Специальные стали и сплавы

 

     Цифры после буквы показывают примерное  количество масс% того или иного  элемента, округлённого до целого числа. При среднем содержании л.э. до 1,5% цифру за буквенным индексом обычно не ставят. Содержание С указывается в начале марки в 0,01 для констр и 0,1 для инстр.:

     45ХН2МФ  констр

     4Х5МФС  инстр 

     Если  содержание С в инстр лег стали  не более 1%, то цифру в начале марки иногда вообще не ставят: Х, ХВГ. Заглавная буква А в конце марки указывает на то, что сталь высококач.: 20А. Если та же буква в середине, то сталь легирована азотом: 16Г2АФ, а в начале марки буква указывает на то, что сталь автоматная, повыш обрабатываемости резанием: А35Г2. Индекс АС в начале – сталь автоматная со свинцом: АС35Г2.

     Особовысококач  ст обозн добавление через «-»  в конце марки Ш в случае применения эл шлакового переплава: 30ХГ-Ш,

     ВД  – вакуумно-дугового переплава

     ШВД – эл шлакового с послед вакуумно-дуговым  переплавом: 30ХГ-ШВД. 

     Сталь, применяемая в виде отливок, обозн буквой Л в конце марки: 20Л. 

     Сущ некот исключения, гл обр, в высококач  сталях:

1. все лег инстр стали, а также стали и сплавы с особенными физ свойствами, нерж и жаропрочные всегда высококач, поэтому в марках этих сплавов буква А не указывается (в конце).
2. в марках некот сталей более узкого применения указывается их назначение: шарикоподшипниковые хромистые стали обозначаются в начале марки ШХ, с содержанием Cr указывается в 0,1%, а содержание с одинаково при разном содержании Cr не указывается: ШХ15(1,5%) около 1%С.

а) для  изготовления рельсов широкой колеи  применяют стали марок М76, М74, где М – мартеновский способ выплавки, 76 – среднее содержание %С в 0,01%.

б) строительная сталь – С» и цифрами, условно  соответствующими пределу текучести  проката.

в) буква  К в конце марки обозначает вариант хим состава стали  с повыш коррозионной стойкостью в обычной атмосфере

г) Т- термоупрочнённый прокат: С245 (σ не ниже 245 МПа), С345Т, С390К.

     2) в марках быстрореж инстр сталей  в начале приводят «Р», за  ней следует цифра, указывающая содержание основного л.э., т.е., W. Во всех быстрореж сталях содержится около 4% Cr, поэтому в обозначении марки буквы Х нет.

Ванадий, содержание кот в разных марках колеблется от 1 до 5%, обозначается в марке, если его среднее содержание 2% и более, т.к. содержание С в быстрореж сталях ~ количеству V, то содержание С в маркировке стали не указывается. Если в быстрореж стали содержится Мо или Со, то их количество указывается в марке.

Сталь Р18 содержит от 7 до 8%С, около 4%Cr, от 17 до 18% W и от 1 до 1,5% V.

Р6М5Ф2К8 : ~1%C, 4%Cr; 5,5…6%W, ~5%Mo, 2%V, 8%Co.

     Электротехнические  трансформаторные стали обозначаются большой буквой Э, след цифра указывает  содержание Si в % (основной элемент).

3. Для новых сталей ещё не вкл в ГОСТ и поставляемых по ТУ, идут обозначения ЭП или ЭИ в том случае, если они произведены на заводе Электросталь, и ДИ – Диэлектросталь, ЗИ – Златоуст, и за буквенным следует номер стали.
4. Маркировка жаропрочных и жаростойких сплавов на Fe-Ni основе состоит только из буквенных обозначениц элементов, за исключением Ni, после кот указывается цифра, обозначающая его среднее содержание в %.

 

     Европейская система обозначения марок сталей регламентирована стандартом DIN EN 10027, порядок наименования сталей, а вторая часть регламентирует присвоение сталям порядковых номеров.

     В Японии наименование состоит из нескольких букв и цифр. Буквенное обозначение  определяет группу, к кот относится  данная сталь, а цифра - №группы и  свойства.

     В США несколько систем обозначения  Ме и из сплавов. Это объясняется наличием нескольких организаций по стандартизации. К ним относятся: ASME, ASTM, SAE, ANSI, AISI. Со стандартами ASTM, AISI в США принята цифровая система маркировки констр сталей, в ком в некот случаях добавляют букву. Большинство сталей, за искл кор стойких и жаростойких, маркируют 4хзначным числом:

     1 – основной л.э.

     2 – содержание в %

     3,4 – соответствует содержание С  сотых долях %.

1 принята  для обозначения углеродистых  сталей, вторая цифра 0. Т.о., сталь  с маркировкой 1015 = 15(Россия), 1045 = 45

     Первая  цифра 2 соответствует сталям с л.э. Ni,

     3 – Ni и Cr

     4 – Mo и Cr, Mo, Mo+Cr+Ni

     5 – Cr

     6 – Cr и V

     7 – Cr и W

     8 – Ni+Cr+Mo

     9 – Ni+Cr+Mo 

     5140 = 40X 

     Углеродистые  стали (х)

     10хх  – без л.э. сод Mn max 1%

     11xx – сернистая

     12хх  – сернистая и фосфорная

     15хх  – без л.э. Mn 1,00…1,65 

     Стали с Mn

     13xx – 1,75Mn 

     Никелевые стали

     23хх  – 3,5%Ni

     25xx – 5%Ni 

     Ni-Cr стали

     31xx – 1,25Ni; 0,65 и 0,80Cr

     32xx – 1,75Ni; 1,07Cr

     33xx – 3,5 ; 4,5

     34xx – 3Ni; 0,75Cr 

     Mo стали

     40xx – 0,20 и 0,25 %Mo

     44xx – 0,40 и 0,52 %Mo 

     Cr-Mo

     41xx – 0,5; 0,8; 0,95%Cr; 0,12; 0,20; 0,25; 0,30%Mo 

     Ni-Cr-Mo

     43xx – 1,8Ni; 0,5 0,8Cr; 0,25Mo.

     47xx – 1,0/0,45/0,20 0,35

     81xx – 0,3/0,40/0,12

     86xx – 0,55/0,5/0,20

     87xx - -//- / -//- /0,25

     88xx - -//- / -//- /0,36

     93xx – 3,25/1,20/0,12

     94xx – 0,45/0,20/0,20

     97xx – 0,55/ -//- / -//-

     98xx – 1,00/0,80/0,25 

     Ni-Mo

     46xx – 0,85 и 1,85%Ni/ 0,20 и 0,25Mo

     48xx – 3,5/0,25 

      Хромистые стали

     50xx – 0,27; 0,40; 0,65Cr

     51xx – 0,80; 0,87; 0,92; 1,00; 1,05Cr 

     Cr-V

     61xx – 0,60; 0,80; 0,95/ 0,10; 0,15V 

     Cr-W

     72xx – 1,75W; 0,75Cr 

     Кремниймарганцевые  стали

     92xx – 1,40 и 2,00Si/ 0,65 и 0,85Mn 

     Также, если стали обеспечивает более узкий  диапазон полосы прокаливаемости, то после  цифр ставится буква U: 8625U

     Стали, выплавленные в эл печах, обозначают буквой Е, располагаемые перед цифрами в случае микролегирования бором, между первой и второй парой: 94В15.

     Шарикоподшипниковые стали маркируются 5 числом, в кот 3 последние цифры соответствуют  содержанию Cr в сотых долях%.

     Корр  устойчивые и жаростойкие стали  маркируются 3хзначным числом, в кот

     1 цифра соотв системе легирования,

     2 – CrMnNi стали с азотом.

     3 – CrNi

     4 – Cr

     5 – CrMo

     6 – CrNiMo, CrMo с иными л.э. 

     3)по применению

     Этот  признак более полно характеризует  разл след стали:

     - констр (строительные, машиностр)

     - машиностр спец назначения

     - инструментальные

     - с особыми физ свойствами

     - с особыми хим свойствами или устойчивые против коррозии. 

     Легирование и ТО констр сталей

     Общие положения о легировании  и ТО констр сталей 

     К КС м отнести строит и машиностр  стали общего назначения, часто машиностр  стали общего назначения  - констр.

     Легирование КС производится с целью повышения прочности, пластичности, прокаливаемости и др требуемых характеристик. Особое значение имеет сочетание высокой прочности, пластичности, а также обеспечение выс сопротивления разрушению, кот характеризуется величинами работы разрушения и вязкости разрушения. Повышение тех или иных мех свойств в стали мб достигнуто после гор прокатки или нормализации и после закалки с отпуском. Легирование, приводящее к улучшению свойств стали без применения закалки с отпуском основано на след принципах:

1. На изменение свойств феррита в результате растворения в нём л.э. – твёрдорастворное упрочнение.
2. На образование дисперсных упрочняющих фаз, выделяющихся либо в проц охл после прокатки или нормализации, либо так же в проце прокатки
3. На измельчение зерна стали и составляющих её микроструктуры, включая изменение размеров, морфологии и расположения структ составляющих.

 

     Легирование, определяющее улучшение свойств  стали после закалки с отруском основано на след принципах:

1. измерение устойчивости переохл аустенита
2. уменьшение скор диф процессов и замедление выделений карбидов и др избыточных фаз.
3. повышение уст-ти карбидов или частиц др изб фаз, что также сказывается на замедлении их разстворения при ауст-ции и коалесценции при отруске.
4. воздействие на состояние ТВ раствора основы той доли л.э., кот не связывается в карбиды, т.о. влияние л.э. на свойства констр стали зависит от его взаимодействия с ферритом, т.е. от его растворения в феррите, и от его взаимодействия с %С, т.е. участие в карбидообразовании. Степень взаимодействия л.э. с ферритом определяется соотношением атомных процессов Fe и л.э. и типов и параметров их крист решёток.

 

Кристаллическое строение и характер взаимодействия основных л.э. с Fe 

      В непрерывных тв растворах – компоненты имеют неогр полную растворимость. В этом сл атомы разных элементов образуют общую крист реш, т.е. непр ТВ раствор

      Ограниченный  тв. раствор – компоненты ограниченно растворимы, т.е. на диаграмме состояния со стороны чистого элемента образуется огр тв раствор, имеющий крист реш растворителя.