Муфты, оси, зубчатые рейки, валы).

Конструкционные легированные стали используют для изготовления пружин, рессор, автомобильных деталей, гусениц трактора, деталей турбин и т.д. Конструкционные стали делят на следующие группы:

  • Строительные стали – это низколегированные стали с низким содержанием углерода, что обеспечивает хорошую свариваемость, высокую прочность, устойчивость к низким температурам. Используется для изготовления металлоконструкций различных сооружений, армирования железобетонных конструкций, трубопроводов и т.д. Выпускаются в виде листового, фасонного и сортового проката, поковок и штамповок;
  • Цементируемые стали применяются для изготовления деталей, работающих на износ и подвергающихся действию переменных и ударных нагрузок;
  • Улучшаемые стали подвергаются термообработке и закалке при температуре 820о-880оС, после чего принимают структуру сорбита и хорошо воспринимают ударные нагрузки;
  • Жаростойкие и жаропрочные сплавы обладают высокой стойкостью к химическому разрушению в газовых средах при температуре эксплуатации +950о. Применяется при изготовлении деталей газовых турбин реактивной авиации, при перекачке нефти и нефтепродуктов, в нагревательных металлургических печах, в судовых газотурбинных установках и т.д.;
  • Автоматные стали используют для изготовления малонагруженных деталей массового производства (гайки, болты, винты и т.п.) Автоматные стали содержат повышенное количество серы и фосфора, поэтому лучше обрабатываются резанием, что в итоге обеспечивает ровную и чистую поверхность детали;
  • Износостойкие сплавы предназначены для изготовления деталей, работающих в экстремально тяжелых условиях (ковши экскаваторов, траки гусеничных машин, крестовины железнодорожных путей и т.д.). Обладают повышенной твердостью благодаря легирующим элементам, таким как марганец и способны выдержать высокое давление и удары и воздействия абразивного трения;
  • Коррозийно-стойкие или нержавеющие стали содержат большое количество никеля и хрома (не менее 12%). Чем больше процент содержания хрома, тем выше коррозийная стойкость, так как хром образует защитную оксидную пленку. Применяются для изготовления клапанов гидравлических прессов, лопаток турбин, пружин, дисков, труб и т.д.

Качество стали определяется по содержанию примесей и делится на 4 группы:

1Обыкновенное качество. Углеродистые стали с содержанием углерода до 0,6%. Выплавляются в больших мартеновских печах либо в конвертерах с применением кислорода. Такой тип стали уступает по механическим свойствам сплавам других классов и является более дешевым.2Качественные стали. К ним относят углеродистые и легированные сплавы, выплавленные в конвертерах или в мартеновских печах, но с соблюдением более строгих условий в процессе плавки и разливки, с более высоким требованием к исходному составу шихты. Содержание углерода в пределах марки недолжно превышать 0,08%, а содержание серы и фосфора должно быть не более 0,035%.. Качественные стали широко применяется в различных отраслях машиностроения, строительстве, автомобилестроении, судостроении, изготовлении медицинской техники и т.д.3Высококачественные стали. Обладают улучшенными механическими свойствами, так как выплавляются преимущественно в электродуговых печах, что гарантирует повышенную чистоту по содержанию газов и неметаллическим включениям, все легирующие элементы строго регламентированы. Высококачественные стали обладают лучшей вязкостью и поэтому их чаще используют для инструментов с более тонкой режущей кромкой, а также применяют для изготовления труб, арматуры, фланцев и других деталей трубопроводов. При маркировке обозначаются буковой «А» после цифр, например 20А, 15Х2МА.4Особовысококачественные стали представляют собой легированные стали, произведенные в электропечах методом специальной электрометаллургии. Применение электрошлакового или вакуумно-дугового переплава обеспечивает эффективную очистку от сульфидов и оксидов. Такие сплавы содержат не более 0,01% серы и 0,025% фосфора, что обеспечивает максимальную прочность. Такие стали широко применяются в машиностроении, самолетостроении и ракетостроении.

Маркировка сталей

4e9d22ac429b21484d95854c2a78faaa.png Маркировка сталей в России производится по ГОСТам путем сочетания букв и цифр в зависимости от химических элементов, входящих в состав сплава, процент их содержания, типа самой стали. Для того чтобы разобраться в марке стали достаточно понять принцип маркировки металла. Прежде всего, марка стали зависит от ее типа. 1Конструкционные нелигированные стали обычного качества (ГОСТ 380) обозначаются буквами Ст и однозначным или двузначным числом, которое указывает на содержание углерода. Например «Cт.10»

2Конструкционная сталь, которая используется для котлов высокого давления и прочего высокопрочного оборудования маркируют цифрой и буквой. Например «К» и «20К»3Легированную сталь маркируют буквами, которыми обозначают элементы, входящие в состав сплава, и цифрами, которые указывают процент их содержания. В зависимости от разновидности в конце добавляются дополнительные буквы, обозначающие дополнительные характеристики. Например «10Х17Н13М2Т». Если за буквой отсутствует цифра – значит содержание данного элемента не более 1,5%.4Строительную сталь маркируют буквой «С». Цифра обозначает предел текучести, а буква после цифры – тип стали. Например, С345Т (строительная сталь термоупрочненная) или С390К (строительная сталь с высокой коррозийной стойкостью). Буква А в конце марки, как и в углеродистой, так и в легированной стали, обозначает высококачественную сталь, т.е. сталь, содержащую меньше серы и фосфора.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий