МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ

Основы классификации и принципы обозначения (маркировки) сталей

Конструкционные (машиностроительные) степи клас­сифицируют по химическому составу, качеству, степени раскисленности и назначению, а строительные и инст­рументальные стали и стали с особыми свойствами — по качеству и назначению

По химическому составу конструкционные стали классифицируются на углеродистые, свойства которых определяются содержанием углерода, и легированные, свойства которых определяются наличием в них кроме уг лерода легирующих элементов. В свою очередь, угле­родистые стали подразделяются на низкоуглеродистые (0,09 < С < 0,25%), среднеуглеродистые (0,26 < С < 0,45%) и высокоуглеродистые (С > 0,46%).

По уровню качества их разделяют на стали обыкновен­ного качества и качественные стали. Уровень качества определяется содержанием вредных примесеи (серы, фосфора) и способом производства (степенью раскис - II пии). В сталях обыкновенного качества (S < 0,05% и I* < 0,04%) примесей больше, чем в качественных ста - |>1Х (S < 0,035% и Р < 0,035%).

По уровню гарантированных свойств конструкцион­ные углеродистые стали разделены на 6 групп.

Легированные стали кроме углерода содержат различ­ные элементы (Сг, Ni, Ті, Si, Мп, Nb, Mo, W, А1 и т. п.), суммарное содержание которых определяет степень ле­гирования сталей, принадлежность их к определенному структурному классу, уровень прочности или специаль­ных свойств. Они разделяются на:

• низколегированные (2,5. .4,5% легирующих эле­ментов);

• среднелегированные (5,0...9,0% легирующих эле­ментов);

• высоколегированные (более 9,0% легирующих элементов).

Для этих сталей чаще используется классификация по назначению и структуре. Как правило, это качествен­ные стали.

В последние годы находят применение и другие клас­сификационные признаки сталей: по величине зерна, видам и режимам прокатки и термообработки и т. д. [1]

В странах Европы и Америки часто используются и другие классификационные признаки. Это затрудняет взаимное пользование технической документацией, справочными данными, мешает кооперации в разработ­ке и реализации совместных проектов, технологий и т. д.

Ниже приводятся краткие сведения о принципах обозначения сталей и сплавов в России, других странах

В России единые требования к составу, качеству и на­значению, формам поставки полуфабрикатов из сталей установлены Государственными стандартами (ГОСТа­ми), в Германии — Немецкими индустриальными нор­мами (DIN), во Франции — Нормалями Франции (NF), в США — Американским обществом испытания мате­риалов (ASTM). В европейских странах установлены Европейские нормы (EN).

Согласно ГОСТ 380—94 конструкционные стали обыкновенного качества обозначаются (маркируются) буквами, символами и цифрами:

1. Символ «Ст» — сокращенное наименование стали.

2. Цифра, следующая за символом, — условный но­мер марки стали.

3. Символы «кп», «пс» и «сп» обозначают степень раскисленности стали: кипящая, полуспокойная и спокойная

4. Цифра обозначает категорию качества (т. е. нормиру­емые показатели свойств стали в труппе, от I до 6).

Пример обозначения: СтЗсп5, СтЗпс.

Конструкционные углеродистые качественные стали поставляются по ГОСТ 1050—88 двух групп:

• с нормальным содержанием марганца,

• с повышенным содержанием марганца.

Их обозначают (маркируют) следующим образом:

1. «Сталь» — полное наименование материала.

2. Двузначное число, обозначающее среднее содер­жание углерода в сотых долях процента.

3. Буква «Г», обозначающая повышенное содержа­ние марганца

4. Символы, обозначающие степень раскисления

Пример обозначения: Сталь05, Сталь08кп, Сталь 15Г.

Низколегированные и среднелегированные стали постав­ляются и маркируются по ГОСТ 19281—79, 19282—73 и по специальным Техническим условиям производителей (ТУ). Порядок их маркировки следующий:

1. Двузначное число, обозначающее среднее содер­жание углерода в сотых долях процента.

2. Буква, условно обозначающая название химичес­кого элемента, являющегося легирующим компо­нентом.

3. Цифра за буквой, обозначающая среднее содержа­ние легирующего элемента в процентах.

4. Буква «А» в конце марки стали, обозначающая по­вышенный уровень качества, т. е. пониженное со­держание серы и фосфора (S < 0,035%).

Большая часть низколегированных сталей с целью по­вышения уровня механических свойств поставляется в термически обработанном (улучшенном) состоянии. Эта группа сталей поставляется по ГОСТ 4543—71. Сюда же относят судостроительные стази (ГОСТ 5521—76) и теп­лостойкие стали (ГОСТ 5520—79, ГОСТ 20072—74) и др.

Пример обозначения: 09Г2С, 15ХСНД, 12МХ,

16Г2АФ, ЗОХМА.

Отдельная группа низко - и среднелегированных ста­лей для сварных конструкций, поставляемых по ГОСТ 4543—71 термически обрабатывается на высокий уро­вень прочности. Эта группа сталей получила условное название высокопрочных.

Пример обозначения: 14ХГ2МР, ЗОХГСНА,

42Х2ГСНМА.

Высоколегированные стали и сплавы, часто называ­емые в литературе специальными, поставляются по ГОСТ 5632—72, ГОСТ 10835—75 и многочисленным ТУ произ­водителей. В основу их обозначения положен принцип указания химического состава. Все они относятся к ка­чественным или особокачественным. Дополнительны­ми информационными признаками для них является разделение по назначению (коррозионностойкие, жаро­стойкие, жаропрочные, хладостойкие и т. п.) и структу­ре в состоянии поставки (мартенситные, мартенситпо - ферритные, ферритные, ферритно-аустенитные и аустенитные).

Пример обозначения: 15ХІ1МФ, 12Х11В2МФ, 08X13, 14Х17Н2, 12Х18Н12Т, 08X17H13M3T, Х20Н80.

Приведем краткую информацию о принципах клас­сификации и обозначения сталей в других странах.

В Германии по стандарту DIN 1706 обозначение низко­углеродистых стилей осуществляется по двум принципам.

1. Обозначение стали с помощью только двух цифр (от 0 до 9).

Первая цифра обозначает способ производства (мар­теновский, кислородно-конвертерный и т. д.), а вторая цифра указывает особенности обработки полуфабрика­та (прокатка, нормализация, улучшение и т. д.).

Пример: 01 — обычная конструкционная низкоуглеро­дистая сталь, содержащая 0,1-0,3% С. 40 — коррозион­ностойкая стать с 2% Ni без Мо и без особых присадок.

2. Обозначение стали с помощью букв и цифр, опре­деляющих способ плавки, состояние поставки, степень легирования, нормируемые показатели качества и вид обработки.

В качестве примера такого обозначения в табл. 1.2 приведена марка низкоуглеродистой неулучшаемой ста­ли с пределом прочности сгв = 420 МПа.

Углеродистые качественные стали по этому стандар­ту обозначаются (маркируются) буквой «С» с последу­ющей цифрой, определяющей содержание углерода, увеличенное в сто раз.

Пример: С35.

Углеродистые улучшенные (термообработанные) стали маркируются буквой «С» с индексом «К» и цифрой, обо­значающей содержание углерода, увеличенное в сто раз.

Пример: Ск45.

Кодовые числа для легированных сталей приведены в табл. 1.1.

В Европе, согласно Европейским нормам (EN), за ос­нову обозначения принимается комбинация букв и цифр, отражающая важнейшие свойства стали (физические, химические и технологические признаки). Нормы допус­кают введение дополнительных характеристик. В конце обозначения стали требуется простановка символов EU, однако допускается не проставлять этот символ.

По химическим признакам, согласно EN, стали под­разделяются на углеродистые, низколегированные и ле­гированные. Содержание серы и фосфора (уровень ка­чества) обозначается буквами Y, V, U, Т, R, Q, N, M...Z от максимальных значений до минимальных

Из физических признаков стази обозначаются мини­мально гарантированный предел прочности, предел те­кучести или оба эти показателя.

Примеры обозначения сталей по EN:

Fe420N — здесь символ Fe420 обозначает сталь с ми­нимально гарантированным пределом прочности о„ = -= 420 МПа, а буква N — содержание примесей: S < 0,04% и Р < 0,04%.

Fe420DEU — сталь по прочности аналогична указан­ной выше, но обозначенная по Европейскому стандар­ту. Буква «D» указывает, что сталь — свариваемая

<м

18NiCrl6 низколегированная сталь с содержанием углерода 0,18% и никеля 4% без оговоренного содержа­ния хрома

XI0CrNil808 — легированная сталь с содержанием уг­лерода 0:1%, хрома 18% и никеля 8%.

Более подробная и систематизированная информа­ция по обозначению марок сталей и сплавов в различ­ных странах изложена в работе [2]