Как определить марку стали

Виды сталей и особенности их маркировки

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14%. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.

Разновидности сталей

Включая в состав стали легирующие элементы, ей можно придать требуемые характеристики. Именно таким образом, комбинируя вид и количественное содержание добавок, получают марки, обладающие улучшенными механическими свойствами, коррозионной устойчивостью, магнитными и электрическими характеристиками. Конечно, улучшать характеристики сталей можно и при помощи термообработки, но легирующие добавки позволяют делать это более эффективно.

Классификация сталей осуществляется и по их назначению. Так, выделяют инструментальные и конструкционные виды, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Инструментальные виды используются для производства штамповых, мерительных, а также режущих инструментов, конструкционные – для выпуска продукции, применяемой в строительстве и сфере машиностроения. Из сплавов, отличающихся особыми физическими свойствами (также называемых прецизионными), изготавливают изделия, которые должны обладать особыми характеристиками (магнитными, прочностными и др.).

Классификация сталей по назначению

Стали противопоставляются друг другу и по особым химическим свойствам. К сплавам данной группы относятся нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные и др. Что характерно, нержавеющие стали могут быть коррозионностойкими и нержавеющими пищевыми – это разные категории.

Если рассматривать основные вредные примеси, то фосфор увеличивает хрупкость сплава, особенно сильно проявляющуюся при низких температурах (так называемая хладноломкость), а сера вызывает появление трещин в металле, нагретом до высокой температуры (красноломкость). Фосфор, ко всему прочему, значительно уменьшает пластичность нагретого металла. По количественному содержанию этих двух элементов выделяют стали обыкновенного качества (не более 0,06–0,07% серы и фосфора), качественные (до 0,035%), высококачественные (до 0,025%) и особовысококачественные (сера – до 0,015%, фосфор – до 0,02%).

Маркировка сталей также указывает на то, в какой степени из их состава удален кислород. По уровню раскисления выделяют стали:

• спокойного типа, обозначаемые буквосочетанием «СП»;
• полуспокойные – «ПС»;
• кипящие – «КП».

Это интересно: Маркировка резины — принцип нанесения, расшифровка

Как отличить нержавейку от алюминия?

Получить первую информацию о металле помогут элементарные знания химии и немного смекалки.

1. Определение отличий с помощью магнита

Два рассматриваемых материала визуально похожи друг к другу. Если при присоединении к элементу магнита от не прилипает, значит это точно не алюминий (Al). Изучаемый образец может быть нержавеющей сталью, в котором имеется незначительное содержание Ni. Если же в нем преобладает хром или купрум, он также не будет магнитится и придется воспользоваться другой методикой.

1. Распознавание по маркировке

Многие из нержавеющих изделий, выпускаемых отечественными производителями, содержат информацию в виде маркировки. Наличие на них аббревиатуры «нерж» свидетельствует о том, что это нержавейка, а не алюминий.

1. Определение с использованием бумаги

Самый бюджетный и распространенный способ. Для его применения понадобится чистый плотный лист бумаги белого цвета. Методика используется для распознавания металла в домашних условиях. Перед тем как найти различия, необходимо очистить поверхность материала от загрязнения, жирных масел и налета. Далее, посредством максимального нажатия необходимо листом бумаги провести по очищенной части металла. Если это нержавейка, на белоснежном дисте не останется следов, если это алюминий – появятся серые пятна.

1. Определение по цвету

Визуально определить материал изготовления сложно, поскольку 2 металла очень схожи между собой. Если повнимательнее присмотреться к изделиям можно заметить еле видный блестящий оттенок, свидетельствующий, что перед вами нержавейка.

У изделия из (Al) серый или беловатый оттенок будет иметь матовую поверхность, а после обработки шлифовкой появится оксидная пленка.

1. Распознавание металла по механическому воздействию

Для получения максимально точных показателей, методику следует применять в вечернее или ночное время. Ударьте по поверхности металла твердым предметом. Если это нержавейка – появится явно-выраженная искра, в алюминиевом изделии такого эффекта не будет наблюдаться.

1. Определение с помощью физико-химических показателей

Показатели теплопроводности алюминия намного лучше, чем у нержавеющей стали. Примером тому является быстрое нагревание жидкости при одинаково созданных условиях.

Показатели теплопроводности (Al) составляет 660 градусов, у нержавейки – 1800 градусов. При достижении 700 градусов, первым расплавится алюминиевое изделие. Расплавить второе изделие самому, без наличия условий промышленного предприятия, невозможно.

1. Химические методы распознавания

Как отличить 2 идентичных металла – поможет натриевая или калиевая гидроокись. Обработайте им поверхность изделия. Если после этого металл останется без изменений, значит, вы имеете дело с нержавейкой. В другом случае – это стопроцентный алюминий. Обработка элемента медным купоросом также позволит определить разновидность металла. Если это нержавейка – на ней не останется никаких следов химического воздействия.

Также можно поэкспериментировать кислотой, которой может быть даже сок лимона. Воздействие кислоты на алюминиевую поверхность спровоцирует ее видоизменение, чего не может быть с нержавейкой.

Этап 3: испытание инструмента

Теперь вернемся к напильнику. Прежде чем приступить к его испытанию, необходимо обязательно надеть защитные очки, а недалеко от наждачного круга установить лист фанеры, окрашенной в черный цвет. На черном фоне искрение металла видно гораздо отчетливее, глазам приходится меньше напрягаться. Если мы с силой проведем напильником по наждачному кругу и получим обильные искры ярко-желтого цвета с множеством отделяющихся от них звездочек, то сможем сделать вывод, что он изготовлен из высокоуглеродистой инструментальной стали (У10—У13). И наоборот, сноп оранжево-красных длинных искр с разветвлениями и звездочками на конце говорит о том, что напильник сделан из легированной стали (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Разумеется, таким способом определяется лишь примерный химический состав стали, но для любительской практики этого вполне достаточно. Зная, что напильник изготовлен из инструментальной стали указанных марок, по таблице определяют режим ее термической обработки.

Из таблицы видно, что сталь У11—У13, из которой сделан напильник, отжигается при температуре 750°С, а затем охлаждается постепенно на воздухе. Отжиг производят в муфельной печи, кузнечном горне или же в топке обычной печи. В электрической муфельной школьной печи отжигать металлические предметы удобно, так как встроенный термометр даст возможность проследить за температурой нагрева. Но глубина муфельной печи ограниченная. Если напильник в нее не входит, его оборачивают в несколько слоев брезентом и переламывают сильным ударом молотка.

Разломленный напильник вынимают из брезента, отжигают в муфельной печи, а затем медленно охлаждают. Образовавшаяся окалина часто мешает механической обработке. Поэтому, надев очки и рукавицы, ее сбивают молотком с помощью зубила.

Отожженная и обработанная инструментальная сталь становится достаточно мягкой: хорошо обрабатывается напильником, пилится и куется. При минимальной твердости она имеет максимальную пластичность и вязкость. Это дает возможность изготовить из нее штихели для гравирования, чеканы, зубильца, сечки, пробойки, другие инструменты для художественной обработки металла.

Изготовив из напильника нужный инструмент, его закаляют нагреванием согласно таблице до 780°С с последующим охлаждением в воде. После закалки сталь становится хрупкой, поэтому ее отпускают: нагревают до 180°С и охлаждают в воде или машинном масле. При отпуске температуру нагрева металла контролируют по так называемым цветам побежалости, которые соответствуют определенной температуре нагрева.

Классификация сталей

Чтобы разобраться с маркировками, необходимо разобраться, как классифицируют стальные сплавы по назначению. Принято определять свойства по нескольким параметрам:

1. Химический состав определяет прочностные показатели. Здесь свойства определяются соотношениями в составе между железом и углеродом. Попутно изменения характеристик зависит от наличия легирующих элементов или веществ, ухудшающих показатели.
2. В зависимости от способов производства меняется структура. Кованые изделия прочнее, литые могут образовывать поры или иные дефекты. При прокатывании через вальцы добиваются упрочнения и получения нужной формы.
3. Для правильного использования определяют те или иные марки по назначению. Особенно важна подобная информация для сталей специального использования. В них даже небольшие изменения в химическом составе могут заметно изменять поведение при нагрузке или эксплуатации в агрессивной среде.
4. Качество стальных слитков зависит от содержания вредных компонентов. Сера и фосфор приводят к хладноломкости и красноломкости, поэтому металлурги стараются удалять из сплавом ухудшающие ингредиенты.
5. Кислород в стальных изделиях изменяет структуру. Для удаления в расплавленную массу вносят раскислители, они образуют окислы, не вносят негативные изменения металл.

Классификация сталей по основным показателям

Классификация по структуре

Структура исследуется на специальных шлифах. Их рассматривают под микроскопом, предварительно обработав полированную поверхность серной кислотой. Принято определять следующие состояния:

• доэвтектоидные характеризуются высоким содержанием феррита. Низкое содержание углерода не позволяет металлу проявлять достаточное сопротивление при механических нагрузках;
• эвтектоидные соответствуют наилучшим соотношением между прочностными и пластичными свойствами;
• заэвтектоидные стали используют при изготовлении инструмента. Их отличают высокая поверхностная твердость, а также сопротивляемость нагружениям;
• ледебуритные содержат карбиды. Металл проявляет излишнюю хрупкость;
• ферритные показатели соответствуют свойствам, присущим чистому железу.

Эвтоктоидная сталь

Доэвтектодная сталь

Ледебурит. Видны включения карбида железа

Для улучшения свойств проводят нормализацию. Она заключается в снятии напряжений из деталей, имевших термообработку, связанную с улучшением свойств. Длительный нагрев и выдержка при температуре выше 720…750 °С, а последующее охлаждение приводит к отжигу. Зерна металла изменяют свой вид.

Верхний ряд показывает шлифы до нормализации, а нижний – после

Типы и марки немагнитных сталей

Если происхождение изделия известно, по реакции с магнитом можно примерно определить тип нержавеющей стали. Следующие марки не магнитят:

• AISI 409 (аналог 08Х13) – из этой ферритной стали производят контейнеры для грузоперевозок, детали для выхлопной системы автомобиля и т.д. (пластичность и отсутствие магнитных свойств обусловлены предельно низким содержанием C – менее 0,03 %);
• AISI 304 (аналог 8-12X18H10) – из нее изготавливают предметы быта, а также посуду и оборудование для пищей и фармацевтической промышленности;
• 12Х21НБТ (ЭИ8П) – аустенитно-ферритная сталь для применения в средах средней агрессивности, из которой производят тару и оборудование для химической и фармацевтической промышленности.

Не магнитят нержавеющие стали марок AISI 402–420, которые содержат в своем составе от 11 д 14 % хрома и менее 0,07 % углерода.

Маркировка сталей | Сварочные работы

Марка сталей обозначается сочетанием букв и цифр. Сталь углеродистая обыкновенного качества маркируется буквами Ст, что означает «сталь», после которых ставится одна из цифр от 0 до 6. Цифра в обозначении марки указывает номер стали, определяющий ее состав и свойства. Причем, чем выше номер, тем больше в стали углерода. Так, в Ст1 углерода может быть 0,06—0,12 %; в стали Ст3 — углерода 0,14—0,22%; в стали Стб — углерода 0,38—0,49 %.

Углеродистая сталь может быть трех степеней раскисления — спокойная, полуспокойная и кипящая. Для лучшей характеристики стали к ее марке добавляют соответствующие буквы сп, пс, кп. Например, Ст2кп, Ст3сп, Ст5пс, Стбсп.

В соответствии с ГОСТ 380—71 в некоторых марках стали допускается содержание марганца до 1 % и более. При маркировке таких сталей перед буквами, означающими степень раскисления, ставится буква Г. Например, Ст3пс может содержать марганца 0,4—0,65 %, а Ст3Гпс содержит марганца 0,8—1,1 %; Ст5пс содержит марганца 0,5—0,8%, а Ст5Гпс — 0,8—1,2 %.

Стали углеродистые обыкновенного качества, изготовляемые по ГОСТ 380—71, в зависимости от гарантируемых характеристик и назначения делятся на три группы.

Стали группы А характеризуются механическими свойствами.

Стали группы Б характеризуются химическим составом. Эти стали, так же как и стали группы А, бывают различных степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца, т. е. могут быть стали марок БСт3кп, БСт3пс, БСт3сп и БСт3Гпс.

Стали группы В характеризуются механическими свойствами и химическим составом. К этой группе относятся стали марок ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5, из них некоторые могут быть всех степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца.

По химическому составу стали группы В должны соответствовать нормам, указанным в ГОСТ для стали группы Б, за исключением нижнего предела по содержанию углерода. Сталь всех групп с номерами от 1 до 4 может быть всех степеней раскисления, а с номерами 5 и 6—только спокойной или полуспокойной.

В зависимости от нормируемых показателен счаль каждой группы подразделяется на категории.

Сталь группы А имеет три категории, для каждой из которых установлены заданные нормы механических свойств.

Сталь группы Б подразделяется на две категории. К первой категории относятся стали марок БСт0 — БСтб всех степеней раскисления, нормируемые по углероду, марганцу, кремнию, сере, фосфору и азоту. Ко второй категории относятся стали марок БСт1 — БСтб, нормируемые кроме указанного для первой категории еще и содержанием хрома, никеля и меди.

Стали группы В подразделяются на шесть категорий, а к нормируемым показателям относится временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, изгиб в холодном состоянии, химический состав и ударная вязкость при различных температурах.

Сталь группы В третьей — шестой категорий поставляется только полуспокойной и спокойной.

Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют номер соответствующей категории, например ВСт3псЗ, БСт3кп2, Ст3пс2 и т. п.

По ГОСТ 1050—74 выпускается углеродистая качественная конструкционная сталь. В зависимости от механических свойств эта сталь делится на пять категорий. В углеродистых качественных сталях нормируется содержание углерода, кремния, марганца, хрома, серы и фосфора. По содержанию углерода сталь и маркируется.

Марка углеродистых качественных сталей состоит из двух цифр, которые указывают на примерное содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 08 содержит углерода 0,5—0,12 %; сталь 20 содержит углерода 0,17—0,24.

В качественных конструкционных сталях жестче ограничения по содержанию вредных примесей, чем в сталях обыкновенного качества.

Диапазоны химического состава низко- и среднеуглеродистых качественных сталей и сталей обыкновенного качества в значительной степени перекрываются. Это позволяет при необходимости осуществлять их замену. Например, Сталь 20 может быть заменена сталью ВСт3сп, но стандарт на качественную сталь не регламентирует их ударную вязкость при отрицательных температурах и после механического старения.

При производстве стальных строительных конструкций большое применение находят низколегированные стали и стали повышенной прочности. Маркировка легированных сталей состоит из сочетания прописных букв и цифр. Буквы указывают наличие в стали легирующих элементов. Условное обозначение химических элементов, входящих в состав сталей, приведено в табл. 3.

Как определить марку стали

Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения стали, каждая марка характеризуется своими определенными особенностями. Если производитель не провел маркировку, то узнать особенности металла можно только при самостоятельном проведении различных тестов. Об этом далее поговорим подробнее.

Как определить марку стали

Методы определения марки стали

Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как определить марку стали. Выделяют несколько распространенных методов:

1. Первый предусматривает снятие стружки с поверхности, для чего может использоваться зубило. При высокой концентрации углерода она будет короткой и ломкой. Снижение показателя становится причиной повышения пластичности. Однако, точно определить марку подобным методом не получится.
2. Второй метод предусматривает закалку изделия, после чего приходится проводить надпилы. Если до закалки и после материал пилится просто, то в составе небольшое количество углерода. За счет повышения концентрации углерода после обработки поверхность становится слишком твердым.
3. Определение марки стали по искре основывается на визуальном осмотре искр, которые образуются при обработке поверхности точильным кругом. С увеличением размеров искр и их количества повышается показатель твердости, который зависит непосредственно от концентрации углерода. Подобный тест не дает на точный результат, так как от силы нажатия и некоторых других моментов зависят основные характеристики отлетающей стружки. Можно встретить таблицы, по которым проводится расшифровка качеств материала по стружке.

Метод искровой пробыПрибор для определения марки стали

Определить марку можно также по цвету образующихся искр. Для этого были составлены специальные таблицы. В домашних условиях провести тест можно только в случае правильного освещения. Однако, точно идентифицировать материал подобным образом нельзя. Вариант с легирующими элементами идентифицировать можно и по другим эксплуатационным характеристикам, к примеру, устойчивости к воздействию повышенной влажности или сильному магнетизму.

На территории СНГ применяемые стандарты обозначений характеризуются тем, что могут использоваться для указания основных элементов. При рассмотрении вопроса расшифровки марки отметим следующие моменты:

1. Часто проставляется сокращение «Ст». В других случаях и вовсе не ставится никаких сокращений, только цифры.
2. В большинстве случаев первая цифра указывает на концентрацию углерода. Последующие могут применяться для указания количества легирующих компонентов.
3. В состав могут включаться легирующие компоненты, которые существенно изменяют свойства материала. Примером можно назвать включение хрома, за счет чего повышается устойчивость к воздействию повышенной влажности.

Классификация сталей по назначению

Расшифровка маркировки проводится при использовании таблиц, в которых указывается обозначение химического элемента.

Маркировка сталей по международным стандартам и стандартам СНГ

Для того чтобы провести расшифровку марки можно использовать самые различные стандарты. Некоторые сплавы обозначаются определенными символами, которые указывают на предназначение металла.

Примером можно назвать нижеприведенные моменты:

1. Буква «Ш» применяется для обозначения металлов, которые применяются для изготовления подшипников. Они характеризуются повышенной устойчивостью к износу.
2. Качественные легированные заготовки обозначаются буквой «Л». Зачастую символ указывается в конце.
3. Для обозначения термоупрочненного проката применяется «Т».
4. Высокую коррозионную устойчивость заготовки определяют по букве «К».
5. Если в состав включается медь, то при указании марки используется символ «Д».
6. Инструментальные можно определить по букве «У». Они зачастую применяются при изготовлении различных инструментов, которые характеризуются высокой износоустойчивостью.
7. Символ «Р» указывается для обозначения сплавов, в состав которых включается вольфрам. Подобное вещество существенно повысить жаропрочность структуры.

Путем расшифровки марки можно определить то, какие химические элементы включены в сплав. Цифры в большинстве случаев указывают на концентрацию, символы тип сплава и конкретные химические элементы.

Европейская система маркировки сталейМарки углеродистых сталей по ГОСТу и по международным стандартам ИСО

В заключение отметим, что в продаже встречается просто огромное количество изделий, во многих случаях марка проставляется производителем. Самостоятельно определить состав без использования специального оборудования практически невозможно.

Общие принципы классификации марок сталей

Основные классификационные признаки сталей: химический состав, назначение, качество, степень раскисления, структура.

Стали по химическому составу подразделяют на углеродистые и легированные. По массовой доле углерода и первая, и вторая группы сталей делят на: низкоуглеродистые (менее 0,3% С), среднеуглеродистые (концентрация С находится в пределах 0,3-07%), высокоуглеродистые – с концентрацией углерода более 0,7%.

Легированными называются стали, содержащие, помимо постоянных примесей, добавки, вводимые для повышения механических свойств этого материала.

В качестве легирующих добавок используют хром, марганец, никель, кремний, молибден, вольфрам, титан, ванадий и многие другие, а также сочетание этих элементов в различных процентных соотношениях. По количеству добавок стали делят на низколегированные (легирующих элементов менее 5%), среднелегированные (5-10%), высоколегированные (содержат более 10% добавок).

По своему назначению стали бывают конструкционными, инструментальными и материалами специального назначения, обладающими особыми свойствами.

Наиболее обширным классом являются конструкционные стали, которые предназначаются для изготовления строительных конструкций, деталей приборов и машин. В свою очередь, конструкционные стали подразделяют на рессорно-пружинные, улучшаемые, цементуемые и высокопрочные.

Инструментальные стали различают в зависимости от назначения произведенного из них инструмента: мерительного, режущего, штампов горячей и холодной деформации.

Стали специального назначения разделяют на несколько групп: коррозионностойкие (или нержавеющие), жаростойкие, жаропрочные, электротехнические.

По качеству стали бывают обыкновенного качества, качественными, высококачественными и особо качественными.

Читать также: Схема регулятора для шуруповерта

Под качеством стали понимают сочетание свойств, обусловленных процессом её изготовления. К таким характеристикам относятся: однородность строения, химического состава, механических свойств, технологичность. Качество стали зависит от содержания в материале газов – кислорода, азота, водорода, а также вредных примесей – фосфора и серы.

По степени раскисления и характеру процесса затвердевания стали бывают спокойными, полуспокойными и кипящими.

Раскислением называют операцию удаления из жидкой стали кислорода, который провоцирует хрупкое разрушение материала при горячих деформациях. Спокойные стали раскисляют с помощью кремния, марганца и алюминия.

По структуре разделяют стали в отожженном (равновесном) состоянии и нормализованном. Структурные формы сталей – феррит, перлит, цементит, аустенит, мартенсит, ледебурит и другие.