Углеродистые качественные конструкционные стали

Стали данной маркировочной группы обозначаются двузначным числом, показывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента: 05, 08, 10, 15, 20, …, 55, …до 85 (как правило, сшагом 0.05).Можно утверждать, что «двузначное число» является ключевым, или системообразующим символом в рассматриваемой маркировочной группе. По нему марки сталей данной группы сразу отделяются от углеродистых сталей обыкновенного качества, хотя и те, и другие являются конструкционными по назначению.

Для обозначения малоуглеродистых (до 0,20 мас. %) не раскисленных полностью сталей после двузначного числа ставится символ «кп» или «пс». В марках спокойных сталей символ «сп» не указывается.

Буква «А» после двузначного числа указывает на принадлежность стали к категории высококачественной. Кипящие и полуспокойные стали не относятся к высококачественным.

Примеры записи марок углеродистой качественной конструкционной стали выглядят следующим образом: 05кп, 08пс, 40А, 65, 70, 70А, 30Л(литейная) (табл. 1.5.).

Таблица 1.5

СИСТЕМА МАРКИРОВОЧНЫХ ГРУПП, ПРАВИЛА МАРКИРОВКИ И ПРИМЕРЫ МАРОК СТАЛЕЙ

Углеродистые качественные инструментальные стали

Стали данной группы маркируются с применением ключевого (системообразующего) символа «У», открывающего марку. За ним следует цифра или число, показывающие среднее содержание углерода в десятых долях процента. Стали этой группы выплавляются только как спокойные, но символ «сп» не ставится. Буква «А» в конце марки указывает на принадлежность стали к категории высококачественной.

Примеры записи марок углеродистой качественной инструментальной стали выглядят следующим образом: У7А, У7, У8А, У10, У13 (табл. 1.5).

Легированные качественные конструкционные стали

Стали указанной группы маркируются с применением двух ключевых (системообразующих) символов – двух- или трехзначного числа, показывающего среднюю концентрацию углерода в сотых долях процента, и символа (-ов) легирующих элементов (табл. 1.6). Обычно за символом (-ами) легирующих элементов следует цифра или целое число, указывающее примерное количество процентов легирующей добавки. Если ее содержание не превышает 1,5 мас. %, и округленное целое число равно 1, единица в марке не ставится. Другими словами, отсутствие в марке числа после символа легирующего элемента по умолчанию свидетельствует, что его концентрация не превышает 1,5 мас.%.

Легированные стали выплавляются только как спокойные, символ «сп» не ставится. Буква «А» в конце марки указывает на принадлежность стали к категории высококачественной, а символ «-Ш» (иногда без черточки перед буквой) – на то, что сталь особовысококачественная. Марки, не содержащие в конце букв «А» или «Ш», относятся к сталям качественным.

Если сталь содержит в качестве легирующей добавки азот, символ «А» будет стоять в середине марки, например 16Г2АФ.

Следует подчеркнуть, что некоторые элементы: V, Ti, Nb, Zr, B, N и др. – нередко присутствуют в стали в очень незначительных количествах – сотых долях процента (а бор в тысячных), оказывая при этом существенное влияние на свойства стали. Поэтому они рассматриваются как легирующие элементы (так называемое микролегирование), и соответствующие им символы присутствуют в марке стали.

Для отнесения химического элемента к легирующим добавкам или постоянным примесям стали можно воспользоваться граничными значениями их концентрации, приведенными в табл. 1.3.

Примеры записи марок легированной качественной конструкционной стали выглядят следующим образом: 15Х, 20ХГНР, 65С2ВА, 110Г13Л, 55Х20Г9АН4, 38ХМЮА(см. также табл. 1.5).

Легированные качественные инструментальные стали

Стали этой группы маркируются с применением двух ключевых (системообразующих) символов – однозначного числа, показывающего среднюю концентрацию углерода в десятых долях процента, и символа (-ов) легирующих элементов (табл. 1.6). Обычно за символом (-ами) легирующих элементов следует цифра или целое число, указывающее примерное количество процентов легирующей добавки. Если ее содержание не превышает 1,5 мас. % и округленное целое число равно 1, единица в марке

не ставится. И напротив, отсутствие в марке числа после символа легирующего элемента по умолчанию свидетельствует, что его концентрация не превышает 1,5 мас.%.

Таблица 1.6

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

В МАРКАХ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И ЧУГУНОВ

Следует помнить, что в случаях, когда средняя концентрация углерода в стали составляет десять десятых (и более) процента, двузначные числа «10», «11» и далее в начале марки не ставятся. Редкими исключениями являются несколько марок – 11ХФ, 13Х.

Буква «А» в конце марки указывает на принадлежность стали к категории высококачественной, а символ «-Ш» (иногда без черточки перед буквой) – на то, что сталь особовысококачественная.

Если сталь содержит в качестве легирующей добавки азот, символ «А» будет стоять в середине марки, например 9Х4М3Ф2АГСТ-Ш.

Для отнесения химического элемента к легирующим добавкам или постоянным примесям стали можно воспользоваться граничными значениями их концентрации, приведенными в табл. 1.3.

Примеры записи марок легированной качественной инструментальной стали выглядят следующим образом: 7ХФ, 9ХС, ХВГ, 11ХФ, 8Х4В2М2Ф2А, 5ХНМ, Х12М, 9Х4М3Ф2АГСТ-Ш (табл. 1.5).

Шарикоподшипниковые стали

Стали для подшипников имеют собственную маркировку, по назначению составляют особую группу конструкционных сталей, хотя по составу и свойствам они близки к инструментальным сталям [5]. Термин «шарикоподшипниковые» определяет их узкую область назначения – подшипники качения (не только шариковые, но также роликовые и игольчатые). Первая отечественная шарикоподшипниковая сталь была выплавлена на рубеже 20-х и 30-х годов. Для ее маркировки была предложена аббревиатура «ШХ» – шарикоподшипниковая хромистая, – за которой ставится число десятых долей процента средней концентрации хрома. Из ранее широко известных марок ШХ6, ШХ9 и ШХ15 в употреблении осталась марка ШХ15. Для всех сталей группы ШХ характерно содержание 0,95…1,05 мас. % углерода, 0,20 мас.% марганца, 0,17…0,37 мас.% кремния. Если бы сталь указанного химического состава выплавлялась как низколегированная инструментальная, ей была бы присвоена марка Х. Отличие шарикоподшипниковой стали от аналогичной инструментальной – в более жестких требованиях к количеству неметаллических включений и равномерности распределения карбидов в микроструктуре.

Принятая в начале ХХ в. для подшипниковых сталей система маркировки явно менее информативна по сравнению с правилами, принятыми в рассмотренных выше маркировочных группах. Усовершенствование стали ШХ15 путем введения в нее дополнительных легирующих добавок (кремния и марганца) своеобразно отразилось в маркировке – распространением на специфическую систему более поздних правил обозначения легирующих элементов в составе легированных сталей: ШХ15СГ, ШХ20СГ. Разработка и освоение новых подшипниковых сталей специального применения (теплостойких и коррозионностойких) ознаменовались отказом от маркировки «ШХ» и переходом к правилам, применяемым в маркировочных группах 4 и 5. Примером служит марка 95Х18-Ш[6]. Идентичность состава и свойств подшипниковых и инструментальных теплостойких сталей объясняет включение в группу подшипниковых таких сталей, которые и по маркировке относятся к инструментальным: 8Х4М4В2Ф1Ш, 8Х4В9Ф2Ш [7].

Быстрорежущие стали

Быстрорежущая сталь появилась на рубеже XIX – XX веков. Ее изобретателями считаются Ф. Тейлор и А. Уайт [8], предложившие так называемый классический состав, обозначаемый в России как Р18: 0,8 мас.% С, 18 мас.% W, 4 мас.% Cr, 1 мас.% V.

В России быстрорежущие стали специфически маркируются начальной буквой русского алфавита «Р», соответствующей первому звуку в английском слове rapid – быстрый, скорый. Далее следует целое число процентов вольфрама. Как уже было сказано, наиболее распространенной ранее маркой быстрорежущей стали была Р18. Ее иногда называли классической в ряду других марок – Р9 и Р12. В составе всех быстрорежущих сталей присутствует около 4 мас.% хрома, поэтому в специфической системе маркировки содержание хрома не отражается.

В связи с дефицитностью и дороговизной вольфрама, начиная с 70-х годов ХХ века, практически во всех странах произошел переход на вольфрамомолибденовую сталь Р6М5 без азота и Р6АМ5 с азотом [7]. Аналогично подшипниковым сталям, произошло слияние (своего рода «гибридизация») двух систем маркировки. Разработка и освоение новых быстрорежущих сталей с кобальтом и ванадием обогатило арсенал «гибридных» марок: Р6АМ5Ф3, Р6М4К8, 11Р3АМ3Ф2 – а также привело к появлению вообще безвольфрамовых быстрорежущих сталей, которые маркируются и в специфической системе (Р0М5Ф1, Р0М2Ф3) [8] , и полностью по-новому – 9Х6М3Ф3АГСТ-Ш, 9Х4М3Ф2АГСТ-Ш [9].