Маркировка сталей

1.

Маркировка

2.

Классификации сталей
По степени раскисления
Кипящие
раскисленные Mn
Полуспокойные
раскисленные Mn и Si
Спокойные
раскисленные Mn,Si и Al
По содержанию углерода
Низкоуглеродистые
(0,025-0,25 % С)
Среднеуглеродистые
(0,25-0,55 % С)
Высокоуглеродистые
(>0,55 %)
По содержанию легирующих элементов
Нелегированные
Низколегированные
(до 2,5 %)
Среднелегированные
(2,5-10 %)
Высоколегированные
(свыше 10%)
По качеству
Обыкновенного качества
S – менее 0,6 %
P – менее 0,7 %
Качественные
S – менее 0,04 %
P – менее 0,035 %
Высококачественные
S – менее 0,025 %
P – менее 0,025 %
Особовысококачественные
S – менее 0,015 %
P – менее 0,025 %
Так же стали классифицируются по структурному классу и назначению (см. далее)

3.

Маркировка сталей
Стали обыкновенного качества маркируют буквами Ст и однозначным числом 0,
1, 2, ...6 - номером сплава. Чем число больше, тем выше среднее содержание
углерода в стали. После цифры может стоять индекс раскисленности (кп - кипящая,
пс - полуспокойная, сп - спокойная). Например, Ст3сп - сталь обыкновенного
качества номер 3 спокойная (полностью раскисленная).
Конструкционные качественные стали маркируют двузначным числом,
показывающим среднее содержание углерода, выраженное в сотых долях процента.
Иногда марки низкоуглеродистых сталей содержат индекс раскисленности.
Например 08пс - углеродистая конструкционная качественная сталь,
содержащая 0,08 % углерода, полуспокойная (не полностью раскисленная).
Легированные конструкционные стали маркируют цифрами и буквами.
Двузначное число, стоящее в начале марки, соответствует среднему содержанию
углерода в сотых долях процента. Буквы указывают на наличие легирующих
элементов: Б - Nb, В - W, Г - Mn, Д - Cu, Е - Se, К - Co, М - Mo, Н - Ni, П - P, Р - B, С
- Si, Т - Ti, Ф - V, Х - Cr, Ц - Zr, Ю - Al. Число, стоящее после буквы, показывает
примерное процентное содержание легирующего элемента. Отсутствие числа
указывает, что среднее содержание соответствующего элемента не превышает 1,5
%. Буква А в конце марки показывает, что сталь высококачественная, буква Ш особовысококачественная. Например, сплав марки 20ХН3А - конструкционная
низколегированная сталь, содержащая (в среднем) 0,20 % С, 3 % Ni и не более
1,5 % Cr, высококачественная.

4.

Понятие о свариваемости
Свариваемость — способность металлов
образовывать при установленной технологии сварки
соединение, отвечающее требованиям к
прочностным свойствам конструкции.
Свариваемость в основном определяется
содержанием углерода и легирующих элементов (для
сталей). С увеличением содержания этих элементов
свариваемость ухудшается, т.е. возрастает
вероятность образования трещин в наплавленном
металле и зоне термического влияния.

5.

Свариваемость по углеродному
эквиваленту
Углеродный эквивалент (Сэ) позволяет оценить риск
развития холодных трещин. Международный институт сварки
для оценки свариваемости низколегированных сталей
рекомендует пользоваться следующим выражением:
где Сэ – углеродный эквивалент,
С, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu – массовые доли углерода, марганца,
хрома, молибдена, ванадия, никеля, и меди, %.

6.

Классификация сталей по свариваемости
По технологической свариваемости легированные углеродистые стали условно можно
разбить на четыре группы:
1) стали, свариваемые без ограничений (Сэ ≤ 0,25%);
2) стали с удовлетворительной свариваемостью (0,25 < Сэ ≤ 0,35% ), сварка
которых производится только при температуре окружающей среды не ниже
–
5 °С, толщине металла менее 20 мм при отсутствии ветра;
3) ограниченно свариваемые стали (0,35 < Сэ ≤ 0,45 %), при сварке которых
необходимы дополнительные технологические мероприятия: предварительный и
сопутствующий подогрев до 250 °С в жестком диапазоне режимов сварки
4) трудно свариваемые стали (Сэ > 0,45 %), применение которых для изготовления
сварных конструкций не желательно
Свариваемость
Технологические меры
Эквивален
т Сэ, %
подогрев
термообработка
предварительный
сопутствующий
после сварки
≤ 0,25
-
-
-
Удовлетворит.
0,25 - 0,35
необходим
-
Ограниченная
0,35 - 0,45
необходим
> 0,45
необходим
Хорошая
Плохая
необходима
необходим
необходима

7.

Влияние легирующих элементов на свойства стали
Элемент
Прочность, σв
Пластичность
Стойкость к
коррозии
Жаропрочность
Mn
Повышает
Мало влияет*
Практически не
изменяет
Практически не
изменяет
Si
Повышает
В массовой доле более
2,5 % резко снижает
Повышает
Несколько
повышает
Cr
Повышает
Незначительно
снижает
Повышает
Повышает
Ni
Повышает
**
Повышает
Повышает
Mo
Повышает
***
Понижает
Значительно
повышает
Ti
Мало влияет
Несколько повышает
вязкость
Повышает
****
* - При содержании Mn до 2% пластичность низко и среднеуглеродистой стали не снижает, в высокоуглеродистой стали снижает;
** - Пластичность незначительно снижает в низко и среднеуглеродистых сталях перлитного класса и сильно снижает в сталях
мартенситного класса. Ударная вязкость конструкционных никелевых сталей перлитного класса после термической обработки
выше, чем у других сталей;
*** - В сталях перлитного класса понижает. Однако после термической обработки это снижение очень мало, а ударная вязкость
выше, чем углеродистой и некоторых других сталей при равной прочности;
**** - Повышает, но оказывается полезным в сталях сложного состава.

8.

Сравнение различных часто применяемых сталей
Марка стали
Ст3сп
по содержанию
углерода
по содержанию
Т легирующих
элементов
И
П
по качеству
12Х1МФ
12Х18Н10Т
Низкоуглеродистая
Нелегированная
Обыкновенного
качества
по назначению
Применение
09Г2С
20
Низколегированная
Качественная
Конструкционная
несущие
элементы сварных
и несварных
конструкций и
деталей,
работающих при
температурах от
-40 до +180°С
Высоколегированная
трубы перегревателей,
коллекторов и
трубопроводов котлов
высокого давления,
листы для
штампованных
деталей, цементуемые
детали для
длительной службы
при температурах до
350 °С.
различные
детали и
элементы
сварных
металлоконструкций,
работающих при
температуре от
-70 до +425°С
под давлением.
Жаропрочная
Коррозионностойкая
для труб
пароперегревателей
, трубопроводов и
коллекторных
установок высокого
давления; поковок
для паровых котлов
и паропроводов;
деталей цилиндров
газовых турбин;
для изготовления
деталей,
работающих при
температуре 540580 °С.
детали,
работающие до
600 °С;.Сварные
аппараты и сосуды,
работающие в
разбавленных
растворах азотной,
уксусной,
фосфорной кислот,
растворах щелочей
и солей и другие
детали,
работающие под
давлением при
температуре от
196 до +600 °С, а
при наличии
агрессивных сред
до +350 °С.

9.

Характеристика стали Ст3сп
Ст3сп - сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества;
По ГОСТ 27772-88 сталь Ст3сп5 соответствует стали для строительных
конструкций С245; сталь Ст3сп соответствует стали С285.
Применяется для несущих элементов сварных конструкций, работающих при
температурах от -40 до +180°С , арматуры класса Ат400С.
Химический состав в % по ГОСТ 380-2005
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
N
Cu
As
0,14-0,22
0,15-0,3
0,4-0,65
<0,3
<0,05
<0,04
<0,03
<0,008
<0,3
<0,08
Механические свойства при Т=20 °С
Сортамент
σв, МПа
σт, МПа
δ5, %,
Трубы, ГОСТ 8696-74
372
245
23
Лист, ГОСТ 14637-89
370-480
205-245
23-26
Арматура, ГОСТ 5781-82
373
235
25
KCU Дж/см2
69-98

10.

Характеристика стали 20
20 - сталь конструкционная углеродистая качественная;
Применяется для труб перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов
высокого давления, листов для штампованных деталей, цементуемых деталей для
длительной службы при температурах до 350 °С.
Химический состав в % по ГОСТ 1050-88
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
Cu
As
0,17-0,24
0,17-0,37
0,35-0,65
<0,25
<0,04
<0,04
<0,25
<0,25
<0,08
Механические свойства при Т=20 °С
Сортамент
σв, МПа
σт, МПа
δ5, %,
Прокат
420
250
25
Пруток (отжиг 880-900 °С)
480
270
30
145
Пруток (нормализация 880-920 °С)
510
320
30,7
100
KCU, Дж/см2

11.

Характеристика стали 09Г2С
09Г2С - сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций;
Применяется для различных деталей и элементов сварных металлоконструкций,
работающих при температуре от -70 до +425°С под давлением.
Химический состав в % по ГОСТ 19281-89
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
N
Cu
As
<0,12
0,5-0,8
1,3-1,7
<0,3
<0,04
<0,035
<0,3
<0,008
<0,3
<0,08
Механические свойства при Т=20 °С
Сортамент
σв, МПа
σт, МПа
Лист толщиной 4-10 мм
490
345
Лист толщиной 11-18 мм
470
325
Лист толщиной 19-24 мм
470
315
δ5, %,
KCU, Дж/см2
18-21
59-64

12.

Характеристика стали 12Х1МФ
12Х1МФ - сталь жаропрочная низколегированная;
Применяется для изготовления деталей, работающих при температуре 540-580 °С
Химический состав в % по ГОСТ 20072-74
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
V
Cu
0,08-0,15
0,17-0,37
0,4-0,7
<0,3
<0,025
<0,03
0,9-1,2
0,15-0,3
<0,2
Механические свойства при Т=20 °С
Сортамент
Пруток
(нормализация и высокий отпуск)
Поковка
(нормализация и высокий отпуск)
σв, МПа
σт, МПа
δ5, %,
KCU, Дж/см2
480
260
21
100
480
260
20
60

13.

Характеристика стали 12Х18Н10Т
12Х18Н10Т - сталь коррозионностойкая высоколегированная;
Применяется для деталей, работающих до 600 °С. Сварных аппаратов и сосудов,
работающих в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот,
растворах щелочей и солей и других деталей, работающих под давлением при
температуре от - 196 до + 600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С.
Химический состав в % по ГОСТ 5632-72
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
Ti
Cu
<0,12
<0,8
<2
9-11
<0,02
<0,035
17-19
5*C - 0,80
<0,3
Механические свойства при Т=20 °С
Сортамент
σв, МПа
σт, МПа
δ5, %,
Поковка (до 1000 мм)
510
196
35
KCU, Дж/см2

14.

Назначение сталей различных групп
Характеристика свариваемой стали
Группа по
РД 03-495-02
Тип стали
Марка стали
Углеродистая обычного
качества
Ст2, Ст3, Ст3Г, Ст4
Углеродистая
качественная
08, 10, 20, 15Л, 20Л, 25Л
Низколегированная,
конструкционная
15ГС, 16ГС, 17ГС, 14ГН, 16ГН,
09Г2С, 10Г2С1, 14ХГС, 20ГСЛ,
17Г1С, 17Г1СУ
М02
Низколегированная,
теплоустойчивая:
12МХ, 15ХМ, 12Х2М1, 12Х1МФ,
12Х2МФБ, 12Х2МФСР, 15ХМ
15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 20ХМЛ
М05
Легированная
мартенситная
10Х9МФБ
М04
Высоколегированная
мартенистно-ферритная
12Х11В2МФ
М11
Высоколегированная
аустенитная
12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т
10Х13Г12БС2Н2Д2
М01
Назначение
конструкции и детали, работающих при обычных
температурах
конструкции и детали, работающие при температурах
до 300-350 °С.
конструкции и детали, работающие в диапазоне
температур от -70 °С до 425 °С
конструкции и детали, работающие при температурах
до 500-600 °С.
для паровых котлов и трубопроводов установок с
высокими и сверхкритическими параметрами пара
Сварные аппараты и сосуды, работающие в диапазоне
температур от -196 °С до 600 °С, в агрессивных
средах до 350 °С.

15.

Классификации низкоуглеродистых сталей
по содержанию легирующих элементов, структурному классу и назначению
Содержание
легирующих
элементов
Структурный класс
стали (после
нормализации)
Ферритная
Конструкционные углеродистые:
• строительные;
• котельные;
• для сварных конструкций
Ферритно-перлитная
Конструкционные легированные:
• для сварных конструкций;
• машиностроительные
(термоупрочняемые)
Нелегированные
Низколегированные
(до 2,5 %)
Среднелегированные
(2,5 – 10%)
Высоколегированные
(свыше 10%)
Назначение
Ферритная,
ферритно-мартенситная
Ферритная, аустенитная,
мартенситная, смешанная
Конструкционные легированные:
• теплоустойчивые;
• коррозионно-стойкие
С особыми свойствами:
• коррозионно-стойкие;
• жаростойкие;
• жаропрочные

16.

Классификации среднеуглеродистых сталей
по содержанию легирующих элементов, структурному классу и назначению
Содержание
легирующих
элементов
Структурный класс
стали (после
нормализации)
Конструкционные углеродистые:
• машиностроительные
Нелегированные
Низколегированные
(до 2,5 %)
Назначение
Перлитная
Среднелегированные
(2,5 – 10%)
Перлитная, мартенситная
Высоколегированные
(свыше 10%)
Мартенситная,
мартенситно-аустенитная
Конструкционные легированные:
• машиностроительные
(термоупрочняемые);
• рессорно-пружинные;
• штамповые

17.

Классификации высокоуглеродистых сталей
по содержанию легирующих элементов, структурному классу и назначению
Содержание
легирующих
элементов
Структурный класс
стали (после
нормализации)
Нелегированные
Мартенситная
Среднелегированные
(2,5 – 10%)
Высоколегированные
(свыше 10%)
Назначение
Конструкционные углеродистые;
Инструментальные углеродистые:
• для измерительного инструмента;
• штамповые
Инструментальные легированные
Мартенситноаустенитокарбидная
Быстрорежущие

18.

Свойства сталей обыкновенного качества
Марка
стали
Ст 0
Ст1кп
Ст1пс
Ст1сп
Механические свойства
σт, МПа, *
σв, МПа
δ5, %, *
195
≥300
305-390
18
35
205
315-410
34
Массовая доля
углерода, %
Назначение
0,23
0,06-0,12
Листовой и сортовой прокат для
строительных конструкций
0,06-0,12
Ограждения, арматура, анкерные
болты, сварные неответственные
соединения
0,09-0,15
Заклёпки,
листы,
неответственные,
устройства.
трубы
топочные
Ст2пс
Ст2сп
225
335-430
32
Ст3сп
Ст3пс
Ст3кп
245
235
370-480
360-460
23
24
0,14-0,22
Детали и нормали, воспринимающие
небольшие нагрузки (арматура,
болты, гайки, тяги, оси и др.)
Ст4кп
Ст4пс
Ст4сп
255
265
400-510
410-530
22
21
0,18-0,27
Для
строительных
конструкций
и
других
Примечание – Массовая доля других элементов в спокойной стали Mn-0,25 (Ст1) - 0,8 (Ст6) %; Si от 0,05
(Ст1) до 0,30 (Ст6) %; Р не более 0,04 %, S не более 0,05 %; * - не менее, при толщине проката 20 мм

19.

Свойства низкоуглеродистых
качественных сталей
Марка
стали
Массовая
доля
углерода, %
Температура
нормализации, оС
(30 мин)
08
0,05-0,12
10
Механические свойства,
не менее
σв,
МПа
σт,
МПа
δ5, %
920
320
196
33
0,07-0,14
900
330
205
31
15
0,12-0,19
900
370
225
27
20
0,17-0,24
890
410
245
25
25
0,22-0,30
880
450
275
23
НВ, не более
225
Примечание – Массовая доля Si - 0,17-0,37 %; Mn – 0,35-0,65 % (сталь марок 08-20); Cr не более 0,10 %
(сталь 08); 0,15 % (сталь 10); 0,25 % (сталь 15, 20, 25); 0,50-0,80 % (сталь 25)

20.

Свойства низколегированных сталей
Марка
стали
15ГС
Массовая доля
углерода, %
0,12-0,18
Механические свойства,
не менее
σв, МПа
460
σт, МПа
280
Наиболее частое применение
δ5, %
16
стационарные трубопроводы
питательной воды котлов СВП,
работающие при температуре 280 °С
09Г2С
≤0,12
440
270
21
различные детали и элементы сварных
металлоконструкций, работающих при
температуре от - 70 до +425 °С под
давлением
10Г2С
≤0,12
460
270
21
то же
22
электросварные трубы магистральных
газопроводов высокого давления;
сварные конструкции, листовые,
клапанные конструктивные детали
14ХГС
0,11-0,16
500
350

21.

Свойства теплоустойчивых и
жаропрочных сталей
Марка стали
Механические свойства,
не менее
Интервал рабочих
температур, °С
σв, МПа
σт, МПа
δ5, %
12МХ
420
260
21
до 530
12Х1МФ
480
260
21
до 540-580
15ХМ
450
280
20
до 500
20Х13
660
450
16
до 500
18Х12ВМБФР
750
500
14
до 620
20Х23Н13
490
295
35
12Х18Н10Т
510
196
35
до 900-1000
(в слабонагруженном состоянии)
от – 196 до 600
в агрессивных средах до 350

22.

23.

Задание